بررسی میزان پرولین، عملکرد دانه و بیان ژن های دخیل در تحمل به تنش خشکی در ارقام هیبرید ذرت

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: تنش خشکی یکی از تنش‎های محیطی مهم است که عملکرد دانه ذرت را در دنیا و ایران کاهش می‎دهد. وقوع تنش خشکی در مزارع امری اجتناب ناپذیر است. برای حل این مشکل راهکارهای فراوانی پیشنهاد شده است که یکی از مهم ترین آن‎ها وجود رقم مناسب و متحمل به تنش خشکی است. مواد و روش ها: آزمایشی به صورت کرت‎های خرد شده در قالب طرح بلوک‎های کامل تصادفی در سه تکرار در شرایط مزرعه اجرا شد. تنش خشکی به عنوان عامل اصلی در سه سطح: ۷۵±۵ میلی متر تبخیر از طشتک تبخیر کلاس A (تیمار بدون تنش یا شاهد)، آبیاری پس از ۵±۱۱۵ میلی متر تبخیر (تنش متوسط) و آبیاری پس از ۵±۱۴۰ میلیمتر تبخیر (تنش شدید) و هیبریدهای ذرت (شامل سینگل کراس ۷۰۴ به­عنوان شاهد، کارون و مبین) به­ عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. نمونه­ برداری برای ارزیابی بیان ژن‎ها در سه مرحله ۴ برگی، گرده افشانی و ۱۰ روز بعد از گرده افشانی انجام و بیان ژن‎های ZmAN۱۳، ZmSOD۳، CAT۲ و ZmMET۱ مورد ارزیابی قرار گرفت. در زمان برداشت نیز مقدار پرولین و عملکرد دانه اندازه­گیری گردید. یافته ها: نتایج ارزیابی بیان ژن­ها حاکی از افزایش بیشتر بیان ژن های کاتالاز و سوپر اکسیداز تحت تنش متوسط و افزایش بیان ژن­های متالوتیونین و ZmAN۱۳ در تنش های شدید  نسبت به شاهد بود. در بین ارقام مورد بررسی رقم کارون در تمامی مراحل ارزیابی هم در شرایط تنش متوسط و هم در تنش شدید برای ژن‎های مورد مطالعه نسبت به شاهد افزایش بیان نشان داد. با اندازه گیری میزان پرولین نیز مشخص شد که ارقام تحت تنش متوسط پرولین بالاتری داشتند و رقم کارون بالاترین مقدار پرولین را نسبت به سایر ارقام داشت. همچنین عملکرد دانه ارقام تحت تنش خشکی نسبت به شاهد کاهش معنی داری  نشان داد. در این میان رقم سینگل کراس ۷۰۴ با ۳/۹ تن در هکتار کمترین عملکرد دانه را داشت که اختلاف آن با رقم مبین معنی­دار نگردید و رقم کارون با عملکرد دانه ۵/۰۲ تن در هکتار بالاترین عملکر دانه را تحت تنش شدید دارا بود. نتیجه گیری: به­طور کلی نتایج نشان داد که تحت تنش خشکی رقم کارون عملکرد دانه بالاتری نسبت به دو رقم دیگر داشت که بیانگر تحمل این رقم نسبت به خشکی بود.

کلیدواژه ها:

Drought stress ، Gene expression ، Maize ، Proline ، بیان ژن ، پرولین ، تنش خشکی ، ذرت