بررسي بيان تعدادي از ژن هاي مرتبط با تحمل به خشكي در برنج (Oryza sativa L.)

Studying expression of some genes associated with drought stress in rice (Oryza sativa L.)

به­‌منظور بررسي تأثير تنش اسمزي ناشي از اعمال ماده پلي‌اتيلن گليكول 6000 بر مولفه‌هاي جوانه‌زني بذر و تعيين ژنوتيپ­هاي متحمل و حساس به خشكي، 21 ژنوتيپ برنج در سه سطح تنش اسمزي (صفر، 5/7- و 15- مگاپاسكال) با آرايش فاكتوريل بر پايه طرح كاملاً تصادفي با سه تكرار مورد مطالعه قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه تمام ژنوتيپ‌ها در صفات مورد بررسي شامل طول ريشه‌چه، طول ساقه­چه، نسبت طول ريشه­چه به ساقه­چه، وزن تر ريشه­چه، وزن خشك ريشه­چه، وزن تر ساقه­چه و وزن خشك ساقه­چه، داراي تفاوت معني‌داري در سطوح مختلف تنش اسمزي بودند. اثر ژنوتيپ‌ و برهمكنش ژنوتيپ و تنش اسمزي در تمامي صفات بررسي‌شده معني­دار بود. بر اساس صفات اندازه­گيري شده، لاين 416 و ژنوتيپ IR28 به­ترتيب به‌عنوان ژنوتيپ­هاي متحمل و حساس به تنش اسمزي انتخاب شدند. پس از استخراج RNA و سنتز cDNA، الگوي بيان چهار ژن واكنش­دهنده به تنش خشكي (SOD، FNR، APX وNDH)در تيمارهاي صفر، 4، 8، 10 و 24 ساعت تنش دهيدراسيون در مرحله گياهچه­اي در دو ژنوتيپ IR28 و لاين 416 با استفاده از تكنيك RealTime PCR مورد بررسي قرار گرفت. نتايج اين پژوهش نشان داد كه ژن­هاي واكنش­دهنده به خشكي بيان بالاتري در لاين متحمل 416 نسبت به ژنوتيپ حساس IR28 داشتند و بيان همه ژن­ها به­جز FNR با افزايش تنش، افزايش يافت. همچنين، ژن APX در زمان‌هاي ابتدايي پس از تنش بيان چنداني در هر دو ژنوتيپ نداشت، اما بيش­ترين ميزان بيان خود را در 24 ساعت پس از تنش در ژنوتيپ حساس IR28 نشان داد.

To investigate the effect of osmotic stress induced by polyethylene glycol 6000 on seed germination components and identifying drought tolerant and susceptible genotypes, 21 rice genotypes were studied at three levels of osmotic stress (0, -7.5 and -15 MPa) with factorial arrangement in a completely randomized design with three replications. The results indicate that there were significant differences among genotypes in different levels of osmotic stress for all studied traits including radicle length, shoot length, radicle to shoot length ratio, radicle fresh weight, radicle dry weight, shoot fresh weight and shoot dry weight. The effect of genotype and genotype osmotic stress interaction were significant in all studied components. Based on measured traits, the genotypes IR28 and Line 416 were selected as susceptible and tolerant genotypes to osmotic stress, respectively. After RNA extraction and cDNA synthesis, the expression pattern of four drought responsive genes (SOD, FNR, APX and NDH) in two genotypes, IR28 and 416, at seedling stage under treatments of 0, 4, 8, 10 and 24 hours of the dehydration stress were studied using real time PCR technique. The results of this study showed that drought responsive genes had higher expression in the tolerant Line 416 than the sensitive genotype IR28 and the expression of all genes except FNR increased with increasing osmotic stress. Also, APX gene didn’t show the significant expression in either genotype, but showed the highest expression at 24 hours after stress in the sensitive genotype IR28.