پاسخ های مولکولی و بیوشیمیایی ذرت خوشه ای (Sorghum bicolor L) تحت تاثیر شدت و زمان های مختلف اعمال تنش شوری

مقدمه: ذرت خوشه ای (Sorghum bicolor L.) از مهم ترین غلات در سراسر جهان است که به­عنوان غذای انسان و علوفه دام استفاده می شود. تنش شوری نیز از مهمترین تنش های غیر زیستی می باشد که موجب کاهش رشد و عملکرد گیاهان می شود. بر این اساس این تحقیق به­منظور بررسی تغییرات بیوشیمیایی در دو رقم متحمل و حساس ذرت خوشه­ای تحت تاثیر شدت و مدت زمان اعمال تنش شوری و تجزیه و تحلیل الگوی بیان ژن های منتخب خانواده bZIP و ارتباط آن ها با سازوکارهای دفاعی گیاه در ذرت خوشه ای اجرا گردید.مواد و روش ها: این آزمایش به صورت طرح فاکتوریل اسپلت پلات در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال ۱۴۰۰ به­صورت آزمایش گلدانی در گلخانه دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان اجرا شد. تنش شوری شامل چهار سطح شاهد (آب)، ۷۵، ۱۲۵ و ۱۷۵ میلی­مولار کلرید سدیم بود که در پایان مرحله ۵-۴ برگی اعمال شد. نمونه­های برگی در ۲۴، ۴۸، ۷۲ و ۹۶ ساعت پس از اعمال تنش جمع­آوری شدند. سپس صفت هایی مانند پایداری غشای سلولی، پروتئین های محلول، فعالیت آنزیم کاتالاز و فعالیت آنزیم سوپراکسیددیسموتاز ارزیابی شدند. میزان بیان ژن ها نیز از طریق روش Real-Time PCR در ارقام متحمل­ و حساس­ بررسی شد.یافته ها: نتایج نشان داد که با افزایش شدت تنش شوری فعالیت آنزیم کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز و نشت یونی روند افزایشی داشتند. در این شرایط فعالیت آنزیم کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز به ترتیب ۷/۲ و ۹/۴ برابر و نشت یونی ۷۵ درصد افزایش یافت. محتوای پروتئین های محلول نیز (۵۵ درصد) تحت شرایط تنش شوری به طور معنی داری کاهش یافت. همچنین نتایج بررسی میزان بیان ژن های SORBI_۳۰۰۲G۲۲۵۱۰۰، SORBI_۳۰۰۳G۳۳۲۲۰۰، SORBI_۳۰۰۳G۳۶۸۳۰۰، SORBI_۳۰۱۰G۰۸۱۸۰۰ و SORBI_۳۰۰۴G۲۹۳۵۰۰ نشان داد که بین زمان های  مختلف نمونه­برداری پس از اعمال تیمار تنش شوری در ارقام حساس و متحمل تفاوت معنی داری وجود داشت و میزان بیان نسبی ژن های مورد بررسی در ارقام متحمل و حساس در طول تنش شوری روند افزایشی داشت.نتیجه گیری: بر اساس نتایج به دست آمده می­توان دریافت که ذرت خوشه ای به­عنوان یک گیاه متحمل به شوری از سازوکارهایی همچون افزایش بیان ژن های مرتبط با تنش و افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان برای افزایش تحمل به تنش شوری استفاده می کند. این تحقیق همچنین نشان داد که رقم متحمل فومن به ویژه در شرایط تنش شوری عملکرد بهتری نسبت به رقم حساس از خود نشان داد. به طوری که فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و بیان ژن های مرتبط با تحمل شوری در این رقم بیش تر بود. در نتیجه، استفاده از ارقام متحمل به شوری می تواند به عنوان یک راهکاری مفید در بهبود تحمل به تنش های محیطی در گیاهان معرفی شود.

کلیدواژه ها:

آنتی اکسیدان ، بیان ژن ، تنش غیرزیستی ، سورگوم