بررسی پروتئوم ریشه و برگ برنج تحت تنش شوری

Abstract

شوری خاک و آب یکی از عوامل محدود‏کننده کشت برنج در سراسر دنیا می‌باشد. این گیاه در مرحله گیاهچه (seedling) حساسیت زیادی نسبت به شوری دارد. پروتئومیکس با توانایی کشف پروتیین‏ها و ژن‌های پاسخ‏دهنده به تنش، در فرایند ‏اصلاح برای تنش‌ها به ویژه تنش شوری نقش کاربردی دارد. جهت بررسی اثر تنش‏شوری بر فرآیند‌های فیزیولوژیکی و الگوی بیان پروتیین‌های گیاه برنج، بذرهای دو رقم متحمل و حساس، به ترتیب (Oryza sativa cv.IR651 and cv.IR29) در محیط کشت یوشیدا، در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار کشت شدند. وزن خشک، تر و نسبت + K+/Naدر برگ سوم و ریشه‏ی گیا‌هان اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد، کاهش وزن کل ماده خشک گیاهچه‌ها در رقم حساس (IR29) نسبت به رقم متحمل (IR651) اثر معنی‌دار داشت. همچنین نسبتK+/Na+ در رقم IR651 بیش از دو برابر این نسبت در رقم IR29 بود. پروتیین‌های برگ سوم و ریشه گیاهچه‌ها به روشTCA/Acetone استخراج و الکتروفورز دو‏بعدی با استفاده از سیستم IPG انجام شد. با استفاده از نرم‌افزار Melanie3 345‏ نقطه پروتیینی تکرار‌پذیر در برگ و 468 نقطه در ریشه شناسایی شد از این تعداد 107 پروتیین در ریشه و 86 پروتیین در برگ هر دو ژنوتیپ پاسخ معنی‏دار به تنش نشان دادند. سپس پروتیین‏ها با استفاده از روشESI-Q-TOF MS/MS توالی‏یابی شدند که مهمترین آن‏ها عبارت‌اند از فریتین، آسکوربات‌پراکسیداز و روبیسکو‌اکتیواز در برگ و پراکسیداز و آسکوربات‏پراکسیداز در ریشه. پروتیین‌های مذکور همگی آنزیم بوده و در سازوکارهای سم‌زدایی و حذف رادیکال‌های آزاد اکسیژن (پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز)، هموستازی آهن (فریتین) و فعال‌سازی دیگر آنزیم‌ها (روبیسکو اکتیواز) نقش دارند.