عنوان

واکنش کلزای بهاری به تنش کمبود آب و الگوی الکتروفورز دو بعدی آن

Number

‭۳۹۱۴پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

واکنش کلزای بهاری به تنش کمبود آب و الگوی الکتروفورز دو بعدی آن

First Statement of Responsibility

/سید منصور رحیمی قراقیه

Name of Publisher, Distributor, etc.

دانشگاه تبریز دانشکده کشاورزی - رشته اصلاح نباتات

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۲۶‬ص‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

رشته اصلاح نباتات

Date of degree

‮‭۱۳۸۹/۱۱/۱۶‬

Body granting the degree

دانشگاه تبریز دانشکده کشاورزی - رشته اصلاح نباتات

Text of Note

کلزا مهمترین دانه روغنی است که بعد از سویا و نخل روغنی سومین منبع تولید روغن در جهان محسوب می شود .خشکی از شایع ترین تنش های محیطی محدود کننده رشد و عملکرد گیاهان زراعی محسوب می گردد که تقریبا تولیدات زراعی را در ‮‭۲۵‬ از زمین های کشاورزی جهان محدود می کند .ایران نیز یکی از کشورهای خشک و نیمه خشک است . لذا ارقامی از کلزا توان توسعه پایدار خواهند داشت که ضمن سازگاری با شرایط اقلیمی به آب کمتری احتیاج داشته باشد .بنابراین ارزیابی و شناسایی ارقام مقاوم و حساس به خشکی که از اهداف این پژوهش می باشد، از اهمیت ویژه ای بر خوردار می باشد .به این منظور آزمایشی به صورت فاکتوریل در سال ‮‭۸۸‬ در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز اجرا گردید .فاکتور اول ‮‭۱۰‬ رقم کلزاه بهاره و فاکتور دوم شامل ‮‭۳‬ سطح تنش شدید کمبود آب ( ‮‭(FC ۵۰‬تنش ملایم کمبود آب ( ‮‭(FC ۷۵‬و فاقد تنش ( ‮‭(FC ۱۰۰‬بود که با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در ‮‭۳‬ تکرار اجرا گردید .برای کنترل رطوبت خاک از بلوک های گچی استفاده شد .زمان اعمال تنش از مرحله چهار برگی تا اوایل مرحله زایشی بود .اختلاف بین ژنوتیپ‌ها برای صفات پتانسیل اسمزی برگ ، پتانسیل کل آب برگ، میزان پرولین، فلوئورسانس کلروفیل در سطح احتمال ‮‭۱‬ و وزن خشک بوته در سطح احتمال ‮‭۵‬ معنی‌دار گردید .اختلاف بین سطوح تنش برای کلیه صفات در سطح احتمال ‮‭۱‬ معنی‌دار بدست آمد . اثر متقابل رقم و تنش فقط برای میزان پرولین، صفات پتانسیل آب برگ و فلوئورسانس کلروفیل معنی‌دار گردید .از نظر شاخص های تنش نظیر ‮‭MP‬ ، ‮‭TOL‬ ، ‮‭GMP‬ و ‮‭SSI‬ در شرایط تنش ملایم و شدید کمبود آب ‮‭Wild Cat‬ و ‮‭Eagle‬ حساس ترین و ‮‭Amica‬ و ‮‭Comet‬ بعنوان متحمل‌صترین ارقام شناخته شدند ..نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای بر اساس صفات مورد مطالعه ارقام را در سه گروه قرار داد .گروه اول شامل ارقام‮‭SW۵۰۰۱‬ ،‮‭Cracker‬ ،‮‭Option ۵۰۰‬، ‮‭Heros‬ و ‮‭Sarigol‬بود که در تمامی صفات به غیر از میزان پرولین و محتوای آب نسبی برگ دارای میانگین بالایی از میانگین کل بود .گروه دوم ارقام‮‭Olga‬ ، ‮‭Comet‬ و ‮‭Amica‬ را شامل می شد که در تمامی صفات مورد مطالعه به غیر از میزان پرولین و طول ریشه میانگین بالایی نسبت به میانگین کل داشتند .شایان ذکر است که ارقام این گروه میانگین بالاتری برای صفات نسبت به گروه اول داشتند .گروه سوم نیز شامل ارقام ‮‭Eagle‬ و ‮‭Wild cat‬ بود که در تمامی صفات مورد مطالعه به غیر از میزان پرولین و طول ریشه میانگین پایینی نسبت به میانگین کل داشتند .