دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات14
تعداد شماره‌ها691
تعداد مقالات7,137
تعداد مشاهده مقاله11,471,421
تعداد دریافت فایل اصل مقاله10,405,439
کامروا, سمیه, باباییان, نادعلی, باقری, نادعلی, نظریان فیروزآبادی, فرهاد. (1403). بررسی الگوی بیان ژن‌ SAPK1 از گروه ژنی پروتئین کیناز (SNF1-Type) در گیاه برنج تحت تنش شوری. , 17(1), 169-186. doi: 10.22069/ejcp.2024.21425.2582
سمیه کامروا; نادعلی باباییان; نادعلی باقری; فرهاد نظریان فیروزآبادی. "بررسی الگوی بیان ژن‌ SAPK1 از گروه ژنی پروتئین کیناز (SNF1-Type) در گیاه برنج تحت تنش شوری". , 17, 1, 1403, 169-186. doi: 10.22069/ejcp.2024.21425.2582
کامروا, سمیه, باباییان, نادعلی, باقری, نادعلی, نظریان فیروزآبادی, فرهاد. (1403). 'بررسی الگوی بیان ژن‌ SAPK1 از گروه ژنی پروتئین کیناز (SNF1-Type) در گیاه برنج تحت تنش شوری', , 17(1), pp. 169-186. doi: 10.22069/ejcp.2024.21425.2582
کامروا, سمیه, باباییان, نادعلی, باقری, نادعلی, نظریان فیروزآبادی, فرهاد. بررسی الگوی بیان ژن‌ SAPK1 از گروه ژنی پروتئین کیناز (SNF1-Type) در گیاه برنج تحت تنش شوری. , 1403; 17(1): 169-186. doi: 10.22069/ejcp.2024.21425.2582

بررسی الگوی بیان ژن‌ SAPK1 از گروه ژنی پروتئین کیناز (SNF1-Type) در گیاه برنج تحت تنش شوری

مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 17، شماره 1، فروردین 1403، صفحه 169-186    اصل مقاله (1.59 M)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی- پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejcp.2024.21425.2582
نویسندگان
سمیه کامروا* 1؛ نادعلی باباییان2؛ نادعلی باقری3؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی4
1دکتری اصلاح نباتات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری،
2استاد، گروه اصلاح نباتات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری،
3دانشیار، گروه اصلاح نباتات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
4استاد، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان،
چکیده
سابقه و هدف: تنش شوری تهدید بسیار جدی برای اکثر محصولات کشاورزی در سطح جهان است. برنج در جهان در رتبه دوم بعد از گندم قرار دارد و گیاهی نسبتا حساس به تنش شوری است. پروتئین کینازها یک گروه مهم از آنزیم‌های کینازی هستند که پروتئین-های هدف را با افزودن گروه‌های فسفات فسفریله می‌کنند. این آنزیم‌ها با القای پیام رشد و تکثیر در ارتباطات سلولی نقش مهمی ایفا می‌کنند. بیان ژن فرآیندی است که طی آن به وسیله اطلاعات به‌دست آمده از یک ژن، محصول کاربردی ژن سنتز می‌شود. هدف این تحقیق بررسی سطح بیان ژن SAPK1 از گروه ژنی پروتئین کیناز در گیاه برنج تحت تنش شوری سدیم کلراید با بررسی سه زمان مختلف بعد از اعمال تنش بود.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق الگوی بیان ژن SAPK1 در دو رقم متحمل (شصتک محمدی) و حساس ( IR29) گیاه برنج تحت تنش شوری با آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار بررسی شد. ارقام در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان کاشته شدند و در مرحله گیاهچه‌ای (5 الی 6 برگی) به گیاه تنش شوری در سه سطح 3، 6 و9 دسی‌زیمنس بر متر و تیمار شاهد (بدون تنش شوری) اعمال شد. سپس در سه زمان مختلف (6، 12 و 24 ساعت بعد از اعمال تنش ) نمونه برداری از برگ گیاه جهت بررسی بیان ژن صورت گرفت. نمونه‌های برگ در فریزر منفی 80 درجه سانتی‌گراد نگهداری شدند. سپس استخراج RNA و سنتز cDNA توسط کیت‌های مخصوص هر مرحله صورت گرفت و در نهایت بررسی بیان ژن با تکنیک qPCR و توسط فرمول لیواک انجام شد.
