مطالعه تاثیرات تنش های غیر زنده بر بیان ژن های mapکیناز و zmpip در برگ گیاه ذرت و بررسی آثار این تنش ها بر فرایندهای فیزیولوژیکی در ذرت (zea mays cv.704)

گیاهان پیوسته در معرض شمار زیادی از عوامل محیطی نامناسب و تنش زا قرار می گیرند که این عوامل باعث ایجاد تغییراتی در گیاه می شود. این عوامل محیطی بسیاری از جنبه های آناتومی، فیزیولوژی، بیوشیمی، ژنتیک، رشد و تکامل و زیست مولکولی گیاه را تحت تاثیر خود قرار می دهند. در این بین شوری (nacl ,cacl2)، خشکی و ایجاد جراحت یا تنش های مکانیکی در گیاه از مهمترین عوامل تنش زای محیطی در جهان می باشند که رشد و محصول دهی گیاهان را به شدت تحت تاثیر قرار می دهند. برای مقابله با این شرایط گیاه باید قادر به درک، پاسخ-دهی و سازگاری نسبت به این تغییرات محیطی بوده و فعالیت های فیزیولوژیک خود را تغییر دهد. پس از گندم و برنج، ذرت سومین گیاه زراعی اصلی در دنیا محسوب می شود. در مطالعه حاضر، گیاهان 21 روزه ذرت طی دو دوره کوتاه مدت (4روزه) و بلند مدت (8روزه) در معرض تنش های شوری nacl(200mm)، cacl2(40mm)، خشکی peg(10%) و همچنین جراحت قرار گرفتند. طی مطالعات مولکولی، بیان 2ژن mapکیناز یعنی zmmpk6 و zmmpk7 در برگ ذرت با استفاده از روش بیان ژن، مورد بررسی قرار گرفتند. آنالیز rt-pcr در این ژن ها عموما تغییر بیان ژن (افزایش یا کاهش) را تحت تنش های شوری، میزان cacl2، خشکی و جراحت در برگ های این گیاه را طی دوره کوتاه مدت یا بلند مدت اعمال تنش، نشان داد. علاوه براین، بیان 5 ژن از خانواده zmpip شامل zmpip2,4 ,zmpip2,1 ,zmpip1,5 ,zmpip1,2 ,zmpip1,1 و همینطور بیان ژن سیتوکینین اکسیداز cko)) نیز مورد بررسی قرار گرفت که ثابت شد این ژن ها در برگ گیاه ذرت تحت اعمال تنش بر گیاهان، الگوی بیان خود را تغییر می دهند. علاوه بر تاثیر تنش های مذکور در سطح مولکولی، پاسخ گیاهان در سطح فیزیولوژیک نیز مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج به دست آمده شوری، میزان cacl2 و خشکی موجب کاهش میزان کلروفیل a و b و کارتنوئیدها در گیاهان گردید. تنش های اعمال شده موجب احساس کمبود آب در گیاه و در نتیجه بسته شدن روزنه ها و افزایش احتمال تولید گونه های اکسیژن فعال در گیاهان می گردد. افزایش فعالیت آنزیم های آسکوربات پراکسیداز (apx) و کاتالاز (cat) به عنوان آنتی اکسیدان آنزیمی، دلالت بر این فرایند درون سلولی دارد. کاهش گایاکول پراکسیداز (gpx) یکی دیگر از نتایج به دست آمده در این مطالعه بود. با توجه به نتایج به دست آمده، افزایش ros موجب افزایش پراکسیداسیون چربی و در نتیجه افزایش سطح مالون دی آلدئید (mda) در گیاه گردید. به طور کلی در اکثر پارامترهای مورد بررسی مشاهده گردید که خشکی بیشترین اثر را در بین سایر تنش ها در گیاهان داشته است. به عبارت دیگر نتایج به دست آمده حساسیت گیاهان را نسبت به تنش خشکی اثبات کرد.