تجزیه پروتئوم برگ از طریق الکتروفورز دو بعدی برای رقم ‮‭Amica‬ و مقایسه الگوی الکتروفورز دو بعدی برای دو شرایط شاهد و تنش کمبودآب ملایم منجر به شناسایی ‮‭۱۷۹‬ لکه پروتئینی شد .تعداد ‮‭۱۵‬ لک‍ مشترک بین دو شرایط از لحاظ آماری تغییرات معنی‌صداری نشان دادند .از میان این ‮‭۱۵‬ لکه ‮‭۹‬ لکه پروتئینی از لحاظ فاکتور القا تغییرات بیان مشخص‌صتری داشتند .لکه‌صهای شماره‮‭۳۸‬ ،‮‭۵۳‬ ،‮‭۶۸‬ ،‮‭۷۷‬ ، ‮‭۸۲‬ ،‮‭۱۰۲‬ ،‮‭۱۰۹‬ ،‮‭۱۲۷‬ ، ‮‭۱۷۳‬ ، ‮‭۱۷۵‬ و‮‭۱۷۶‬ افزایش بیان و لکه‌صهای‮‭۶‬ ،‮‭۲۹‬ ، ‮‭۵۷‬ و ‮‭۱۲۴‬ کاهش بیان نشان دادند .بر اساس مطابقت نقطه ایزوالکتریک و جرم مولکولی این ‮‭۱۵‬ لکه پروتئینی با اطلاعات بانک‌صهای پروتئینی کلزا سعی شد تا این پروتئین‌صها شناسایی شوند .لکه پروتئین شماره ‮‭۲۹‬ و ‮‭۶‬ که احتمالا به فرایندهای فتوسنتزی گیاه مربوط می شوند و کاهش بیان معنی دار لکه پروتئینی شماره‮‭protein alpha subunit chloroplast precursor ) - ۲۹ (homologue to RuBisCO subunit binding‬نشاندهنده کاهش میزان فتوسنتز گیاه تحت شرایط تنش است .پروتئین های شماره ‮‭۸۲‬ و ‮‭۱۰۹‬ احتمالا جزو خانواده ‮‭HSP‬ های با وزن مولکولی ‮‭۷۰‬ کیلو دالتونی هستند ‮‭(hsp۷۰)‬که افزایش میزان بیان این پروتئین ها در شرایط تنش کمبود آب نشاندهنده نقش مهم این پروتئین ها در ایجاد سازگاری گیاه به تنش گرمایی حاصل شده از تنش کمبود آب و تحمل به آن است .پروتئین شماره ‮‭۵۷‬ به عنوان یک پروتئین) ‮‭CCOMT‬ احتمالی(شناسایی شد، بیان این پروتئین مهم در شرایط تنش به طور معنی داری کاهش نشان داد به نظر می رسد گیاه با کاهش سنتز لیگنین و کاهش استحکام دیواره سلولی بواسطه کاهش پروتئین‮‭methyltransferase -CoA- caffeoyl‬در شرایط کمبود آب امکان رشد بیشتر سلولهای ریشه را فراهم می سازد و بدنبال آن دستیابی به اعماق مرطوب خاک بیشتر می شود .افزایش بیان معنی دار پروتئین های شماره ‮‭۷۷‬ و ‮‭۱۲۷‬ که احتمالا بعنوان آنزیم ‮‭ATPase‬ واکوئلی شناسایی شد، در شرایط تنش کمبود آب منجر به بروز درجه‌صای از تنظیم اسمزی می گردد این استدلال با نتایج ارزیابی فیزیولوژیکی نیز مطابقت دارد .پروتئین شماره ‮‭۵۳‬ احنمالا به عنوان پروتئین متصل به اکتین شناسایی شد که افزایش بیان این پروتئین به منظور فرایند تنظیم اسمزی تحت شرایط تنش مورد نیاز گیاه است .پروتئین شماره‮‭۱۷۵‬ و ‮‭۱۲۴‬ احتمالا از پروتئین‌صهای موجود در مسیر گلیکولیز هستند .پروتئین ‮‭۱۷۵‬ از دسته‮‭bisphosphate aldolase - fructose ۱,۶‬است، که این پروتئین می تواند نقش مهمی در سازگاری به شرایط بی هوازی ناشی از تنش اکسایشی منتج شده از تنش کمبود آب داشته باشد .پروتئین شماره ‮‭۱۲۴‬ احتمالا به عنوان آنزیم ‮‭GAPDH‬ شناسایی شد و بیان آن در شرایط تنش کمبود آب کاهش معنی داری داشت .در شرایط تنش‌صزا که از فتوسنتز جلوگیری می شود، سوبسترا جهت گلیکولیز کاهش یافته و آن نیز سبب کند شدن روند و سرعت واکنشهای گلیکولیتیک می گردد .به عبارتی می توان نتیجه گرفت که کاهش تولید ‮‭ATP‬ و در نهایت‌ص‍ کاهش رشد گیاه تحت شرایط تنش در نتیجه‌صی کاهش میزان بیان آنزیم گلیسر آلدئید‮‭۳‬ - فسفات دهیدروژناز انجام می گیرد

