اثر تنش خشكي بر گياهان تنباكوي تراريخت (Nicotiana tabacum L. cv. Wisconsin) حاوي ژن P5CS در شرايط كشت در شيشه

Effect of drought stress on transgenic tobacco (Nicotinia tabacum L. cv. Wisconsin) plants containing P5CS gene under in vitro culture

از آنجا كه پرولین به عنوان یك اسمولیت مهم در تعدیل فشار اسمزی سلول‌های تحت تنش خشكی نقش اساسی دارد، در این پژوهش، اثر تنش خشكی بر گیاهان تراریخت حاوی ژن P5CS و غیرتراریخت تنباكو مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور گیاهان تراریخت  و غیرتراریخت در محیط كشت MS پایه حاوی غلظت­های 0، 5، 10، 20 و 30 درصد پلی‌اتیلن‌گلایكول به مدت 28 روز كشت شد. به منظور تعیین گیاهان مقاوم و حساس به خشكی و مكانیسم‌های تحمل به خشكی، شاخص‌هایی از قبیل وزن تر و خشك، میزان رنگیزه‌های فتوسنتزی (كلروفیل a، b، كل و كارتنوئید)، قند‌های محلول و پروتئین محلول اندازه‌گیری شد. در آخر الگوی پروتئینی در گیاهان تراریخت و غیرتراریخت بررسی شد. نتایج نشان داد كه كاهش مولفه‌های فیزیولوژیكی وزن تر و خشك و نیز رنگیزه‌های فتوسنتزی در گیاهان تراریخت كمتر از گیاهان غیرتراریخت بوده و تحت تأثیر تنش خشكی قرار نگرفته است. میزان قندهای محلول نیز در گیاهان تراریخت و غیرتراریخت در غلظت‌های 10 و 20 درصد افزایش معنی‌داری نسبت به نمونه شاهد نشان داد. تجزیه و تحلیل حاصل از داده‌های پروتئینی نیز نشان داد كه در گیاهان غیرتراریخت در غلظت 30 درصد كاهش پروتئین محلول وجود داشته، در حالی‌كه در گیاهان تراریخت پروتئین بدون تغییر و ثابت بود. نتایج SDS-PAGE برای بررسی تغییرات پروتئین‌های تحت تنش خشكی در برگ گیاهان تراریخت و غیرتراریخت نشان‌دهنده تغییرات الگوی پروتئین‌های گیاهان شاهد با گیاهان تحت تنش بود. همچنین تفاوت آشكاری در برخی باند‌ها  به عنوان مثال در محدوده 35 و 45 كیلو دالتون بین گیاهان تراریخت و غیرتراریخت مشاهده شد.

In this study، to evaluate the effects of drought stress on transgenic tobacco (Nicotinia tabacum L. cv. Wisconsin) containing P5CS gene and non transgenic plants under in vitro culture, these plants were grown on MS media containing 0، 5، 10، 20 and 30% PEG for 28 days. To select the drought tolerant and sensitive plants and also the mechanisms of drought tolerance in transgenic tobacco plants parameters such as wet and dry weight and photosynthetic pigments content (chlorophyll a، b، total chlorophyll and carotenoid), soluble sugars and total soluble protein content were measured 28 days after PEG treatment. Results indicated that reduction of wet and dry weights and photosynthetic pigments content in transgenic plants were lower than the non transgenic plants.  Soluble carbohydrates in both plants in 10 and 20% concentrations, significantly increased. Total soluble protein content were decreased in non transgenic plants in 30% PEG, and remained unchanged in transgenic plants. SDS-PAGE results in leaves showed different protein patterns between transgenic and non transgenic plants and also between treated and non treated plants for example, protein bands about 35 and 45 KD, Proline as a key osmoregulating solute in plants play an overriding role in osmotic pressure adjustment of the cell under water stress condition. Thus transgenic plants containing P5CS gene might be resistant against drought stress.