یافته‌ها: نتایج بررسی الگوی بیان ژن SAPK1 نشان داد که در هر دو رقم متحمل و حساس در سطح شوری 9 دسی‌زیمنس بر متر 24 ساعت بعد از اعمال تنش بیشترین میزان بیان ژن مشاهده گردید. در زمان‌های مختلف بعد از اعمال تنش در تیمار شاهد و سطح شوری 3 دسیزیمنس بر متر میزان بیان ژن در هر دو رقم متحمل و حساس هیچ تفاوتی با همدیگر نشان نداد و بسیار ناچیز بود. اما در سطح شوری 6 دسی‌زیمنس بر متر 6 ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس و تیمار شاهد 3 برابر افزایش داشت. در این سطح بررسی بیان ژن 12 و 24 ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن را در رقم متحمل نسبت به رقم حساس و تیمار شاهد حدود 7 برابر بیشتر شد. در سطح شوری 9 دسی‌زیمنس بر متر 6 ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس دو برابر و نسبت به تیمار شاهد 4 برابر بیشتر شد. در حالیکه 12 ساعت بعد از اعمال تنش میزان بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس حدود 5/5 برابر و نسبت به تیمار شاهد حدود 10 برابر بیشتر شد. همچنین 24 ساعت بعد از اعمال تنش نیز بیان ژن در رقم متحمل نسبت به رقم حساس 5/3 برابر بیشتر و نسبت به تیمار شاهد 11 برابر بود.
نتیجه‌گیری:این نتایج نشان داد با افزایش سطوح شوری تا 9 دسیزیمنس برمتر بیان ژن SAPK1 در گیاه برنج افزایش می‌یابد. همچنین با بررسی اثر زمان بعد از اعمال تنش بر میزان بیان ژن SAPK1 مشخص شد که در ساعات اولیه بعد از اعمال تنش، میزان بیان ژن کم اما با افزایش زمان تا 24 ساعت بیان ژن در رقم متحمل افزایش یافت. از این نتایج می‌توان در بررسی‌های مولکولی ارقام برنج جهت انتخاب متحمل‌ترین ارقام برنج به تنش شوری برای کشت در مناطق مستعد شوری استفاده نمود.
کلیدواژه‌ها
برنج؛ پروتئین کیناز؛ تنش شوری؛ حساس؛ ژن
مراجع
  1. Duning, X., Lix, Y., Song, D. & Yang, G. (2007). Temporal and Spatial dynamical simulation of groundwater characteristics in mining oasis. Science China Earth Sciences, 2, 261-273.
  2. Munns, R. and Tester, M. (2008). Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology, 59, 651-681.
  3. Mirdar Mansoori, Sh., Babaian Jolodar, N. & Bagheri, N. A. (2014). Investigating the effectiveness of yield and yield components of a number of Iranian rice cultivars and lines under salt stress. Crop Breeding Research Journal, 14, 67-83. [In Persian]
  4. Oleary, J. (2016). Adaptive Components of Salt Tolerance, Handbook of Plant and Crop physiology, Marcel Inc. 26, 78-96.
  5. Shannon, M. C. & Grieve, C. M. (2018). Tolerance of vegetable crops to salinity. Scientia Horticulturae, 78, 5-38.
  6. Lunde, C., Drew, P. D., Jacobs, A.K. & Tester, M. (2009). Exclusion of Na Via Sodium Atpase (Ppena) Ensures normal growth of physcomitrella patens under moderate salt stress. Plant Physiology, 144, 1786–1796.
  7. Marin, G., Zhang, L., Kato, M., Yamawaki, K., Asai, T., Nishikawa, F., Ikoma, Y.I. & Matsumoto, H. (2010). Effects of 1-Methylcyclopropene (1-MCP) and Ethylene on Postharvest Lignification of Common Beans (Phaseolus vulgarisL). Postharvest Biology and Technology, 58(2), 121-128.
  8. Kovach, M. , Sweeney, M.T. & Mccouch, S. R. (2017). New insights into the history of rice domestication. Tends in Genetics, 23, 578-587.
  9. Tai, S., Liu, G. S., Sun, Y. & Chen, J. (2015). Cloning and expression of calcium – dependent protein kinase (CDPK) gene family in common tobacco (Nicotiana tabacum). Agricultural Sciences in China, 12, 1448-1457.
  10. Shuai, CH., Liu, G. , Sun, Y. & Chen, J. (2015). Cloning of a Calcium-Dependent Protein Kinase Gene NtCDPK12, and Its Induced Expression by High-Salt and Drought in Nicotiana tabacum. Journal of Integrative Agriculture, 12, 1448-1457.
