شناسایی سازوکارهای تحمل به تنش خشکی در ریشه گندم با استفاده از راه کار پروتیومیکس

خشکی از عوامل محدود کننده رشد و حاصلخیزی می باشد. ریشه به واسطه جذب آب، نقش مهمی در توسعه رشد و نمو ایفا می کند این تحقیق با هدف ارزیابی و گزینش ژنوتیپ متحمل و حساس به تنش خشکی و بررسی تغییرات الگوی پروتیوم در مقابل تنش خشکی در مرحله ساقه دهی انجام شد. بدین منظور ‮‭16‬ ژنوتیپ گندم در لوله های ‭PVC ‬در گلخانه کشت شدند. این آزمایش به صورت طرح فاکتوریل کاملا تصادفی با 2 سطح آبیاری، %‮‭20‬ ‭FC ‬تنش خشکی شدید و ‭%FC‬‮‭80‬ (شاهد) بود. با کمک آزمایشات تکمیلی، یک ژنوتیپ حساس و یک ژنوتیپ متحمل بر اساس صفات مرفولوژیکی، فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و زراعی انتخاب شدند. بر طبق نتایج، ژنوتیپ های ‭SERI M ‬‮‭82‬‭(G‬4) و ‭Sw‬‮‭5193.89‬‭/kAu‬2 ‭(G‬5)به ترتیب ژنوتیپ های متحمل و حساس به خشکی می باشند. استخراج پروتیین از ریشه و اندام هوایی این ژنوتیپ ها در شرایط %‮‭20‬ ‭FC (‬تنش خشکی شدید) و ‭%FC‬‮‭80‬ (شاهد) به منظور تجزیه پروتیوم انجام شد. در ریشه و اندام هوایی به ترتیب از ‮‭730‬ و ‮‭870‬ نقطه پروتیینی مشاهده شده بر روی ژل پلی اکریلامید دوبعدی (2‭D)‬، به ترتیب ‮‭69‬ و ‮‭123‬ پروتیین از نظر آماری تفاوت بیان معنی دار داشتند (‮‭21‬ .(‮‭05.0‬‭> p ‬پروتیین با استفاده از طیف سنجی جرمی ‭Nano - LC mass ‬و جستجو در بانک های اطلاعاتی مورد شناسایی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تعداد پروتیین های پاسخ دهنده به تنش در G4 بیشتر از G5 بود. حد تنظیم بالای پروتیین های شوک گرمایی، گلوتاتیون ترانسفراز، آسکوربات پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز در تنش کم آبی در G4 یافت شد. افزایش بیان بالای ‭ATP‬آز و ‭ATP ‬سنتاز غشا واکویلی در ژنوتیپ های متحمل به خشکی در کم آبی مشاهده شد. همچنین افزایش بیان معنی دار پروتیین ‮‭3-3-14‬ ‭ATP ‬سنتاز غشا واکویلی را تنظیم می کند. پروتیین گلوکان اندو ‮‭3-1‬ بتاگلوکوزیداز در ریشه گندم متحمل به خشکی، می تواند یکی از عوامل اصلی در تحمل G4 و رشد مناسب به تنش خشکی باشد. افزایش بیان پپتیدیل پیرولیل سیس ترانس ایزومراز، فاکتور آغازی یوکاریوتیA4، پروتیین توبولین - 5 زنجیره بتا، پروتیین عامل طویلکنندگی( - ) در ریشه و پروتیین دی سولفید ایزومراز در G4 به عنوان عامل تنظیم کننده شناخته می شود. علاوه بر پروتیین هایی که در بالا ذکر شد، تفاوت بیان پروتیین های دیگر در تنش خشکی شدید بدست آمد. این پروتیین ها در فرآیندهای ضروری سلول از جمله چرخه کالوین و کربس، فسفریلاسیون نوری و متابولیسم انرژی در میتوکندری موثر میباشند. شناسایی و بیان ژن های رمزکننده این پروتیین ها در اصلاح نباتات و مهندسی ژنتیک برای گندم در تنش خشکی کاربرد دارند. کلمات کلیدی: گندم، پروتیومیکس، ظرفیت زراعی مزرعه