نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

• صبا مخلصیان ¹
• رحیم حداد ²
• قاسمعلی گروسی ²
• مریم قنادنیا ³

¹ دانشجوی کارشناسی‌ارشد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه بین‌‌المللی امام خمینی(ره)، قزوین

² دانشیار گروه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه امام خمینی (ره) قزوین

³ عضو گروه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه امام خمینی (ره) قزوین

چکیده

تنش­های غیرزیستی مختلف در گیاهان منجر به تولید بیش از حد گونه­های اکسیژن فعال (ROS) و باعث آسیب به پروتئین­ها، چربی­ها، کربوهیدرات­ها و DNA می­شود. برای مقابله با تنش­ اکسیداتیو در گیاهان دفاع آنتی­اکسیدانی مانند کاتالاز و آسکوربیت پراکسیداز برای محافظت از گیاهان فعالیت می­کند. سیلیکون دومین عنصر رایج موجود در خاک است که دارای اثرات مفیدی در افزایش تحمل به تنش خشکی در گیاهان می­باشد. بدین منظور اثر ناشی از تنش خشکی در بیان نیمه­کمی ژن­های کاتالاز و آسکوربیت­پراکسیداز و فعالیت آنزیمی آنها در دو لاین گیاه جو دو ردیفه (Hordeum vulgare L.) 20315-CB (مقاوم) و 20213CB- (حساس) در مرحله پنجه­دهی در گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و سه تیمار شاهد، خشکی و سیلیکون –خشکی (2میلی­مولار سیلیکات­سدیم/ کیلوگرم خاک) اجرا شد. آنالیز نیمه­کمی RT-PCR اختلاف معنی­داری را بین تیمارها نشان داد. بیشترین میزان بیان ژن کاتالاز و آسکوربیت پراکسیداز در تیمار سیلیکون-خشکی مشاهده شد. نتایج نشان داد در هر دو رقم کاربرد سیلیکون، فعالیت آنزیم­های ضد­اکسنده را تحت شرایط تنش خشکی افزایش می­دهد. با توجه به نتایج حاصل از این مطالعه به نظر می­رسد که سیلیکون احتمالا در تغییرات فیزیولوژیکی و متابولیکی جهت افزایش مقاومت به خشکی در گیاهان نقش داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

• آنزیم‌های ضداکسنده
• سیلیکون
• تنش اکسیداتیو
• بیان ژن

20.1001.1.22520783.1393.4.8.2.0

موضوعات

• بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

عنوان مقاله [English]

Study of the Enzymatic Response and Relative Gene Expression of Catalase and Ascorbate Peroxidase to Drought Stress in Barley Plant under Silicon Effect

نویسندگان [English]

• Saba Mokhlesian ¹
• Raheem Haddad ²
• Ghasemali Garoosi ²
• Maryam Ghannadnia ³

¹ M.Sc. Student, Department of Agricultural Biotechnology, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.

² Associate Professors, Department of Agricultural Biotechnology, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.

³ Assistant Professor, Department of Agricultural Biotechnology, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.

چکیده [English]

Various abiotic stresses lead to the overproduction of reactive oxygen species (ROS) in plants and cause to damage to proteins, lipids, carbohydrates and DNA. Antioxidative enzymes such as catalase and ascorbate peroxidase are activated to protect the plants against oxidative stress.Silicon is the second most common element in soil that has beneficial effects in improving plants tolerance to drought stress.Accordingly, the effects of drought stress on semi-quantitative gene expression and enzymatic activities of both catalase and ascorbate peroxidase were investigated in two lines of two-row barley named CB-20315 (resistant) and CB-20213 (sensitive) in tillering stage in a greenhouse. The experiment was performed in a completely randomized design with three replications for three treatments of control, drought and silicon-drought (sodium silicate 2 mg / 1 kg), and analyzed in factorial experiment. RT-PCR semi-quantitative analysis revealed significant differences between treatments. The highest level of gene expression was observed for both enzymes in the silicon-drought treatment. The data showed that silicone application affect antioxidant enzymes activity to increase in both studied lines under drought stress. According to the results of this study it might be concluded that silicon participate in physiological and metabolic changes to enhance plants tolerance to drought stress.

کلیدواژه‌ها [English]

• Antioxidant Enzymes
• Silicon
• oxidative stress
• Gene expression