شناسایی نشانگرهای مولکولی و پروتئین های مرتبط با تحمل به تنش خشکی در لاین های هاپلوئید مضاعف شده کلزا (brassica napus l.)

میزان آب قابل دسترس یکی از مهمترین عوامل کاهش دهنده عملکرد در مناطق خشک مانند ایران است. کلزا (brassica napus l.)، یکی از گیاهان روغنی غالب در ایران است که تولید آن در مقایسه با سایر گیاهان روغنی بالا است. عملکرد و کیفیت دانه کلزا به طرز معنی داری تحت تاثر تنش های محیطی مثل خشکی قرار می گیرد. با توجه به توسعه روزافزون کشت کلزا و لزوم اصلاح ارقام جدید به منظور سازگاری به شرایط محیطی و افزایش عملکرد، اطلاع از نحوه کنترل ژنتیکی عملکرد و مکان های ژنی آن دارای اهمیت فراوانی است. از سوی دیگر با عنایت به موقعیت جغرافیایی و اقلیمی کشور ایران که جزء مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می گردد، اصلاح برای مقاومت به خشکی بسیار حایز اهمیت می باشد. در پژوهش حاضر، تولید گیاهان هاپلوئید مضاعف شده با استفاده از تیمار جنین های هاپلوئید با کلشیسین در شرایط درون شیشه ای مورد بررسی قرار گرفت. جنین های هاپلوئید در غلظت های مختلف کلشیسین (125، 250، 500 و mgl-11000)، به مدت زمان های 12، 24 و 36 ساعت و در دماهای 8 و ?c 25 قرار گرفتند. تعدادکروموزوم ها، تولید بذر، اندازه و تراکم روزنه ها و اندازه دانه های گرده در گیاهان باززایی شده تعیین شد. در گیاهان باززایی شده در محیط فاقد کلشیسین گیاه هاپلوئید مضاعفی باززایی نشد، اما در گیاهان باززایی شده از جنین هایی که تحت تاثیر کلشیسین قرار گرفته بودند، بالاترین میزان تولید گیاهان هاپلوئید مضاعف شده در غلظت های mgl-1 250 برای 24 ساعت و mgl-1 500 برای 36 ساعت در دمای ?c 8 بدست آمد ( به ترتیب 29/64% و 66/66%). در غلظت mgl-1 500 به مدت 36 ساعت تنها تعداد معدودی گیاه باززایی شد و در غلظت mgl-1 1000 هیچ گیاهی باززایی نشد. جهت شناسایی نشانگرهای مرتبط با مقاومت به تنش خشکی، 188 آغازگر ssr در رقم های حساس (rgs-003) و متحمل به تنش خشکی (slm-046) جهت شناسایی آغازگرهای چند شکل مورد بررسی قرار گرفت. از این میان 36 آغازگر چندشکلی نشان دادند که در لاین های هاپلوئید مضاعف شده بدست آمده بررسی شدند. تطبیق نتایج بررسی های ژنوتیپی حاصل از نشانگر ssr و داده های فنوتیپی حاصل از کشت گیاهان هاپلوئید مضاعف شده در شرایط تنش خشکی، منجر به شناسایی 4 آغازگر مرتبط با عملکرد، 2 آغازگر مرتبط با تعداد خورجین در شاخه اصلی و 4 آغازگر مرتبط با وزن هزار دانه در شرایط تنش خشکی شد. همچنین در این پژوهش، جهت شناسایی پروتئین های مرتبط با تحمل به خشکی روش پروتئومیکس در لاین های حساس، متحمل به تنش خشکی و هیبرید f1 حاصل از این دو، مورد استفاده قرار گرفت. جهت این بررسی پروتئین های ریشه ارقام فوق از گیاهچه هایی که به مدت 7 روز تحت تنش خشکی قرار داشتند استخراج شده و به وسیله الکتروفورز دوبعدی ژل اکریلامید تفکیک شدند. در لاین حساس به تنش خشکی، 35 پروتئین تحت تأثیر تنش خشکی قرار گرفتند که پروتئین های مرتبط با متابولیسم، انرژی، سیستم دفاعی گیاه و انتقال دهنده ها کاهش بیان نشان دادند. در لاین متحمل به خشکی، 32 پروتئین تحت تأثیر تنش خشکی قرار گرفتند و پروتئین های درگیر در متابولیسم، سیستم دفاعی گیاه و انتقال دهنده ها افزایش بیان داشتند. از میان پروتئین های تغییر یافته در هیبرید f1، 6 پروتئین با پروتئین های تغییر یافته در لاین های حساس و متحمل به تنش خشکی یکسان بودند. پروتئین های tubulin beta-2 و heat shock protein 70 در هیبرید f1 و لاین حساس به خشکی کاهش بیان داشتند و jasmonate-inducible protein و 20s proteasome subunit paf1 در هیبرید f1 و لاین متحمل به تنش خشکی افزایش بیان نشان دادند. این نتایج نشان داد که v-type h+ atpase، plasma-membrane associated cation-binding protein، hsp 90 و elongation factor ef-2 در مقاومت به تنش خشکی در کلزا نقش دارند و کاهش بیان heat shock protein 70 و tubulin beta-2 در لاین حساس و هیبرید f1 ممکن است کاهش رشد لاین حساس به خشکی و هیبرید f1 را در شرایط تنش خشکی توجیه کند.