  11. Azad, A., Kazemi Tabar, S. K., Alamzadeh, A. & Kazemini, A. (2013). Identification and statistical analysis of cis-acting elements of female serine/threonine protein kinase initiators in maize. The first international congress and the 13th Iran genetics congress. 14, 87-103. (In Persian)
  12. Yousfi, S., Márquez, A. J., Betti, M., Araus, J. L. & Serret, M. D. (2016). Gene Expression and Physiological Responses To Salinity And Water Stress of Contrasting Durum Wheat Genotypes. Journal of Integrative Plant Biology, 54, 114-129.
  13. Telci, , Bayram, E., Yilmaz, G. & Avc, B. (2014). Variability in essential oil composition of Turkish basil (Ocimum basilicum L.). Biochemical Systematics and Ecology, 34, 489-497.
  14. Wang, W.X., Vinocur, B. & Altman, A. (2013). Plant responses to drought, salinity and extreme temperatures towards genetic engineering for stress tolerance. Planta, 218, 1-19.
  15. Dengji, L., Houping, V. & Diqiu, Y. (2018). The sucrose non-fermenting-1-related protein kinases SAPK1 and SAPK2 function collaboratively as positive regulators of salt stress tolerance in rice. BMC Plant Biology, 18, 203-221.
  16. Mirdar Mansoori, Sh., Babaian Jolodar, N. & Bagheri, N. A. (2014). Investigating the effectiveness of yield and yield components of a number of Iranian rice cultivars and lines under salt stress. Crop Breeding Research Journal, 14, 67-83. [In Persian]
  17. Saidipour, S. (2017). The effect of salinity stress on yield, concentration and distribution of some elements in different organs of two rice cultivars. Crop Physiology Journal, 9, 27-40.
  18. Livak, K. & Thomas, D. (2001). Analysis of Relative Gene Expression Data Using RealTime Quantitative PCR and the 2-ΔΔct Applied Bio systems, 25, 402-409.
  19. Roy, S. J., Negrao, S. & Tester, M. 2014. Salt resistant crop plants. Current Opinion in Chemical Biology, 26, 115-24.
  20. Lunde, C., Drew, P. D., Jacobs, A. K. & Tester, M. (2009). ״Exclusion Of Na Via Sodium Atpase (Ppena) Ensures Normal Growth Of Physcomitrella Patens Under Moderate Salt Stress. Plant Physiology Journal, 144, 1786–1796.
  21. Ohsugi, R., Hirochika, H., Ichikawa, H., Komatsu, S., Aoki, N., Nakamura, H., Hakata, M. & Asano, T. (2011). Functional characterization of os CPK21 a calcium dependent protein kinase that confers salt tolerance in rice. Plant Molecular Biology, 75,179-191.
  22. Azad, A., Kazemi Tabar, S. , Alamzadeh, A. & Kazemini, A. (2013). Identification and statistical analysis of cis-acting elements of female serine/threonine protein kinase initiators in maize. The first international congress and the 13th Iran genetics congress. 14, 87-103. [In Persian]
  23. Vijayata, S., Ajit Pal, S., Jyoti, B., Jitender, G., Jogendra, S., Vineeth, T. V. & Sharma, P. (2018). Differential expression of salt-responsive genes to salinity stress in salt-tolerant and salt-sensitive rice (Oryza Sativa L.) at seedling stage. Protoplasma, 255, 1667–1681.
  24. Calliste, D., Olga, V., Karl-Josef, D. & Dortje, G. (2014). The SNF1-type serine-threonine protein kinase SAPK4 regulates stress-responsive gene expression in rice. BMC Plant Biology, 89, 998-118.
  25. Dengji, L., Houping, V. & Diqiu, Y. (2018). The sucrose non-fermenting-1-related protein kinases SAPK1 and SAPK2 function collaboratively as positive regulators of salt stress tolerance in rice. PMC Plant Biology, 18, 203-221.
  26. Liu, X., Li, Z., Hou, Y., Wang, Y., Wang, H., Tong, X. & Zhang, J. (2019). Protein interatomic analysis of SAPKs and ABA-Inducible bZIPs revealed key roles of SAPK10 in rice flowering. Internatinoal Molecular Science Journal, 58, 875-892.
  27. Obaidul Islam, M., Hideki, K., Shuhei, S. H., Daisuke, T., Hirokazu, M. & Ryozo, I. (2019). Functional identification of a rice trehalase gene involved in salt stress tolerance. Genetics, 685, 42–49.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 497
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 452


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب