بررسی تحمل به خشکی گیاه تراریخت تنباکوی(nicotiana tabacum l. cv. wisconsin) حاوی ژن p5cs در شرایط کشت در شیشه

از میان تنش های اسموتیک تنش خشکی محدودکننده ترین عامل پراکندگی و حاصلخیزی گیاهان در طبیعت و کشاورزی است. تنش خشکی منجر به اختلال گرادیان های پتانسیل آب، کاهش تورگر، اختلال در یکپارچگی غشا و دناتوراسیون پروتئین ها می شود. مهندسی و دست ورزی موفقیت آمیز مسیرهای متابولیکی در مورد تعدادی از محلول های سازگار همچون پرولین, مانیتول و گلایسین بتائین افرایش تحمل به تنش های خشکی, شوری و سرما را نتیجه داده است. از آنجا که پرولین به عنوان یک اسمولیت مهم در تعدیل فشار اسمزی سلول های تحت تنش خشکی نقش اساسی دارد, انتظار می رود که گیاهان تراریخت حاوی ژن p5cs (پیرولین 5- کربوکسیلات سنتتاز) نیز مقاوم به خشکی باشند. لذا در این مطالعه تحمل به خشکی گیاه تراریخت تنباکو (nicotiana tabacum l.) حاوی ژن p5cs در شرایط کشت در شیشه بررسی شد. بدین ترتیب ابتدا گیاهان تراریخت حاوی ژن p5cs از طریق واکشت بر روی محیط کشت حاوی کانامایسین انتخاب شدند و جهت تأیید نهایی حضور ژن p5cs در این گیاهان از تکنیک pcr با پرایمر اختصاصی nptii (ژن مقاومت به کانامایسین) استفاده شد. سپس گیاهان تراریخت و غیرتراریخت در محیط کشت ms پایه حاوی غلظت های 0, 5, 10, 20 و 30 درصد پلی اتیلن گلایکول (peg) به مدت 28 روز کشت شدند. به منظور تعیین گیاهان مقاوم و حساس به خشکی و مکانیسم های تحمل به خشکی در گیاهان تراریخت حاوی ژن p5cs پارامترهایی از قبیل وزن تر و خشک و میزان رنگیزه های فتوسنتزی (کلروفیل a, b, کل و کارتنوئید), میزان پرولین (ریشه و اندام هوایی), قندهای محلول و احیاکننده, پراکسیداسیون لیپید, فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی (کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز) و پروتئین محلول اندازه گیری شد و در نهایت الگوی پروتئینی در گیاهان تراریخت و غیرتراریخت بررسی شد. نتایج نشان داد که کاهش پارامتر های فیزیولوژیکی وزن تر و خشک و نیز رنگیزه های فتوسنتزی در گیاهان تراریخت کمتر از گیاهان غیرتراریخت بوده و زیاد تحت تأثیر تنش خشکی قرار نگرفته است. با افزایش غلظت peg میزان پرولین در ریشه و اندام هوایی به ویژه در غلظت های 10 و 20 به طور معنی داری بیشتر از گیاهان تراریخت بوده است. میزان قندهای محلول نیز در گیاهان تراریخت و غیرتراریخت در غلظت های 10 و 20 درصد افزایش معنی داری نسبت به نمونه شاهد نشان داد. در قندهای احیا تنها در غلظت 10 درصد در گیاهان تراریخت نسبت به نمونه شاهد افزایش معنی دار مشاهده شد و در سایر غلظت ها و نیز در گیاهان غیرتراریخت تفاوت معنی داری نسبت به شاهد مشاهده نشد. فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان کاتالاز و پراکسیداز در گیاهان تراریخت و غیرتراریخت الگوی یکسانی را تبعیت نمودند و با افزایش غلظت peg, افزایش یافتند. پراکسیداسیون لیپید در غلظت های 10 و 20 درصد در گیاهان تراریخت در مقایسه با گیاهان غیرتراریخت افزایش معنی داری نشان داد. آنالیزهای حاصل از داده های پروتئینی نیز نشان داد که در گیاهان غیرتراریخت در غلظت 30 درصد کاهش پروتئین محلول مشاهده شد در حالی که در گیاهان تراریخت پروتئین بدون تغییر و ثابت بود. نتایج sds-page جهت بررسی تغییرات پروتئین ها تحت تنش خشکی در برگ گیاهان تراریخت و غیرتراریخت نشان دهنده تغییرات الگوی پروتئین های گیاهان شاهد با گیاهان تحت تنش بود. همچنین تفاوت آشکاری در برخی باند ها بین گیاهان تراریخت و غیرتراریخت مشاهده شد.