بررسي سطح بيان ژن هاي lim، mdeh و تغييرات مورفو فيزيولوژيكي Mentha piperita L در واكنش به تنش خشكي

Investigation of lim, medh gene expression level and morpho-physiological changes of Mentha piperiat L. in response to drought

نعناع فلفلي يكي از گياهان دارويي با ارزش در جهان به­ شمار مي ­رود كه در صنايع غذايي، بهداشتي، داروسازي، و ... كاربرد دارد. در اين پژوهش اثر تنش خشكي در چهار سطح: شاهد (100 درصد ظرفيت مزرعه)، 75، 50 و 25 درصد ظرفيت مزرعه بروي بيان ژن­ هاي ليمونن سنتاز (lim) و منتول دهيدروژناز (mdeh) در مسير بيوسنتز منتول و پاسخ­ هاي مورفولوژيك و فيزيولوژيك نعناع فلفلي و عملكرد و نوع تركيبات اسانس آن با استفاده از تجزيه GC-MS بررسي شد. براساس نتايج تجزيه واريانس، اثر تنش خشكي بروي صفات وزن تر و خشك اندام هوايي، سطح برگ، تعداد برگ، ميزان پرولين و محتوي نسبي آب در سطح احتمال 1 درصد (01/0P˂) معني­دار بود. تنش خشكي باعث كاهش معني­ داري در صفات مورفولوژيك شد. ميزان پرولين و محتوي نسبي آب با افزايش شدت تنش خشكي به­ ترتيب افزايش و كاهش يافت. عملكرد اسانس با افزايش تنش خشكي، افزايش يافت هرچند كه اين افزايش معني­دار نبود. ميزان بيان نسبي ژن ليمونن سنتاز ابتدا افزايش و در سطح 25 درصد ظرفيت مزرعه كاهش معني ­داري يافت همچنين ميزان بيان نسبي ژن منتول دهيدروژناز در سطوح مختلف تنش خشكي كاهش نشان داد. به­ طور كلي تنش خشكي باعث افزايش عملكرد اسانس ولي كاهش كيفيت آن شد.

Peppermint known as important medicinal plants that used in the food, medical and pharmaceutical industry. In present study the effect of drought stress at four levels: 100 (as control), 75, 50 and 25% field capacity (FC) were investigated on expression of limonene synthase (lim) and menthol dehydrogenase (mdeh) genes in menthol pathway as well as morpho-physiological responses and performance of peppermint essential oil was evaluated using GC-MS analysis. Results showed that drought stress effect on fresh and dry weight of shoot, leaf area, leaf number, proline content and relative water content (RWC) significantly (P˂0.01) differences. Drought stress caused a significant decrease in the morphological traits also the proline content and relative water content increased and declined respectively. Essential oil yield increased under drought stress condition, although the increase was not significant. The relative expression of lim gene increase at 75 and 50% FC, while showed a significant decreased at 25% FC. The relative expression of mdeh gene decreased at three regime of irrigation compared to control, significantly. In general, drought stress increased oil yield but its quality was declined.