تجزیه پروتئوم برگ آفتابگردان در شرایط آبیاری مطلوب و محدود

در این بررسی از رهیافت پروتئومیک برای شناسایی پروتئین های درگیر در تحمل و حساسیت به خشکی لاین های اینبرد آفتابگردان استفاده شد. با اعمال تنش خشکی در مرحله گلدهی در طی دو سال ارزیابی مزرعه ای از بین 16 لاین آفتابگردان دو لاین rgk 21 و bgk 329 به ترتیب به عنوان حساس ترین و متحمل ترین لاین ها شناسایی شدند. لاین متحمل در مقایسه با لاین حساس از بیشترین طول دوره رویش، ارتفاع بوته، قطر ساقه و طبق، وزن هزار دانه، تعداد دانه در طبق، وزن خشک شاخه و ریشه، طول و قطر ریشه، شاخص برداشت، سطح برگ، میزان رطوبت نسبی، فلورسانس کلروفیل، میزان پرولین، شاخص کلروفیل، تنظیم اسمزی و عملکرد دانه وکمترین دمای برگ و سطح مخصوص برگ برخوردار بود. بیشترین تأثیر خشکی در پتانسیل آب برگ، میزان پرولین، سطح برگ، وزن خشک شاخه، میزان رطوبت نسبی و عملکرد دانه مشاهده شد. خصوصیات ریشه، شاخص برداشت، سطح مخصوص برگ، پتانسیل اسمزی، فلورسانس و شاخص کلروفیل از تنش خشکی متأثر نشدند. نتایج نشان داد که اندام های هوایی آفتابگردان در مقایسه با خصوصیات ریشه به شرایط خشک حساس تر هستند. در لاین های برخوردار از میزان رطوبت نسبی کم و زیاد به ترتیب خسارت بیوشیمیایی به عملکرد کوانتوم و محدودیت روزنه باعث کاهش بیشتر عملکرد در شرایط تنش خشکی شد. نتایج نشان داد که حفظ وضعیت رطوبتی مناسب از طریق حفظ سطح برگ تأثیر اصلی بر تحمل خشکی دارد و این به واسطه برخورداری از ریشه های طویل و توان تنظیم اسمزی بالا صورت می گیرد. با بررسی الگوی تغییرات بیان پروتئین با استفاده از الکتروفورز دو بعدی در مجموع 21 لکه از 347 لکه پروتئینی در لاین حساس و 27 لکه از 363 لکه پروتئینی در لاین متحمل به طور معنی دار از خشکی متأثر شدند که از میان آنها 18 و 24 پروتئین به ترتیب در لاین های حساس و متحمل با استفاده از طیف سنجی جرمی nano-lc ms/ms و مالدی-تاف شناسایی شدند. در لاین حساس81% ولی در لاین متحمل 52% پروتئین های شناسایی شده کاهش بیان داشتند. بیشترین پروتئین های شناسایی شده در گروه پروتئین های سیتوپلاسمی وکلروپلاستی/ متابولیسم و انرژی قرار داشت. در شرایط آبیاری محدود، در لاین حساس یکی از دو لکه پروتئینی گلیسرآلدئید 3- فسفات دهیدروژناز و در لاین متحمل یکی از دو لکه پروتئینی کربنیک آنهیدراز و cu/zn سوپراکسید دیسموتاز به عنوان لکه جدید ظاهر و دهیدراتاز/ اپی مراز وابسته به nad حذف شد. القای دی هیدروفلاوونول ردوکتاز، آلفا توبولین، 6 فسفو گلوکونات دهیدروژناز و گلیسر آلدئید 3 فسفات دهیدروژناز و کاهش لیپوکسی ژناز 19 اس لینولئات دانه، فردوکسین nadp ردوکتاز، oeei، فسفوگلیسرات موتاز، هیدروکسی پیروات ردوکتاز پراکسی زومی و کربنیک آنهیدراز در دو لاین حساس و متحمل حاکی از وجود یک استراتژی مشترک برای کاهش سوخت و ساز سلولی و تقویت ساختار سلولی در مقابله با خشکی بود. به نظر می رسد کاهش سطح oeei و فردوکسین nadp ردوکتاز مکانیسم سازگاری مشترک در جهت محافظت زنجیره انتقال الکترون کلروپلاستی از آسیب های ناشی از گونه های فعال اکسیژن است. افزایش سطح 6-فسفو گلوکونات دهیدروژناز در دو لاین حساس و متحمل به عنوان القاگر مسیر پنتوز فسفات و فعال کردن مسیرهای جایگزین تأمین انرژی برای حفظ فرایندهای حیاتی و مقابله با گونه های فعال اکسیژن در شرایط تنش خشکی به شمار رفت. کاهش سطح انولاز و 3-فسفوگلیسرات کیناز نشانه ای ازآسیب متابولیکی در لاین حساس بود. در لاین متحمل افزایش سطح atp سنتاز میتوکندریایی، گلیسر آلدئید تری فسفات دهیدروژناز و ساکارز سنتاز پاسخ سازگاری برای تأمین انرژی، افزایش متیونین سنتاز و مالیک آنزیم واکنش حفاظتی برای کاهش تلفات رطوبتی و القای cu/zn سوپر اکسید دیسموتاز برای محافظت ماشین فتوسنتزی از آسیب های ناشی از گونه های فعال اکسیژن در شرایط تنش خشکی تشخیص داده شد. بر اساس نتایج حاصل حفظ وضعیت رطوبتی مناسب از طریق تغییرات مورفو- فیزیولوژیکی با حفظ متابولیسم سلولی طبیعی و تغییرات پروتئین های درگیر در متابولیسم انرژی و دفاع ضد اکسیدان از مهمترین عوامل ایجاد سازگاری و تحمل به خشکی آفتابگردان هستند.