بررسی بیان ژن های نامزد دخیل در تجمع کربوهیدرات های محلول در ژنوتیپ های جو در شرایط تنش خشکی

خشکی انتهای فصل یکی از عوامل اصلی محدود کننده عملکرد در جو محسوب می شود. تحت این شرایط، اهمیت ذخایر ساقه به علت محدود شدن فتوسنتز جاری بیشتر شده و سهم آن در تولید محصول نهایی قابل توجه خواهد بود. به منظور بررسی نقش انتقال مجدد ذخایر ساقه در حفظ عملکرد طی تنش خشکی آخر فصل، 6 رقم و لاین جو (یوسف، موروکو، فجر ،‮‭30‬ نصرت، لاین ‮‭17‬ و ‮‭67‬) با درجات مختلف تحمل به تنش خشکی، در قالب یک آزمایش اسپیلیت پلات با طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در دو سطح آبیاری (خوب آبیاری شده و تنش خشکی) در بستر گلخانه پژوهشکده کشاورزی ایران کشت شدند. آبیاری برای همه گیاهان تا شروع گلدهی بر اساس ظرفیت زراعی خاک صورت میگرفت. در شروع گلدهی تیمار تنش به صورت قطع آبیاری اعمال شد. نمونهبرداری از برگ پرچم ‮‭21‬ و ‮‭28‬ روز پس از اعمال تنش برای آزمایشات فیزیولوژیک صورت گرفت. نمونه برداری از میانگره های ساقه )پدانکل، پنالتیمیت و میانگره های زیرین ( گیاهان تحت تنش و نرمال رطوبتی به منظور بررسی انتقال مجدد، کربوهیدرات کل، اجزای کربوهیدرات و آزمایشات مولکولی انجام شد. نتایج حاصل از دادههای فیزیولوژیک نشان داد که اثر تنش خشکی روی کلیه صفات معنیدار بود و دمای برگ، آب از دست رفته نسبی، هدایت روزنهای، سبزینگی، محتوای نسبی آب برگ، عملکرد و اجزای آن نیز بین ژنوتیپها تفاوت معنیداری داشتند. رقم متحمل یوسف نسبت به ارقام دیگر به طور معنیداری محتوی نسبی آب برگ، هدایت روزنهای، دمای کنوپی، تنظیم اسمزی و در نهایت عملکرد بالاتری در تیمار خشکی آخر فصل داشت. بیشترین ذخیره سازی ماده خشک و انتقال مجدد، مربوط به پنالتیمیت و پس از آن میان گره های زیرین بود. میزان ماده خشک انتقال یافته تحت شرایط تنش خشکی بالاتر بود. عملکرد دانه در شرایط تنش همبستگی مثبت و معنی داری با انتقال مجدد از میانگره پنالتیمیت داشت. در بین ارقام مختلف میزان ذخایر انتقال یافته و مقدار کارایی انتقال مجدد به طور معنی داری متفاوت بود. دو ژنوتیپ یوسف و موروکو به ترتیب با بالاترین و کمترین میزان ماده خشک انتقال یافته و کارایی انتقال مجدد و همچنین القا انتقال مجدد در شرایط تنش، مورد اندازه گیری کربوهیدرات و انجام آزمایشات مولکولی قرار گرفتند. حداکثر غلظت کربوهیدرات کل و اجزای آن (فروکتان، ساکارز، گلوکز و فروکتوز) تحت هر دو شرایط تنش و نرمال رطوبتی در پنالتیمیت رقم یوسف به طور معنی داری بیشتر از رقم موروکو بود. محتوای کربوهیدرات کل و اجزای آن در پنالتیمیت رقم یوسف تحت شرایط تنش افزایش معنی داری یافت ولی چنین تفاوتی در گیاهان رقم موروکو دیده نشد. حداکثر بیان نسبی تمام ژن های مورد بررسی درگیر در متابولیسم کربوهیدرات های محلول (1‭-SST‬، 6‭-SFT‬، 1‭-FEH‬و ‭SUT‬1) در پنالتیمیت رقم یوسف در هر دو شرایط تنش و نرمال رطوبتی بالاتر از رقم موروکو بود. حداکثر بیان نسبی ژن های مذکور در پنالتیمیت رقم یوسف تحت تنش خشکی افزایش یافت، در حالی که در رقم موروکو تغییری دیده نشد. میزان بیان ژن های1‭-SST ‬و 6‭-SFT ‬مرتبط با روند تغییرات غلظت فروکتان بود به طوری که همبستگی مثبت و معنی داری بین غلظت فروکتان و بیان ژن های 1 ‭-SST‬و 6 ‭-SFT ‬تحت شرایط تنش خشکی مشاهده شد. بیان ژن های 1‭-FEH ‬و ‭SUT‬1 در زمان انتقال مجدد افزایش یافت که نشان دهنده مشارکت این ژن ها در تجزیه و انتقال فروکتان به دانه می باشد. به طور کلی نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که رقم یوسف نسبت به رقم موروکو از پتانسیل انتقال مجدد ذخایر ساقه بیشتری) انتقال مجدد مواد خشک، فروکتان، قندهای محلول (تحت تنش خشکی در مقایسه با نرمال رطوبتی برخوردار است و با توجه به نتایج حاصله از بیان ژن های دخیل در متابولیسم کربوهیدرات و ارتباط آن با داده های فروکتان، رقم یوسف بیشتر از مکانیسم انتقال مجدد ذخایر ساقه برای حفظ عملکرد در این شرایط بهره می گیرد. کلمات کلیدی: انتقال مجدد کربن، تنش خشکی، جو، متابولیسم فروکتان