بررسی بروز ژن های مرتبط با پاسخ به تنش خشکی در ارقام لوبیا

چکیده: خشکی خطر جدی برای تولید محصولات زراعی از جمله لوبیاست. لوبیا با نام علمی phaseolus vulgaris از خانواده لگومینوز به تنش خشکی بالاخص تنش در مرحله زایشی حساس می باشد. مطالعه حاضر با هدف بررسی بیان ژن های مرتبط با پاسخ به تنش خشکی در 11 ژنوتیپ لوبیا در دو مرحله رشد رویشی و زایشی در دانشگاه شهرکرد انجام شد. کاشت به روش معمول صورت گرفته و تنش در مرحله رویشی با ظهور سومین سه برگچه ای و در مرحله زایشی در جوانه های گل در حال گذر از میوز اعمال شد. در مرحله رویشی از برگ های تحت تنش و کنترل و در مرحله زایشی از جوانه های گل تحت تنش و کنترل نمونه برداری گردید و در پایان مرحله رشد نیز غلاف گلدان ها جمع آوری شد. نتایج داده های مرفولوژیکی نشان داد که تنش خشکی در هر 11 ژنوتیپ لوبیا سبب کاهش صفات مورد مطالعه در مرحله زایشی و رویشی می شود و تنش در ارقام مختلف به یک میزان تاثیر گذار نیست. در بخش مولکولی این پژوهش، چهار ژن مرتبط با پاسخ به تنش خشکی p5cs، ca7، lea و nced در هر دو مرحله رشد رویشی و زایشی در شرایط تنش مورد بررسی قرار گرفت. به طور کلی هر چهار ژن در شرایط تنش افزایش بیان نشان دادند اما این افزایش بیان برای ارقام مختلف یکسان نبود. ژن p5cs در بافت برگی تحت تنش خشکی در 50% ژنوتیپ ها افزایش بیان معنی دار نشان داد، اما افزایش بیان قابل توجه این ژن در جوانه های گل تحت تنش در لاین ks-21191 و رقم سفید جولز مشاهده شد. وقوع تنش در مرحله رویشی سبب افزایش بیان قابل توجه ژن ca7 در برگ های لاین های ks-21191، رقم goynok98 و لاین ks-21486 گردید. در جوانه های گل، رقم جولز و لاین ks-21191 افزایش بیان چشمگیری نشان دادند. ژن lea نیز در هر دو مرحله رشد رویشی و زایشی افزایش بیان نشان داد این افزایش بیان در جوانه های گل در لاین ks-21191 با 275 برابر و در مرحله رویشی در رقم goynok98 با 100 برابر افزایش نسبت به رقم حساس g-14088 مشاهده شد. بیان ژن nced نیز بررسی گردید و نشان داده شد که ژنوتیپ های goynok98، ks-21486 و ks-21191 بیشترین افزایش بیان این ژن را تحت تنش خشکی در میان سایر ژنوتیپ ها دارند. افزایش بیان قابل توجه این ژن در جوانه های گل در ژنوتیپ های جولز و ks-21191 مشاهده شد. میزان نسبی بیان هر چهار ژن در مرحله زایشی بیشتر از مرحله رشد رویشی است. با توجه به آنکه بیان این ژن ها در گونه های زراعی دیگر سبب مقاومت به خشکی گردیده است انتظار می رود که در ژنوتیپ های با افزایش بیان بیشتر در طی تنش خشکی، مقاومت بیشتر مشاهده گردد. نتایج داده های فیزیولوژیکی نشان داد که ژنوتیپ ها مورد مطالعه دارای محتوی پرولین یکسانی نبوده و میزان پرولین آن ها تحت تنش خشکی به یک میزان افزایش نمی یابد و در ارقام مقاوم میزان افزایش پرولین بیشتر می باشد. کلمات کلیدی: بیان ژن، تنش خشکی، ژنوتیپ، پرولین