عكس العمل ريشه ي برنج به دوره هاي زماني تنش كمبود آب با رويكرد الكتروفورز دو بعدي

The Response of Rice Root to Time Course Water Deficit Stress-Two Dimensional Electrophoresis Approach

برنج (Oryzae sativa L.) غذاي اصلي بيش از نيمي از مردم جهان را تشكيل مي دهد. تنش كمبود آب يكي از عمده‌ترين موانع براي توليد موفق محصولات زراعي است. برنج در طول دوره رشدي خود تحت تاثير عوامل متعددي قرار مي گيرد كه از جمله آنها مي توان به تنش كمبود آب اشاره نمود. پيشرفت هاي اخير در فيزيولوژي مولكولي اين اميد را به وجود آورده است كه با شناسايي پروتيين هاي كانديداي مقاومت به تنش كمبود آب، بتوان در افزايش عملكرد برنج گام هاي اساسي برداشت. به منظور بررسي اثر تنش كمبود آب بر الگوي تظاهر پروتيين هاي ريشه ي برنج، آزمايشي به صورت طرح كاملاً تصادفي با چهار تكرار طراحي و اجرا گرديد. تيمارهاي مورد مطالعه، شامل آبياري عادي و تنش هاي 24، 36 و 48 ساعت قطع آبياري بود. آزمايش در شرايط آزمايشگاهي و تحت شرايط كنترل شده در اتاقك رشد انجام گرديد. پس از اعمال تنش نمونه هاي بافت ريشه به منظور آزمايش هاي الكتروفورز دو بعدي مورد استفاده قرار گرفتند. تجزيه و تحليل پروتيوم بافت ريشه به روش الكتروفورز دو بعدي نشان داد كه از بين 135 لكه پروتييني قابل تشخيص در رنگ آميـزي با آبي كوماسي، تعداد 14 لكه پروتييني تغييــرات بيـان معني داري از نظر آماري در شرايط تنش كمبود آب نشان دادند كه تعداد 7 پروتيين در سطح احتمال 1 درصد و 7 پروتيين در سطح احتمال 5 درصد معني دار گرديد. لكه هاي پروتييني داراي تغييرات بيان، بر اساس نقطه ايزوالكتريك و وزن مولكولي در بانك هاي اطلاعاتي مورد جستجو قرار گرفتند و پروتيين هاي احتمالي پاسخ دهنده به شرايط تنش شناسايي شدند. افزايش بيان فردوكسين اكسيدوردوكتاز 24 ساعت پس از شروع تنش كمبود آب نمايانگر نقش اين پروتيين در كاهش اثرات تنش كمبود آب است. در حالي كه پروتيين هاي ريبوزومي، گليسر آلدييد 3-فسفات و ATP سنتتاز در طي تنش كمبود آب روند كاهشي داشتند. پروتيين هاي فروكتوز 6-1 بي فسفات آلدولاز، گلوكز 6- فسفات دهيدروژناز، گلايسين دهيدروژناز و كتيناز پس از روند كاهشي تا 36 ساعت تنش كمبود آب، با افزايش مدت تنش به 48 ساعت مجدداً روند افزايشي نشان دادند كه بيانگر تلاش گياه براي كاهش اثرات ناشي از تنش اكسيداتيو مي باشد.

Rice (Oryza sativa L.) is the staple food of more than half of the population worldwide. Water deficit stress is one of the harsh limiting factors for successful production of crops. Rice during its growing period comes a cross different environmental hazards like drought stress. Recent advance in molecular physiology are promising for more progress in increasing rice yield by identification of novel candidate proteins for drought tolerance. To investigate the effect of water deficit on rice root protein expression pattern, an experiment was conducted in completely randomize design with four replications. With holding water for 24, 36 and 48 hours along with control constituted the experimental treatments. The experiment was conducted in growth chamber under controlled condition and root samples, after stress imposition, were harvested for two-dimensional electrophorese (2-DE). Proteome analysis of root tissue by 2-DE indicated that out of 135 protein spots diagnosed by Coomassie blue staining, 14 spots showed significant expression change under water deficit condition, seven of them at 1% and the other seven at 5% probability levels. Differentially changed proteins were taken into account for search in data bank using isoelectric point and molecular weight to identify the most probable responsive proteins. Up- regulation of ferredoxin oxidoreductase at first 24 hour after applying stress indicates the main role of this protein in reducing water deficit stress effects. On the other hand ribosomal proteins, GAP-3 and ATP synthase were down regulated under water deficit stress. Fructose 1,6-bisphosphate aldolase, glucose- 6-phosphate dehydrogenase and chitinase down regulated up to 36 h of stress imposition but, were later up- regulated by prolonging stress up to 48 h. It could be inferred the plant tries to decrease the effect of oxidative stress