بررسی الگوی بیان ژن‌ SAPK1 از گروه ژنی پروتئین کیناز (SNF1-Type) در گیاه برنج تحت تنش شوری

Abstract

سابقه و هدف: تنش شوری تهدید بسیار جدی برای اکثر محصولات کشاورزی در سطح جهان است. برنج در جهان در رتبه دوم بعد از گندم قرار دارد و گیاهی نسبتا حساس به تنش شوری است. پروتئین کینازها یک گروه مهم از آنزیم‌های کینازی هستند که پروتئین-های هدف را با افزودن گروه‌های فسفات فسفریله می‌کنند. این آنزیم‌ها با القای پیام رشد و تکثیر در ارتباطات سلولی نقش مهمی ایفا می‌کنند. بیان ژن فرآیندی است که طی آن به وسیله اطلاعات به‌دست آمده از یک ژن، محصول کاربردی ژن سنتز می‌شود. هدف این تحقیق بررسی سطح بیان ژن SAPK1 از گروه ژنی پروتئین کیناز در گیاه برنج تحت تنش شوری سدیم کلراید با بررسی سه زمان مختلف بعد از اعمال تنش بود. مواد و روش‌ها: در این تحقیق الگوی بیان ژن SAPK1 در دو رقم متحمل (شصتک محمدی) و حساس ( IR29) گیاه برنج تحت تنش شوری با آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار بررسی شد. ارقام در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان کاشته شدند و در مرحله گیاهچه‌ای (5 الی 6 برگی) به گیاه تنش شوری در سه سطح 3، 6 و9 دسی‌زیمنس بر متر و تیمار شاهد (بدون تنش شوری) اعمال شد. سپس در سه زمان مختلف (6، 12 و 24 ساعت بعد از اعمال تنش ) نمونه برداری از برگ گیاه جهت بررسی بیان ژن صورت گرفت. نمونه‌های برگ در فریزر منفی 80 درجه سانتی‌گراد نگهداری شدند. سپس استخراج RNA و سنتز cDNA توسط کیت‌های مخصوص هر مرحله صورت گرفت و در نهایت بررسی بیان ژن با تکنیک qPCR و توسط فرمول لیواک انجام شد. یافته‌ها: نتایج بررسی الگوی بیان ژن SAPK1 نشان داد که در هر دو رقم متحمل و حساس در سطح شوری 9 دسی‌زیمنس بر متر 24 ساعت بعد از اعمال تنش بیشترین میزان بیان ژن مشاهده گردید. در زمان‌های مختلف بعد از اعمال تنش در تیمار شاهد و سطح شوری 3 دسیزیمنس بر متر میزان بیان ژن در هر دو رقم متحمل و حساس هیچ تفاوتی با همدیگر نشان نداد و بسیار ناچیز بود. اما در سطح شوری 6 دسی‌زیمنس بر متر 6 ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس و تیمار شاهد 3 برابر افزایش داشت. در این سطح بررسی بیان ژن 12 و 24 ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن را در رقم متحمل نسبت به رقم حساس و تیمار شاهد حدود 7 برابر بیشتر شد. در سطح شوری 9 دسی‌زیمنس بر متر 6 ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس دو برابر و نسبت به تیمار شاهد 4 برابر بیشتر شد. در حالیکه 12 ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس حدود 5/5 برابر و نسبت به تیمار شاهد حدود 10 برابر بیشتر شد. همچنین 24 ساعت بعد از اعمال تنش نیز بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس 5/3 برابر بیشتر و نسبت به تیمار شاهد 11 برابر بود.نتیجه‌گیری:این نتایج نشان داد با افزایش سطوح شوری تا 9 دسیزیمنس برمتر بیان ژن SAPK1 در گیاه برنج افزایش می‌یابد. همچنین با بررسی اثر زمان بعد از اعمال تنش بر میزان بیان ژن SAPK1 مشخص شد که در ساعات اولیه بعد از اعمال تنش، میزان بیان ژن کم اما با افزایش زمان تا 24 ساعت بیان ژن در رقم متحمل افزایش یافت. از این نتایج می‌توان در بررسی‌های مولکولی ارقام برنج جهت انتخاب متحمل‌ترین ارقام برنج به تنش شوری برای کشت در مناطق مستعد شوری استفاده نمود.