بررسي الگوي بيان ژن‌هاي آهن سوپر‌اكسيد ديسموتاز و فريتين-3 تحت تنش شوري در برگ و ريشه نعناع ‌فلفلي

Evaluation of the expression pattern of Fe-superoxide dismutase and Ferritin-3 genes under salinity in peppermintʼs leaf and root

تنش شوري فرآيند‌هاي فيزيولوژيكي متعددي را در گياهان تحت تأثير قرار مي‌دهد. از آن جمله آسيب‌هاي اكسيداتيو اجزاي سلولي مي‌باشد كه توسط گونه‌هاي فعال اكسيژن ايجاد مي‌شوند و در مقابل، آنزيم‌هاي آنتي اكسيدان باعث جلوگيري از اين آثار مخرب مي‌شوند. در اين تحقيق تغييرات بيان ژن‌هاي آهن سوپر‌اكسيد ديسموتاز (FeSOD) و فريتين-3 تحت تنش شوري (0، 25، 50، 75، 100 و 150 ميلي‌مولار NaCl) در گياه نعناع فلفلي با روش Real time PCR مورد بررسي قرار گرفت. در زمان‌هاي 24 و 48 ساعت، يك هفته و يك ماه پس از شروع تنش از برگ و ريشه گياه نمونه برداري انجام گرفت. نتايج نشان داد كه بيان ژن FeSOD با افزايش تنش شوري در هر دو نمونه برگ و ريشه افزايش يافت، اما اين افزايش بيان در برگ‌ها بيش‌تر و پايدار‌تر بود. در برگ‌ها 24 ساعت پس از شروع تنش بيان ژن FeSOD كاهش يافت، اما با گذر زمان تا يك هفته افزايش در بيان اين ژن مشاهده شد. پس از يك ماه اعمال تنش، بيان اين ژن در نمونه برگ مجدداً به‌صورت معني‌داري كاهش يافت. در ريشه نيز در نمونه‌برداري 24 ساعت، بيان ژن FeSOD كاهش داشت، اما در زمان‌هاي 48 ساعت، يك هفته و يك ماه پس از تنش، بيان اين ژن به مقدار جزيي افزايش يافت. بيان ژن فريتين در سطوح مختلف شوري در نمونه برگ با ريشه تفاوت داشت، به طوري‌كه در برگ در سطوح پايين تنش (25 و 50 ميلي‌مولار) ميزان بيان ژن افزايش يافته و با افزايش سطح شوري ميزان بيان ژن كاهش يافت. اما در ريشه در تمامي سطوح تنش بيان ژن كاهش نشان داد. در مورد زمان‌هاي مختلف نمونه‌برداري پس از شروع تنش نيز بيان ژن فريتين در برگ و ريشه با هم متفاوت بود، به گونه‌اي كه در زمان‌هاي اوليه پس از شروع تنش (48 ساعت) در برگ‌ها افزايش معني‌داري در بيان ژن مشاهده شد و تدريجاً با افزايش مدت زمان قرار‌گيري در معرض تنش بيان ژن كاهش يافت. اما بيان اين ژن در ريشه در زمان‌هاي 24 و 48 ساعت و يك هفته كاهش يافته و با رسيدن به يك ماه قرارگيري در معرض تنش به ميزان قابل توجهي افزايش نشان داد.

Salt stress negatively affects many physiological processes in plants. Some of these effects may involve the oxidative damages of cellular components, which can be created by reactive oxygen species (ROS) and prevented by antioxidant enzymes. In this study, FeSOD and Ferritin-3 genes expression under salt stress (0, 25, 50, 75, 100 and 150 mM Nacl) in peppermint using quantitative real time PCR method were investigated. Samples of the leaf and root were collected 24, 48 hour, one week and one month after exposure to stress. Results showed that expression of FeSOD gene up-regulated by increasing salt stress in both leaf and root, but it was higher and more stable in leaves. Expression of this gene was down-regulated after 24 hour, but up-regulated after 48 hour and one week in the leaves, and down-regulated significantly after one month again. In the roots, the FeSOD gene expression was down-regulated after 24 hour, alike leaves, but up-regulated after 48 hour, one week and one month. The expression pattern of Ferritin gene was various in the leaf and root. In the leaves, expression of Ferritin gene was up-regulated in low concentration of salt stress (25 & 50 mM NaCl), then down-regulated by increasing of salinity levels but in the roots, the gene expression down-regulated in all of the salinity levels. The Ferritin gene expression was up-regulated significantly in the early stages of exposure to the salt stress (after 48 hour), and then down-regulated in late time course of exposure to the stress in the leaves. In the roots, the expression of this gene was down-regulated after 24 and 48 hours and one week exposure to the stress, but up-regulated significantly after one month.