بررسی الگوی بیان ژن SAPK۱ از گروه ژنی پروتئین کیناز (SNF۱-Type) در گیاه برنج تحت تنش شوری

سابقه و هدف: تنش شوری تهدید بسیار جدی برای اکثر محصولات کشاورزی در سطح جهان است. برنج در جهان در رتبه دوم بعد از گندم قرار دارد و گیاهی نسبتا حساس به تنش شوری است. پروتئین کینازها یک گروه مهم از آنزیم های کینازی هستند که پروتئین-های هدف را با افزودن گروه های فسفات فسفریله می کنند. این آنزیم ها با القای پیام رشد و تکثیر در ارتباطات سلولی نقش مهمی ایفا می کنند. بیان ژن فرآیندی است که طی آن به وسیله اطلاعات به دست آمده از یک ژن، محصول کاربردی ژن سنتز می شود. هدف این تحقیق بررسی سطح بیان ژن SAPK۱ از گروه ژنی پروتئین کیناز در گیاه برنج تحت تنش شوری سدیم کلراید با بررسی سه زمان مختلف بعد از اعمال تنش بود. مواد و روش ها: در این تحقیق الگوی بیان ژن SAPK۱ در دو رقم متحمل (شصتک محمدی) و حساس ( IR۲۹) گیاه برنج تحت تنش شوری با آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار بررسی شد. ارقام در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان کاشته شدند و در مرحله گیاهچه ای (۵ الی ۶ برگی) به گیاه تنش شوری در سه سطح ۳، ۶ و۹ دسی زیمنس بر متر و تیمار شاهد (بدون تنش شوری) اعمال شد. سپس در سه زمان مختلف (۶، ۱۲ و ۲۴ ساعت بعد از اعمال تنش ) نمونه برداری از برگ گیاه جهت بررسی بیان ژن صورت گرفت. نمونه های برگ در فریزر منفی ۸۰ درجه سانتی گراد نگهداری شدند. سپس استخراج RNA و سنتز cDNA توسط کیت های مخصوص هر مرحله صورت گرفت و در نهایت بررسی بیان ژن با تکنیک qPCR و توسط فرمول لیواک انجام شد. یافته ها: نتایج بررسی الگوی بیان ژن SAPK۱ نشان داد که در هر دو رقم متحمل و حساس در سطح شوری ۹ دسی زیمنس بر متر ۲۴ ساعت بعد از اعمال تنش بیشترین میزان بیان ژن مشاهده گردید. در زمان های مختلف بعد از اعمال تنش در تیمار شاهد و سطح شوری ۳ دسیزیمنس بر متر میزان بیان ژن در هر دو رقم متحمل و حساس هیچ تفاوتی با همدیگر نشان نداد و بسیار ناچیز بود. اما در سطح شوری ۶ دسی زیمنس بر متر ۶ ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس و تیمار شاهد ۳ برابر افزایش داشت. در این سطح بررسی بیان ژن ۱۲ و ۲۴ ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن را در رقم متحمل نسبت به رقم حساس و تیمار شاهد حدود ۷ برابر بیشتر شد. در سطح شوری ۹ دسی زیمنس بر متر ۶ ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس دو برابر و نسبت به تیمار شاهد ۴ برابر بیشتر شد. در حالیکه ۱۲ ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس حدود ۵/۵ برابر و نسبت به تیمار شاهد حدود ۱۰ برابر بیشتر شد. همچنین ۲۴ ساعت بعد از اعمال تنش نیز بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس ۵/۳ برابر بیشتر و نسبت به تیمار شاهد ۱۱ برابر بود.نتیجه گیری:این نتایج نشان داد با افزایش سطوح شوری تا ۹ دسیزیمنس برمتر بیان ژن SAPK۱ در گیاه برنج افزایش می یابد. همچنین با بررسی اثر زمان بعد از اعمال تنش بر میزان بیان ژن SAPK۱ مشخص شد که در ساعات اولیه بعد از اعمال تنش، میزان بیان ژن کم اما با افزایش زمان تا ۲۴ ساعت بیان ژن در رقم متحمل افزایش یافت. از این نتایج می توان در بررسی های مولکولی ارقام برنج جهت انتخاب متحمل ترین ارقام برنج به تنش شوری برای کشت در مناطق مستعد شوری استفاده نمود.

کلیدواژه ها:

برنج ، پروتئین کیناز ، تنش شوری ، حساس ، ژن