عکس العمل ریشه ی برنج به دوره های زمانی تنش کمبود آب با رویکرد الکتروفورز دو بعدی

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسنده

استاد گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشگاه تبریز، تبریز،

چکیده

برنج (Oryzae sativa L) غذای اصلی بیش از نیمی از مردم جهان را تشکیل می ­دهد. تنش کمبود آب یکی از عمده‌ترین موانع برای تولید موفق محصولات زراعی است. برنج در طول دوره رشدی خود تحت تاثیر عوامل متعددی قرار می­ گیرد که از جمله آنها می­ توان به تنش کمبود آب اشاره نمود. پیشرفت­ های اخیر در فیزیولوژی مولکولی این امید را به وجود آورده است که با شناسایی پروتئین­ های کاندیدای مقاومت به تنش کمبود آب، بتوان در افزایش عملکرد برنج گام­ های اساسی برداشت. به منظور بررسی اثر تنش کمبود آب بر الگوی تظاهر پروتئین­ های ریشه ­ی برنج، آزمایشی به­ صورت طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار طراحی و اجرا گردید. تیمارهای مورد مطالعه، شامل آبیاری عادی و تنش­ های 24، 36 و 48 ساعت قطع آبیاری بود. آزمایش در شرایط آزمایشگاهی و تحت شرایط کنترل شده در اتاقک رشد انجام گردید. پس از اعمال تنش نمونه­ های بافت ریشه به منظور آزمایش­ های الکتروفورز دو بعدی مورد استفاده قرار گرفتند. تجزیه و تحلیل پروتئوم بافت ریشه به روش الکتروفورز دو بعدی نشان داد که از بین 135 لکه پروتئینی قابل تشخیص در رنگ­ آمیـزی با آبی کوماسی، تعداد 14 لکه پروتئینی تغییــرات بیـان معنی­ داری از نظر آماری در شرایط تنش کمبود آب نشان دادند که تعداد 7 پروتئین در سطح احتمال 1 درصد و 7 پروتئین در سطح احتمال 5 درصد مع نی­دار گردید. لکه ­های پروتئینی دارای تغییرات بیان، بر اساس نقطه ایزوالکتریک و وزن مولکولی در بانک­ های اطلاعاتی مورد جستجو قرار گرفتند و پروتئین­ های احتمالی پاسخ دهنده به شرایط تنش شناسایی شدند. افزایش بیان فردوکسین اکسیدوردوکتاز 24 ساعت پس از شروع تنش کمبود آب نمایانگر نقش این پروتئین در کاهش اثرات تنش کمبود آب است. در حالی­ که پروتئین­ های ریبوزومی، گلیسر آلدئید 3-فسفات و ATP سنتتاز در طی تنش کمبود آب روند کاهشی داشتند. پروتئین­ های فروکتوز 6-1 بی­فسفات آلدولاز، گلوکز 6- فسفات دهیدروژناز، گلایسین دهیدروژناز و کتیناز پس از روند کاهشی تا 36 ساعت تنش کمبود آب، با افزایش مدت تنش به 48 ساعت مجدداً روند افزایشی نشان دادند که بیان گر تلاش گیاه برای کاهش اثرات ناشی از تنش اکسیداتیو می ­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Response of Rice Root to Time Course Water Deficit Stress-Two Dimensional Electrophoresis Approach

نویسنده [English]

  • Mahmood Toorchi
Professor, Department of Plant Breeding and Biotechnology, University of Tabriz, Tabriz,
چکیده [English]

Rice (Oryza sativa L.) is the staple food of more than half of the population worldwide. Water deficit stress is one of the harsh limiting factors for successful production of crops. Rice during its growing period comes a cross different environmental hazards like drought stress. Recent advance in molecular physiology are promising for more progress in increasing rice yield by identification of novel candidate proteins for drought tolerance. To investigate the effect of water deficit on rice root protein expression pattern, an experiment was conducted in completely randomize design with four replications. With holding water for 24, 36 and 48 hours along with control constituted the experimental treatments. The experiment was conducted in growth chamber under controlled condition and root samples, after stress imposition, were harvested for two-dimensional electrophorese (2-DE). Proteome analysis of root tissue by 2-DE indicated that out of 135 protein spots diagnosed by Coomassie blue staining, 14 spots showed significant expression change under water deficit condition, seven of them at 1% and the other seven at 5% probability levels. Differentially changed proteins were taken into account for search in data bank using isoelectric point and molecular weight to identify the most probable responsive proteins. Up- regulation of ferredoxin oxidoreductase at first 24 hour after applying stress indicates the main role of this protein in reducing water deficit stress effects. On the other hand ribosomal proteins, GAP-3 and ATP synthase were down regulated under water deficit stress. Fructose 1,6-bisphosphate aldolase, glucose- 6-phosphate dehydrogenase and chitinase down regulated up to 36 h of stress imposition but, were later up- regulated by prolonging stress up to 48 h. It could be inferred the plant tries to decrease the effect of oxidative stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Proteome
  • Rice
  • Two dimensional electrophoresis
  • Water deficite stress