بررسی بیان کمی برخی ژن های کلیدی گندم دوروم در مواجهه با تنش خشکی ملایم و شدید

مقدمه: تنش خشکی یکی از مهم ترین عوامل محدودکننده­ی بهره وری گندم دوروم (Triticum durum L.) در مناطق خشک و نیمه خشک جهان است و درک پاسخ ژن ها در سطح مولکولی آن برای توسعه ارقام متحمل ضروری است. بنابراین، پژوهش حاضر با هدف بررسی بیان نسبی شش ژن کلیدی مرتبط با پاسخ به خشکی، شامل TdDhn۵ و Wdhn۱۳ (ژن های دهیدرین)،TdAPX۱  و TdCAT۱ (ژن های آنتی اکسیدانی) و TdDRF۱ و TdDREB۱ (عوامل رونویسی)، در هفت ژنوتیپ گندم دوروم شامل (ذهاب، G۶، G۸ و G۹ به عنوان حساس و ژنوتیپ های  G۱۰، G۱۲ وG۱۴  به عنوان متحمل تحت شرایط (بدون تنش، ملایم و شدید) انجام شد. هدف اصلی تحقیق شناسایی الگوهای بیان ژنوتیپ محور و تعیین پتانسیل آن­ها به عنوان فاکتورهای بهبود تحمل به خشکی بود.مواد و روش ها: بذرهای گندم در شرایط گلخانه در گلدان های با حجم تقریبی ۲ لیتر حاوی ۵/۱ کیلوگرم خاک مزرعه رشد یافتند. تنش خشکی در مرحله سه برگی در دو سطح ملایم و شدید اعمال شد. خشکی ملایم با آبیاری دو هفته یکبار و تنش خشکی شدید در مرحله­ی ۳ برگی با قطع کامل آبیاری طبق روش Moradi et al., (۲۰۲۴) القا شد. در هر بار آبیاری ۲۵۰ سی سی برای هر گلدان لحاظ گردید. پس از چهار هفته قرار گیری گیاهان در معرض تنش، نمونه برداری انجام شد. برگ کامل بازشده سوم از سه تکرار بیولوژیکی گلدان به ازای هر ژنوتیپ در هر تیمار، هر کدام با پنج گیاه برداشت شد. RNA کل از برگ های سوم گیاهچه ها در مرحله ۴-۳ برگی با روش TRIzol استخراج و پس از سنتز cDNA، بیان ژن ها با تکنیک با استفاده از ژن Actin به عنوان ژن مرجع کمی سازی شد. داده ها با ANOVA و آزمون LSD (p<۰.۰۵) تحلیل شدند.یافته ها: نتایج نشان داد که بیان ژن های دهیدرین TdDhn۵ و TdWdhn۱۳ در شرایط تنش ملایم و شدید (۵۰ و ۱۰۰ درصد) به ترتیب افزایش قابل توجهی یافت، به طوری که در تنش شدید بالاترین مقدار بیان در ژنوتیپ G۱۴ برای TdDhn۵ و در ژنوتیپ G۱۲ برای TdWdhn۱۳ مشاهده شد. ژن های آنتی اکسیدانی TdAPX۱ و TdCAT۱ نیز در شرایط تنش ملایم و شدید افزایش بیان داشتند، که این افزایش در ژنوتیپ های متحمل به خشکی بیش­تر بود؛ به ویژه در تنش شدید، بیان TdAPX۱ در ژنوتیپ G۹ و TdCAT۱ در ژنوتیپ G۱۲ برجسته بود. عوامل رونویسی TdDRF۱ و TdDREB۱ نیز با افزایش بیان در تنش ملایم و اوج گیری در تنش شدید، به ویژه در ژنوتیپ های G۱۲ و G۱۴، نقش تنظیم کننده خود را نشان دادند.نتیجه گیری: این مطالعه الگوهای بیان خاص ژن و ژنوتیپ را در پاسخ به تنش خشکی روشن کرد و ژنوتیپ G۱۲ را به عنوان نامزدی برجسته برای تحمل خشکی شناسایی کرد. افزایش هماهنگ ژن های دهیدرین و عوامل رونویسی در تنش شدید، پتانسیل استفاده از آن ها به عنوان نشانگرهای مولکولی در برنامه های به نژادی گندم دوروم متحمل به خشکی را تایید می کند. نیاز به مطالعات میدانی برای اعتبارسنجی این یافته ها توصیه می شود.

کلیدواژه ها:

گندم دوروم ، بیان نسبی ژن ، دهیدرین ، ژن های آنتی اکسیدانی ، خانواده ژنی ، عوامل رونویسی