دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایران مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 2228-6705 12 3 2020 10 22 Evaluation of gama-aminobutyric acid (GABA) biosynthetic pathway in chickpea under cold stress ارزیابی مسیرهای بیوسنتز گاما آمینو بوتریک اسید (GABA) در نخود زراعی (Cicer arietinum L.) تحت تنش سرما 1 24 2731 10.22103/jab.2020.15694.1221 FA سعید امینی دانش آموخته دکتری پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج دانشگاه تهران رضا معالی امیری پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج دانشگاه تهران Journal Article 2020 06 07 <strong>Objective</strong> <br />Metabolic adaptation to cold stress plays an important role in the growth, survival and yield of crops. Gamma aminobutyric acid (GABA) as an osmolyte may take part in counteracting the oxidative stress induced by cold stress in chickpea. <br />  <br /><strong>Material and methods</strong> <br />In this experiment, content of Putrescine (Put),GABA, Hydrogen Peroxide (H₂O₂), activity of Diamine Oxidase (DAO) andrelative expression ofGlutamate Gecarboxylase1 (GAD1)gene in cold-tolerant (Sel96th11439) and cold-sensitive (ILC533) chickpea (Cicer arietinum L.) genotypes under cold stress (4°C)as a factorial experiment in a Completely Randomized Designwere studied. <br />  <br /><strong>Results</strong> <br />In tolerant genotype H₂O₂content after a significant increase on the first day of cold stress decreased significantly on the sixth day of cold stress compared to control conditions (up to 4.7%) while its accumulation was observed in sensitive genotype (up to 50%). These results indicated a relative acclimation to cold stress in tolerant genotype. Under cold stress, GABA and Put contents in tolerant genotype was higher compared to sensitive genotype (up to 14% and 35%, respectively). Under cold stress, in tolerant genotype increasing GABA content was accompanied with an increase in DAO activity and relative expression of GAD1 gene as biosynthetic pathways of this metabolite (up to 3- and 17-fold, respectively). The maximum activity of these two pathways was observed in tolerant genotype on the sixth day of cold stress. <br />  <br />            <strong>Conclusions</strong> <br />Under cold stress, the accumulation of GABA in tolerant genotype led to reduced cell damage (H₂O₂ results) and improved cold tolerance. These indices were useful in assessment of chickpea genotypes under cold stress and breeding programs. <strong>هدف: </strong>سازگاری متابولیکی گیاهان به تنش سرما نقش مهمی در رشد، بقا و عملکرد گیاهان زراعی دارد. گاماآمینوبوتریک اسید (GABA) به­ عنوان اسمولیت احتمالا در جهت مقابله با تنش اکسیداتیو القا شده توسط سرما مشارکت دارد.<br /> <strong>روش:</strong> در این پژوهش میزان GABA، پوتریسین(Put)، پراکسیدهیدروژن (H₂O₂)، فعالیت آنزیم دی‌آمین‌اکسیداز (DAO) و بیان نسبی ژن‌ گلوتامات دکربوکسیلاز (GAD1) (موثر در بیوسنتز GABA) در دو ژنوتیپ متحمل (Sel96th11439) و حساس (ILC533) نخود زراعی (Cicer arietinum L.) تحت تنش سرما چهار درجه سلسیوس به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی مطالعه شد.<br /> <strong>نتایج:</strong>در ژنوتیپ متحمل میزان H₂O₂ پس از افزایش معنی‌دار در روز اول تنش، در روز ششم کاهش معنی‌داری در مقایسه با شاهد نشان داد (بیش از 7/4 درصد در حالی‌که تجمع آن در ژنوتیپ حساس مشاهده شد (تا50 درصد)<strong>، </strong>نتایجی که بیانگر سازگاری نسبی به سرما در ژنوتیپ متحمل بود. تحت تنش سرما میزان متابولیت‌هایGABA و  Putدر ژنوتیپ متحمل به ترتیب تا 14 و 35 درصد بیشتر از ژنوتیپ حساس بود. بهموازات افزایش میزان GABA تحتتنشسرما، در ژنوتیپ متحمل فعالیت آنزیم DAO و بیان نسبی ژن <em>GAD1</em>به‌عنوان مسیرهای بیوسنتز این متابولیت افزایش معنی­دارییافت (به ترتیب تا 3 و 17 برابر). حداکثر فعالیت این دو مسیر در ژنوتیپمتحملدرروزششم پسازتنشسرمامشاهدهشد.<br /> <strong>نتیجه­گیری:</strong> تحت تنش سرما تجمع GABA در ژنوتیپ متحمل منجر به کاهش آسیب سلولی (نتایج H₂O₂) و بهبود درجه تحمل نخود به سرما شد. چنینشاخص­هاییدرارزیابیژنوتیپ­هاینخودتحتتنش سرما موثر بوده و بکارگیریآنهادربرنامه‌هایبه‌نژادیمفیداست<strong>.</strong> https://jab.uk.ac.ir/article_2731_1d1e62ea8de79f37b037ef007d651752.pdf