Text of Note

Rapeseed is the most important oilseed and it is the third oil source after soybean and palm in the world. Drought is a common abiotic stress that limits crop production in almost 25 of world agricultural field. Identification of tolerant cultivars to drought stress in Iran which ranks first in south west of Asia in terms one of the arid and semi arid countries in the world is of most importance. For this purpose, an experiment was conducted in the greenhouse Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Iran. The experiment was factorial based on randomized complete block design (RCBD) with three replications using ten spring type rapeseed cultivars at three water stresses conditions, severe stress ( 50 FC), mild stress ( 70 FC) and well-watered ( 100 FC). Gypsum blocks were used To control soil moisture. Drought stress was imposed from the four leaf stage to early reproductive stage. The results showed significant differences among cultivars (except for Root dry weight and root length) and stress levels with respect to the studied traits. The cultivar-stress interaction was significant for proline content, Leaf water potential and fluorescence chlorophyll . Based on almost all drought tolerance indices, such as MP and GMP and TOL and SSI, Among the studied varieties, Amica and Olga was the most tolerant cultivar under severe and mild stress conditions, and Wild Cat and Eagle was the most sensitive cultivar under both conditions for plant dry weight and chlorophyll fluorescence. The cluster analysis based on mean of all morphological and physiological traits grouped the cultivars into three categories SW5001, Cracker, Option 500, Heros and Sari Gol were placed in the first cluster. This group carry higher mean than overall mean with respect to all the traits except of leaf relative water content and proline content. In second group Amica, Olga and Comet hold higher mean value than overall mean with respect to all the traits except proline content and root length. Wild Cat and Eagle in third group had lower mean value than overall mean with respect to all the traits except proline content and root length. Proteome analysis was performed by 2-Dimensional electrophoresis and Commasie Brilliant Blue staining in Amica. Comparing 2DE patterns of control condition with the mild drought condition, lead to the detection of 179 protein spots. Fifteen common spots significantly varied from the control to the drought stress condition. In which 9 spots showed more pronounced change in IF between two conditions. Out of these spots, 38, 53, 68, 77, 82, 102, 109, 127, 173, 175 and 176 increased and 6, 29, 57 and 124 decreased in expersion during the drought stress. Matching the pI and MW values of spots with those from different with Protein Bank Database, 15 protein spots were recognized approximately. Protein spots No. 29 and 6 that probably are associated with processes of plant photosynthesis. significant reduction in expersion of protein spot No. 29 (homologue to RuBisCO subunit binding-protein alpha subunit chloroplast precursor) indicating the reduction of plant photosynthesis under stress conditions. Protein spots No. 82 and 109 probably are part of the HSP family of molecular weight 70 kDa (hsp 70), which the expression levels of proteins in the water deficiency stress increased indicating the important role of these proteins in plant adaptation to Thermal stress resulting from water shortages and tolerance to it. spot No. 57 was probably CCOMT protein. in which was significantly decreased under stress condition. It seems plants with reduced lignin synthesis and reduced cell wall strength due to reduced caffeoyl-CoA-methyltransferase under stress condition to grow more roots cells and provides access to deep soil moisture is further. Significant increase in expression of proteins spots 77 and 127 as an enzyme vacuolar ATPase are leading to the occurrence degree of osmotic adjustment, which in turn match with the results of physiological assessment. protein No. 53 were most likely actin-binding proteins and increased expression order stress condition for osmotic adjustment. Protein spot 175 probably categories of fructose 1,6-bisphosphate aldolase is located in the path glycolysis and could play an important role in compatibility to anaerobic condition resulting from oxidative stress. Protein spot 124 probably was identified as the enzyme GAPDH and it expression was significantly reduced in water stress conditions, this condition also led to avoid photosynthesis and substrate for glycolysis is reduced and glycolytic reaction rates slowed. in other words can be concluded that reduced ATP production and ultimately reduce plant growth under stress condition due to decreased enzyme Glyceraldehyde 3 - phosphate dehydrogenase expression

2 Dimensional electrophoresis

drought stress

رحیمی قراقیه -سید منصور

تورچی - محمود، استاد راهنما

شکیبا - محمد رضا، استاد مشاور

نوروزی - مجید، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی