آنالیز پروتئوم برگ پرچم گندم در پاسخ به تنش خشکی

Abstract

کمبود آب و دمای بالا مهم‌ترین عوامل محیطی محدودکننده تولید گیاهان در بسیاری از مناطق دنیا است. خشکی با ممانعت از بیان پتانسیل ژنتیکی گیاهان زراعی، تولید را محدود می‌کند. ژن‌های زیادی در شرایط خشکی تحریک می‌شوند که برای مطالعه نحوه بیان این ژن‌ها از ابزارهای گوناگونی نظیر الگوی تظاهر بیان ژنی و آنالیز پروتئوم بافت‌های مختلف گیاهی (پروتئومیکس) استفاده شده است. در این آزمایش با استفاده از راهکار پروتئومیکس، مطالعه جامعی برای بیان ‌ژن‌های پاسخ‌دهنده به تنش خشکی و تغییرات ملکولی ایجاد شده در اثر این تنش در سطح پروتئین‌های برگ پرچم انجام شد. این آزمایش بصورت فاکتوریل 2×2 انجام گردید. فاکتورهای آزمایشی شامل (رقم مقاوم Babexو رقم حساس Seri) و آبیاری با دو سطح (آبیاری نرمال و اعمال تنش) بودند. اعمال تنش قبل از شروع مرحله گل شکفتگی و میزان آن 50% ظرفیت مزرعه‌ای در نظر گرفته شد. با آنالیز پروتئوم، آنزیم‌ها و پروتئین‌هایی که در اثر اعمال تنش تغییر بیان نشان دادند، در گروه‌های پروتئینی مختلف طبقه‌بندی شدند. نتایج نشان داد که رقم مقاوم مکانیسم‌های متفاوتی را برای تحمل خشکی مورد استفاده قرار می‌دهد، اما بیشترین پروتئین‌های شناسایی شده در گروه پروتئین‌های دخیل در تنش اکسیداتیو قرار داشتند. پروتئین‌هایی که در دفاع اکسیداتیو نقش دارند با سم‌زدایی و زدودن رادیکال‌های آزاد، از مرگ سلولی جلوگیری کرده و با کمک به بقای سلول‌های برگ، آنها را در انجام فعالیت هایفیزیولوژیک و به ویژه فتوسنتز پویا و فعال نگه می‌دارد. این موضوع با توجه به ماهیت بافت قابل توجیه می‌باشد، زیرا تراکم رادیکال‌های آزاد در برگ بیشتر بوده ولی با فعالیت آنزیم‌های دفاعی، رقم مقاوم توانسته است به خشکی مقاومت نشان دهد.