نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه اصلاح و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه

2 گروه اصلاح و بیوتکنولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه

چکیده

به منظور بررسی اثر تنش کمبود روی (Zn) بر بیان ژن‌های کدکننده آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان کاتالاز (Catalase)، آسکوربات‌پراکسیداز (Ascorbate‌peroxidase) و پلی‌فنل‌اکسیداز (Polyphenol oxidase) در ارقام روی-کارا و روی-ناکارا گندم نان، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار در گلخانه اجرا شد. ارقام بیات و نیک نژاد (روی-کارا) و هیرمند و کرج 1 (روی-ناکارا) در شرایط کمبود روی خاک و کفایت آن کشت و بیان ژن‌های کد کننده این سه آنزیم در برگ و ریشه ارقام در دو مرحله یک ماه بعد از جوانه‌زنی (رویشی) و 30 درصد سنبله‌دهی (زایشی) با روش Real time PCR اندازه‌گیری شد. نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین تیمارها نشان داد بیشترین افزایش میزان بیان ژن کاتالاز (74/5 برابر کنترل) در شرایط کمبود روی در ارقام روی-کارا بیات و نیک نژاد در مرحله زایشی مشاهده می‌شود. همچنین میزان بیان این ژن و ژن کدکننده آنزیم آسکوربات‌پراکسیداز در شرایط کمبود روی در بافت برگ ارقام روی-کارا بطور معنی‌داری بیشتر از بافت برگ ارقام روی-ناکارا بود. بیشترین افزایش بیان ژن کدکننده آنزیم پلی‌فنل‌اکسیداز (62/5 برابر کنترل) نیز در شرایط کمبود روی در برگ رقم روی-کارا بیات مشاهده شد. بنابراین نتایج مطالعه حاضر نشان می‌دهد ژن‌های کدکننده هر سه آنزیم آنتی اکسیدان فوق در تحمل تنش کمبود روی خاک در ارقام روی-کارا گندم دخیل می‌باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Expression pattern of catalase, ascorbate peroxidase and polyphenol oxidase encoding genes under soil Zn deficiency in bread wheat

نویسندگان [English]

  • Leyla Rahimi Jarihani 1
  • Babak Abdollahi Mandoulakani 2

1 Department of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, Urmia University

2 Associate professor

چکیده [English]

A factorial experiment (based on completely randomized design) with three replications was conducted in greenhouse to investigate the effect of soil Zn deficiency on the genes expression of antioxidant enzymes catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and polyphenol oxidase (PPO) in Zn-efficient and -inefficient bread wheat cultivars. Bayat and Niknejad (Zn-efficient) and Hirmand and Karaj 1 (Zn-inefficient) cultivars were grown under soil Zn deficiency and normal conditions. The expression levels of three above-mentioned genes were measured using Real time PCR technique in leaf and root tissues of the cultivars at two growth stages: one month after germination (vegetative) and 30% of heading (reproductive). The results of variance analysis and mean comparison of treatments showed that the highest rate of CAT expression (5.74 fold) observed in Zn-efficient cultivars (Bayat and Niknejad) at reproductive stage under soil Zn deficiency conditions. Moreover, the expression levels of CAT and APX in leaves of Zn-efficient cultivars were more than those of inefficient cultivars under soil Zn deficiency. The highest expression level of PPO (5.62 fold) was obtained in the leaves of Bayat (Zn-efficient) cultivar under Zn deficiency conditions. Therefore, the results of the current study proposed the possible roles of the genes encoding three studied antioxidant enzymes in tolerance of Zn-efficient bread wheat cultivars against soil Zn deficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Catalase enzyme
  • Ascorbate peroxidase enzyme
  • Gene expression
  • bread wheat