تاثیر تنش کمبود آهن بر بیان نسبی ژن های ZIP۳، ZIP۶ و ZIP۷ در گندم نان (.Triticum aestivum L)
Publish place: Journal of Crop Breeding، Vol: 16، Issue: 51
Publish Year: 1403
Type: Journal paper
Language: Persian
View: 99
This Paper With 12 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- I'm the author of the paper
Export:
Document National Code:
JR_JCB-16-3_005
Index date: 2 December 2024
تاثیر تنش کمبود آهن بر بیان نسبی ژن های ZIP۳، ZIP۶ و ZIP۷ در گندم نان (.Triticum aestivum L) abstract
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: گندم نان (L.Triticum aestivum ) گسترده ترین گونه ی گندم و یکی از چهار محصول عمده در جهان است که غذای اصلی بیش از ۳۰ درصد مردم جهان را تشکیل میدهد. تنش های غیرزیستی مهم ترین عوامل محیطی محدودکننده تولید محصول و کاهش عملکرد می باشند که با تاثیر روی فرآیندهای مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی نقش قابل توجهی در تعیین پتانسیل عملکرد و تولید گیاهان دارند. از تنش های غیرزیستی می توان به کمبود عناصر کممصرف در خاک اشاره کرد. عناصر کم مصرف متابولیسم مواد غذایی در بدن انسان را تنظیم می کنند و کمبودشان سلامت انسان را بهخطر می اندازد. آهن و روی از جمله عناصر کم مصرف ضروری برای سلامت انسان هستند و بهعنوان عوامل کمکی بسیاری از آنزیم های حیاتی، در بسیاری از فرآیندهای متابولیک انسان نقش دارند. در گیاهان نیز عنصر آهن بیشترین عنصر موردنیاز در بین تمام عناصر کم مصرف می باشد. آهن بخشی از گروه کاتالیزوری بسیاری از آنزیم های اکسیداسیون و احیا بوده و برای سنتز کلروفیل موردنیاز می باشد. برای تسهیل در جذب کافی آهن و برای جلوگیری از جذب بیش از حد، گیاهان یک شبکه متعادلی برای تنظیم جذب، استفاده و ذخیره یون ها ایجاد کرده اند. در واقع چنین تنظیماتی به ژن هایی بستگی دارد که هموستازی یون ها را در گیاهان تنظیم می کنند. در گندم بهدلیل وجود ژنوم بزرگ آلوهگزاپلوئید و چالش های فنی در ترانسفورماسیون، تعداد کمی از ژن های دخیل در جذب، جابجایی و ذخیره سازی آهن و روی از نظر عملکردی مشخص شده اند. با توجه به نقش مهم پروتئین های ZIP در کارایی ارقام نسبت به جذب آهن، مطالعه بیان ژن های مذکور در ارقام گندم نان آهن-کارا و آهن-ناکارا می تواند در اصلاح ارقام آهن-کارا در این محصول موثر باشد. بنابراین هدف از این تحقیق، مطالعه بیان ژن های ZIP۳، ZIP۶ و ZIP۷ در برگ و ریشه دو رقم گندم نان آهن-کارا و آهن-ناکارا در مراحل مختلف رشدی تحت تنش کمبود آهن بود.
مواد و روشها: این تحقیق بهصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه اجرا شد. فاکتور اول شامل دو رقم گندم آهن-کارا (پیشتاز) و آهن-ناکارا (فلات)، فاکتور دوم شامل دو سطح آهن خاک (کمبود و کفایت آهن بهترتیب ۱/۴ و ۱۰ میلی گرم در کیلوگرم خاک) و فاکتور سوم شامل دو مرحله نمونهبرداری (رویشی و زایشی بهترتیب یک ماه بعد از کشت و ۳۰ درصد خوشهدهی) بود. برای ارزیابی بیان ژن ها، نمونه برداری در هر مرحله رشدی از ریشه و برگ گیاهان انجام شد. بذور از موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر ایران تهیه و بعد از ضدعفونی با آب اکسیژنه یک درصد، در عمق ۴ سانتیمتری خاک کاشته شد. آبیاری در طول فصل رشد، با استفاده از آب مقطر در حد ظرفیت زراعی انجام شد.
