تجزیه پروتئوم ریشه جو تحت تنش سرما

جو (hordeum vulgare l.) یکی از قدیمی ترین گیاهان زراعی است که از نظر تولید جهانی، چهارمین غله بعد از گندم، برنج و ذرت محسوب می شود. دامنه وسیع سازگاری جو، موجب زراعت آن در مناطقی شده که تولید سایر غلات، مانند ذرت، برنج و حتی گندم امکان پذیر نمی-باشد. تنش های محیطی از قبیل خشکی، شوری و سرما نقش مهمی بر عملکرد گیاهان زراعی و بقای آن ها دارند. دمای پایین یکی از عوامل محیطی است که توزیع گیاهان، زنده مانی و عملکرد آن ها را محدود می کند و باعث تغییرات ژنتیکی، مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی در آن ها می شود. بنابراین ارزیابی و بررسی سازوکار مولکولی مقاومت به تنش سرما در ارقام مختلف جو از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به این منظور آزمایشی به صورت تکراردار در سال 1392 در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز اجرا گردید. در این آزمایش از یک رقم جو مقاوم به سرما (ec83-1215) استفاده شد. بذور این رقم در گلخانه کشت و در مرحله سه برگی تحت تنش سرمای 4 درجه سانتی گراد قرار گرفته و با گیاهان فاقد تنش(دمای 25 درجه سانتی گراد) در هفت تکرار مقایسه شدند. پس از 48 ساعت اعمال تنش سرما، اقدام به نمونه برداری و بررسی صفات مورفولوژیک ریشه از قبیل، تعداد ریشه، وزن خشک ریشه، وزن تر ریشه، حجم ریشه، حداکثر طول ریشه، میانگین طول ریشه، سطح ریشه، قطر ریشه، چگالی سطح ریشه و میزان پرولین گردید. صفات وزن خشک ریشه، حداکثر طول ریشه، میانگین طول ریشه و چگالی سطح ریشه اختلاف معنی داری بین گیاهان شاهد و تیمار شده با تنش سرمای 4 درجه سانتی گراد در سطح احتمال 5% نشان داد. همچنین تنش سرما موجب افزایش پرولین در این رقم تحت تنش سرما گردید. اعمال تنش سرمای 4 درجه سانتی گراد به مدت 48 ساعت در رقم 15 جو، تغییر معنی داری از نظر آماری در صفات مرتبط با ریشه شامل تعداد ریشه، وزن تر ریشه، حجم ریشه، سطح ریشه و قطر ریشه ایجاد ننمود. به نظر می رسد مدت زمان کوتاه مجاورت گیاهان با تنش دلیل عمده ی چنین پاسخی باشد. برای بررسی پاسخ بافت ریشه جو در سطح پروتئوم از تکنیک الکتروفورز دوبعدی استفاده شد. الکتروفورز دوبعدی در سه تکرار در بعد اول به روش ژل های لوله ای و در بعد دوم با استفاده از ژل پلی آکریل آمید- دودسیل سولفات انجام شد. رنگ آمیزی با نیترات نقره صورت گرفت. آزمون t بین گیاهان شاهد و تیمار با تنش سرما منجر به شناسایی تعداد 15 لکه پروتئینی با تغییرات بیان معنی دار گردید. به طوری که 10 لکه پروتئینی افزایش بیان و 5 لکه پروتئینی کاهش بیان نشان دادند. پروتئین های دارای تغییرات بیان براساس عمکرد بیولوژیکی در گروههای، پروتئین های دخیل در مسیرهای متابولیکی و تولید انرژی، پروتئین های درگیر در متابولیسم rna، دیواره و اسکلت سلولی و پروتئین های مرتبط با مسیر انرژی تقسیم شدند. پروتئین های دخیل در مسیرهای متابولیکی و تولید انرژی 60% کل پروتئین های یافت شده را به خود اختصاص دادند. از بین پروتئین های شناسایی شده می توان به nadp-specific isocitrate dehydrogenase و aldehyde dehydrogenase aldh2b اشاره کرد. nadp-specific isocitrate dehydrogenase در دکربوکسیلاسیون اکسیداتیو ایزوسیترات به آلفا- کتوگلوتارات نقش دارد. ضمن این که پروتئین aldehyde dehydrogenase aldh2 در تخریب آلدئیدهای ناشی از واکنش گونه های فعال اکسیژن با چربی ها، پروتئین ها و اگزالیک اسید ایفای نقش می کند.