پاسخ گياه سويا (Glycine max) به تنش خشكي در رابطه با شاخص‎هاي رشد و برخي آنزيم‌هاي كليدي متابوليسم كربن و نيتروژن

Response of Glycine max to drought stress in relation to growth parameters and some key enzymes of carbon and nitrogen metabolism

تنش خشكی يكی از مهم‌ترين عوامل محدود كننده توليد محصول در گياه سويا است. به همين دليل، شناسايی مكانيسم‌های مرتبط با تحمل تنش خشكی در گياه سويا به منظور بهبود و افزايش مقاومت به خشكی با روش‌های مهندسی ژنتيك بسيار مهم است. در مطالعه حاضر، تأثير تنش خشكی بر شاخص‎های رشد (ارتفاع گياه، وزن تر و خشك ساقه و ريشه) و نيز فعاليت آنزيم‎های ايزوسيترات دهيدروژناز (ICDH)، فسفو انول پيروات كربوكسيلاز (PEPC)، مالات دهيدروژناز (MDH)، گلوتامين سنتتاز (GS) و نيترات ردوكتاز (NR) در ارقام حساس و متحمل به خشكی گياه سويا ارزيابی شد. نتايج نشان داد كه شاخص‎های رشد اندازه‎گيری شده تحت هر دو شرايط مناسب آبياری (شاهد) و محدوديت آب (تيمار خشكی)، در رقم متحمل به خشكی در مقايسه با رقم حساس، بالاتر بود. فعاليت آنزيم ICDH در هر دو رقم، در پاسخ به تنش افزايش يافت، در حالی كه اين افزايش در رقم متحمل به خشكی در مقايسه با رقم حساس بالاتر بود. فعاليت آنزيم‌های PEPC، MDH، GS و NR تحت شرايط تنش در رقم حساس، كاهش معني‎داری را در مقايسه با شاهد نشان داد، در حالی كه فعاليت اين آنزيم‌ها در رقم متحمل نسبت به نمونه‎های شاهد افزايش يافت. به طور كلی، داده‎های به دست آمده پاسخ متفاوت فعاليت‎های آنزيمی ارزيابی شده دو رقم سويا را كه از نظر سطح تحمل به خشكی متفاوت هستند نشان می‌دهد. همچنين به نظر مي‎رسد كه كاهش فعاليت آنزيم‌های PEPC، MDH، GS و NR در رقم حساس به خشكی به واسطه كم‌آبی احتمالا مي‎تواند از دلايل كاهش رشد در گياه سويا، تحت شرايط تنش خشكی باشد.

Drought stress is one of the major constraints for production and yield of soybean (Glycine max). For this reason, identifying mechanisms associated with drought tolerance in soybean is very impotent for improving and increasing drought resistance by genetic engineering methods. In this study, the effect of drought on growth traits (plant height, fresh and dry weight of shoot and also fresh and dry weight of root) and enzyme activities of isocitrate dehydrogenase (ICDH), phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC), malate dehydrogenase (MDH), glutamine synthetase (GS) and nitrate reductase (NR) were assessed in drought sensitive and tolerant cultivars of soybean. The results showed that growth indicators are higher in drought tolerant cultivar under water availability (control) and water deficient when compared with those of drought sensitive cultivar. An increase in the activity of ICDH was observed in both the cultivars under drought stress as compared with their respective control plants but this activity was higher in tolerant cultivar. The activities of PEPC, MDH, GS and NR were significantly decreased in drought sensitive cultivar whereas the activities of these enzymes were higher in another cultivar. In general, the results of this study showed different behavior in the activities of assayed enzymes in two sets of soybean cultivars differing in drought tolerance and also decline of the activities of these enzymes in drought sensitive cultivar due to water deficit stress may be one of the possible reasons for decreased growth of the soybean plants under drought.