ارزیابی بیان ژن های آنتی اکسیدان تحت تنش فلز جیوه در گندم نان

Abstract

سابقه و هدف: آلودگی محیطی ناشی از فلزات سنگین به دلیل تجزیه ناپذیری یک نگرانی اصلی در خاک های کشاورزی است که امنیت غذایی را تهدید می‌کند. جیوه از جمله آلاینده خطرناک و سرطان‌زا به شمار می‌روند که در اکوسیستم‌های طبیعی میزان آن توسط فعالیت‌های انسانی افزایش یافته و منجر به کاهش تولید پروتئین، غیرفعال‌سازی برخی از آنزیم‌ها، ایجاد اختلال در انواع واکنش‌ها و اعمال سلولی و باعث توقف رشد و نمو می‌شوند. از آنجاییک‌ه آلوده‌ شدن زمین‌های زراعی با فلزات سنگین از یک طرف منجر به کاهش کیفیت محصولات کشاورزی و از طرف دیگر تهدیدی جدی برای سلامت انسان است، نیازمند توجه بیشتری است.افزایش تقاضا برای تولید مواد غذایی جهانی خواهد شد، انتظارات بیشتر تولیدات کشاورزی در هر واحد مسکونی سبب تخریب زمین‌های موجود، گسترش کشاورزی به مناطق حاشیه‌ای و استفاده از انواع خاک برای تولید محصول بیشتر خواهد شد. اکثر این مناطق و زمین‌ها، آلوده به طیف وسیعی از آلاینده‌ها می‌باشند که فلزات سنگین مانند جیوه، کادمیوم، سرب، کروم، مس، منگنز و روی سهم عمده‌ای از آلودگی این خاک‌ها را به خود اختصاص می‌دهندمواد و روش: آزمایشی به‌صورت اسپیلت‌پلات در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با سه تکرار در دانشکده تولید گیاهی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان اجرا شد. فاکتورهای مورد بررسی شامل رقم (در چهار سطح) و تیمار محلول پاشی (مه پاش) ترکیب کلرید جیوه (در سطح 5،10،15 میکرومولار) و تیمار شاهد می باشد و اعمال تیمارها بر روی برگ در محدوده مرحله 60 زادکس (8برگی) انجام شد. سپس برخی صفات بیوشیمیایی و بیان ژن‌های کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز مورد بررسی قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر غلظت‌های مختلف جیوه و اثر رقم بر روی همه صفات بیوشیمیایی اندازه‌گیری شده از لحاظ آماری در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار شد، اثر رقم برای کلروفیل a در سطح پنج درصد معنی دار شد . اثر متقابل جیوه در رقم برای همه صفات بیوشیمیایی معنی‌دار گردید. همچنین مشاهده شد که بیان ژن‌های آسکوربات پراکسیداز و گیاگول پراکسیداز وکاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز با افزایش غلظت تیمارکلرید جیوه بیان بیشتری از خود نشان دادند که این افزایش بیان در بین ارقام مختلف متفاوت بود و در رقم مروارید بیشتر از ارقام دیگر مشاهده شد.نتیجه گیری: در نتایج مشاهده گردید میزان بیان ژن آسکوربات پراکسیداز و گیاگول پراکسیداز در ژنوتیپ‌ مروارید بیشتر بود و کاهش کمتری ازنظر مقدار کلروفیل نیز در آن‎ مشاهده گردید. از طرفی سطح اکسیداسیون سلولی نیز در این ژنوتیپ‎افزایش کمتری تحت تأثیر افزایش غلظت کلرید جیوه داشت. بر اساس نتایج این تحقیق می‌توان بیان نمود این رقم ‏‎ متحمل به تنش کلرید جیوه بوده که می‏توان پس از انجام سایر آزمایش‌های تکمیلی از آن‎ها در پروژه‎های اصلاحی بعدی به‌عنوان ارقام مطلوب در تحمل به تنش کلرید جیوه بهره برد