یافتهها: نتایج تجزیه واریانس بیان نسبی هر سه ژن مورد مطالعه نشان داد که اثر متقابل رقم × اندام × مرحله نمونهبرداری در سطح احتمال یک درصد معنی دار می باشد. براساس نتایج مقایسه میانگین برهمکنش رقم × اندام × مرحله نمونهبرداری برای ژن ZIP۳ بیشترین افزایش بیان نسبی ژن در ریشه رقم آهن-کارای پیشتاز در مرحله رویشی مشاهده شد و در مرحله زایشی میزان بیان نسبی این ژن در ریشه رقم آهن-ناکارای فلات بیشتر از رقم آهن-کارای پیشتاز بود. ولی در برگ، رقم آهن- ناکارای فلات بیشترین افزایش بیان نسبی در هر دو مرحله زایشی و رویشی را بهخود اختصاص داد ولی اختلاف میزان بیان ژن در برگ بین دو مرحله نمونهبرداری از نظر آماری معنی دار نبود و کمترین میزان بیان ژن در برگ مربوط به رقم پیشتاز بود. مقایسه میانگین اثر متقابل رقم × اندام × مرحله نمونه برداری برای ژن ZIP۶ حاکی از افزایش میزان بیان نسبی ژن ZIP۶ در ریشه رقم آهن-کارای پیشتاز در مرحله رویشی و رقم آهن-ناکارای فلات در مرحله زایشی بود. بیشترین میزان افزایش بیان نسبی این ژن در ریشه رقم پیشتاز در مرحله رویشی و ریشه رقم فلات در مرحله زایشی مشاهده شد. نتایج مقایسه میانگین اثر متقابل رقم × اندام × مرحله نمونهبرداری برای ژن ZIP۷ نشان داد که بیشترین میزان بیان نسبی این ژن در ریشه رقم آهن- کارای پیشتاز در مرحله رویشی مشاهده شد. همچنین میزان بیان نسبی این ژن در ریشه رقم آهن- کارا در مرحله رویشی بهطور معنی داری بیشتر از مرحله زایشی می باشد. در هر دو مرحله رویشی و زایشی در برگ میزان افزایش بیان ژن در رقم آهن- ناکارای فلات بیشتر بود.
نتیجهگیری: با افزایش بیان ژن ZIP۳ در شرایط کمبود آهن در مرحله رویشی در ریشه رقم آهن- کارا نسبت به برگ احتمال می رود نقش اصلی این ژن، در جذب آهن از خاک و انتقال آن به اندام هوایی در اوایل دوره رشدی در شرایط کمبود آهن باشد. ژن ZIP۶ در هر دو اندام ریشه و برگ در کل دوران رشدی گیاه بیان می شود با این تفاوت که با افزایش سن گیاه، میزان بیان هم بیشتر میشود. بنابراین ژن ZIP۶ احتمالا وظیفه جذب و انتقال آهن در اندام های مختلف، در کل دوره رشدی گیاه را برعهده دارد و نقش مهمی را در حفظ آهن در شرایط کمبود آن ایفا می کند. ژن ZIP۷ تحت شرایط کمبود آهن در هر دو اندام برگ و ریشه بیان می شود ولی در ریشه در مرحله رویشی در رقم آهن- کارا این میزان بیان بیشتر می باشد و احتمال میرود این ژن در جذب آهن از خاک و انتقال آن به اندام های هوایی شرکت دارد.
تاثیر تنش کمبود آهن بر بیان نسبی ژن های ZIP۳، ZIP۶ و ZIP۷ در گندم نان (.Triticum aestivum L) Keywords:
Bread wheat , Iron deficiency , Micronutrients , Real-time PCR , عناصر کم مصرف , کمبود آهن , گندم نان , واکنش زنجیرهای پلیمراز در زمان واقعی
تاثیر تنش کمبود آهن بر بیان نسبی ژن های ZIP۳، ZIP۶ و ZIP۷ در گندم نان (.Triticum aestivum L) authors
سعید رضایی موسی درق
Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
بابک عبدالهی مندولکانی
Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
راحله قاسم زاده
Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
مراجع و منابع این Paper:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :