بررسي برخي پارامترهاي مورفولوژيكي، فيزيولوژيكي و مولكولي جهش يافته هاي حساس به سرماي گياه آرابيدوپسيس تاليانا

The Study of Some Morphological, Physiological and Molecular Parameters in the Chs Mutants of Arabidopsis thaliana

بسياري از گياهان نواحي گرمسيري و نيمه گرمسيري وقتي در معرض تيمار سرما ((2-15°C قرار مي‌گيرند آسيب مي‌بينند. گياه آرابيدوپسيس تاليانا گياه مقاوم به سرما مي‌باشد و بنابراين يك مدل گياهي خوب به منظور تشخيص ويژگي‌هاي مقاومت به تيمار سرما مي‌باشد. براي تعيين اين كه آيا بيان ژن سوپراكسيد ديسموتاز مس/روي2 (CSD2) ظرفيت به دام اندازي سوپراكسيد و احتمالا قدرت ادامه حيات جهش يافته‌هاي حساس به تنش متوسط سرماي گياه آرابيدوپسيس تاليانا را افزايش خواهد داد يا نه و نيز تعيين نقش ساير آنزيم هاي آنتي اكسيدان نظير پلي فنل اكسيداز، سوپراكسيد ديسموتاز و پراكسيداز در ظهور فنوتيپ‌هاي متمايز تحت تنش متوسط سرما در اين گياه، 4 جهش يافته كلاس 1 (chs1-1، chs1-2، chs2-1 و chs2-2) تحت تيمارهاي دمايي 4 (تنش شديد سرما)، 13(تنش متوسط سرما) و 23 (شاهد) درجه سانتيگراد قرار گرفتند و سنجش‌هاي مربوطه انجام شد. نتايج نشان داد كه ژن (CSD2) در هيچ يك از جهش يافته ها بيان نداشت، در صورتيكه در گياه نوع وحشي تحت تنش متوسط سرما و تنش شديد سرما بيان داشته است. افزايش فعاليت‌ آنزيم‌هاي سوپراكسيد ديسموتاز و پراكسيداز نيز نقش حفاظتي اين آنزيم‌‌ها را در دفاع از گياه تحت دماهاي پايين نشان مي‌دهد. افزايش فعاليت آنزيم پلي‌فنل اكسيداز تحت تنش متوسط سرما مي‌تواند نقش آن را در ظهور فنوتيپ كلروز در جهش يافته‌ها تحت تنش متوسط سرما نشان دهد. عدم بيان ژن CSD2 در جهش يافته‌ها احتمالا به دليل جهش در ژن‌هاي CHS مي‌باشد، در نتيجه احتمالأ بر اثر جهش مذكور بيان اين ژن‌ها نيز تحت تأثير قرار گرفته است.

Many plants of tropical and subtropical areas are severely damaged when exposed to chilling temperatures between 2 and 15°C. Arabidopsis thaliana is chilling tolerant and, therefore provides an alternative model plant system for the identification of chilling tolerance traits. To determine whether the expression of Cu/Zn-superoxide dismutase 2 (CSD2) would increase superoxide-scavenging capacity and thereby improve the survival rate of chilling sensitive (chs) mutants of Arabidopsis, four chs mutant (chs1-1, chs1-2, chs2-1 and chs2-2) and wild-type plants were grown under low (chilling at 13 °C and 4 °C) and normal growth (23 °C) temperatures. The expression of CSD2 was not detected during cold stress treatments, while the wild plants showed the expression of CSD2 under cold stress. The increase of antioxidant enzymes activities (POX and SOD) showed the role of these enzymes in the protection of the chs mutants under chilling treatment, also the increase in polyphenol oxidase activity shows the role of that in the emergence of chlorosis phenotype. The lack of expression of CSD2 gene in chs mutants grown at chilling temperature would support the hypothesis that the expression of these genes was affected due to mutation in CHS genes, when they are chilled.