تاثير سيليكون بر ميزان بيان ژن پراكسيداز و صفات ريخت‌شناسي گياه جو تحت تنش خشكي

Effect of Silicon on the Peroxidase Gene Expression and Morphological Traits of Barley Under Drought Stress

هدف: هدف از اين پژوهش بررسي تاثير سيليكون بر شدت بيان ژن پراكسيداز و برخي صفات ريخت شناسي آن در دو لاين مقاوم و حساس گياه جو تحت تنش خشكي بود. مواد و روش ها: ميزان پروتئين محلول كل، رنگدانه هاي فتوسنتزي، RNA كل از برگ هاي تيمارهاي مختلف استخراج شد. ژن  هدف پس از ساخت cDNA با استفاده از RTPCR به صورت نيمه كمي بررسي شد. همچنين مقدار فعاليت آنزيم پراكسيداز  با روش Chance و پرولين نيز با روش Bates تحت تنش خشكي مورد ارزيابي قرار گرفت. بدين منظور، آزمايشي به‏صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي در سه تيمار شاهد، خشكي و سيليكون –خشكي (2ميلي مولار سيليكات سديم/ كيلوگرم خاك) با سه تكرار در گلخانه اجرا شد. نتايج: كاربرد سيليكون در هر دو لاين، ميزان پروتئين محلول كل و رنگدانه هاي فتوسنتزي را تحت شرايط تنش خشكي افزايش داد.  آناليز نيمه كمي RTPCR اختلاف معني داري را بين تيمارها نشان داد. بيشترين ميزان بيان ژن پراكسيداز در تيمار سيليكونخشكي مشاهده شد. افزايش فعاليت آنزيم هاي ضد اكسنده و بررسي الگوي باندي اين آنزيم ها بر روي ژل آكريل آميد نشان داد كه شدت باندها در تيمار سيليكون بيشتر بود. ميزان پرولين در شرايط تنش در مقايسه با تيمار شاهد افزايش يافت و با كاربرد سيليكون افزايش بيشتري مشاهده شد. نتيجه گيري: سيليكون به تاثير كاهش خسارت اكسيداتيو ناشي از گونه هاي فعال اكسيژن كمك مي كند و با افزايش در فعاليت آنزيم هاي ضداكسنده، موجب حفاظت گياه در برابر تنش هاي محيطي مي شود.

Aim: The purpose of the present research project was evaluation of the effect of silicon on the severity of peroxidase genes expression and some morphological traits in both resistant and susceptible barley lines under drought stress. Material and Methods: Total soluble protein content, photosynthetic pigments, and total RNA were extracted from the leaves affected by various treatments. Target gene was evaluated by Semiquantitative RTPCR analysis using synthesized cDNA. Both the peroxidase enzyme activity by Chance method and proline with Bates method were also evaluated under drought stress treatment. Accordingly, the experiment was analyzed in a factorial test based on the completely randomized design with three treatments of control, drought and silicondrought (sodium silicate 2 mg / 1 Kg soil) with three replications in a greenhouse. Results: Silicon application caused to increase the amount of total soluble protein and photosynthetic pigments in both lines under drought stress. Semiquantitative RTPCR analysis of treatments observed significant differences. Maximum of peroxidase gene expression was observed in the silicondrought treatment. Antioxidant enzyme activities were at the highest level as shown by gene expression pattern of polyacrylamide gel analysis for treated silicon samples. A further increase was exhibited for proline accumulation caused by silicon application rather than such accumulation in stress treatment compared to control. Conclusion: Silicon reduces oxidative damage induced by reactive oxygen species and with the increase in antioxidant enzyme activities caused to protect plants against environmental stresses.