بررسي بيان ژن‌هاي abc ترانسپورتر و متالوتيونين در گياهچه‌هاي Festuca arundinacea تلقيح‌شده با قارچ Funneliformis intraradices در تنش سميت نيكل

Survey of ABC transporter and metallothionein genes expressions in tall fescue inoculated with Funneliformis intraradices under Nickel toxicity

در گياهان، شبكۀ پيچيده‌اي از فرايندهاي انتقال وجود دارد كه در حفظ غلظت يون‌هاي فلزي ضروري در كده‌هاي سلولي مختلف عمل مي‌كنند و بنابراين آسيب ايجادشده از طريق ورود عناصر به درون سيتوسول را كاهش مي‌دهند. قارچ‌هاي ميكوريز در شرايط مقادير بالاي فلزات به كاهش سميت فلز در گياهان قادر هستند. در اين پژوهش، تأثير قارچ ميكوريز آربسكول‌دار  Funneliformis intraradices بر رشد، تحمّل و بيان ژن‌هاي abc ترانسپورتر (ABC) و متالوتيونين (met) در برگ‌ها و ريشه‌هاي گياهچه‌هاي فستوكاي كشت‌شده در خاك آلوده به نيكل بررسي شد. گياهچه‌هاي فستوكاي تلقيح‌شده با قارچ (M+) و بدون آن (M) در خاك آلوده با غلظت‌هاي مختلف نيكل (0، 30، 90 و 180 پي‌پي‌ام) به ‌مدّت سه ماه كشت داده شد. نتايج بررسي حاضر، تأثير مثبت كلونيزاسيون قارچي را بر افزايش رشد (17 و 15 درصد افزايش در وزن تر و طول ريشه)، كاهش جذب (در تيمارهاي 90 و 180 پي‌پي‌ام نيكل) و كاهش عامل انتقال نيكل از ريشه به اندام هوايي (در تمام سطوح تيمار نيكل) گياهچه‌هاي فستوكا در تنش نيكل نشان داد. نتايج نشان‌دهندۀ تأثير نيكل بر افزايش بيان هر دو ژن abc و met در ريشۀ گياهان M+ و M بود. گياهچه‌هاي تلقيح‌شده با قارچ ميكوريز بيان كمتري از ژن‌هاي abc و met را در مقايسه با گياهچه‌هاي M نشان دادند. نتايج اين تحقيق، اهمّيت كلونيزاسيون قارچ ميكوريزF. intraradices را در كاهش انتقال نيكل از ريشه به ساقه در گياهچه‌هاي فستوكا و كاهش اثرات تنش نيكل نشان مي‌دهد.

In plants, there are complex network of transport, chelation, and sequestration processes that functions in maintaining concentrations of essential metal ions in different cellular compartments, thus minimizing the damage caused by entry of nonessential metal ions into the cytosol. In the presence of toxic ones, arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are able to alleviate metal toxicity in the plant. In this study the effect of an arbuscular mycorrhizal fungi Funneliformis intraradices on growth, Nickel tolerance, and ABC transporter and metallothionein expression in leaves and roots of tall fescue (Festuca arundinacea) plants cultivated in Ni polluted soil were evaluated. The fungi infected (M+) and uninfected (M) fescue plants were cultivated in soil under different Ni concentrations (0, 30, 90 and 180 ppm) for 3 months. Results demonstrated the positive effect of fungi colonization on the increase in growth and reduction in Ni uptake (90 and 180 ppm) and Ni translocation from roots to shoot of tall fescue under Ni stress. The results also demonstrated that the level of ABC transporterand metallothionein transcripts accumulation in roots was considerably higher for both M and M+ plants compared to the control. Also, M+ plants showed less ABC and MET expression compared to the M plants. These results demonstrated the importance of mycorrhizal colonization of F. intraradices in reduction of Ni transport from root to shoot of tall fescue which alleviates Niinduced stress.