دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایران مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 2228-6705 15 1 2023 03 21 Investigation of expression pattern for some genes related to antioxidant activities in promising genotypes of barley under salinity stress conditions بررسی الگوی بیان برخی از ژن‌های مرتبط با فعالیت آنتی اکسیدانتی در ژنوتیپ‌های امیدبخش جو تحت شرایط تنش شوری 43 60 3700 10.22103/jab.2022.20336.1435 FA امید جدیدی گروه بیوتکنولوژی و بهنژادی گیاهی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران علیرضا اطمینان گروه بیوتکنولوژی و به نژادی گیاهی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران رضا عزیزی نژاد گروه بیوتکنولوژی و به نژادی گیاهی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. علیرضا پورابوقداره موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران. آسا ابراهیمی گروه بیوتکنولوژی و به نژادی ، واحد علوم و تحقیقات ، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران ، ایران. Journal Article 2022 11 12 Objective Salinity stress is one of the most important environmental stresses that significantly has negative effects on plant growth and crop production all over the world. Among cereal crops, barley (Hordeum vulgar L.) is the most tolerate cereal to abiotic stresses, especially to salinity stress. In the present study, to evaluate the molecular response of some promising genotypes of barley to salinity stress, the expression patterns of APX, GPX, SOD, Rbohf1, and Rbohf2 genes were assessed under two control and salt stress conditions. Materials and methods In this study, the effect of salt treatment (200 mM NaCl) on relative expression patterns of APX, GPX, SOD, Rbohf1, and Rbohf2 genes in a set of six promising genotypes of barley along with a local cultivar as the reference genotype (cv. Mehr) was evaluated. The experiment was conducted in a randomized complete block design in two environments (normal and saline stress) under controlled glasshouse conditions using a hydroponic system. After seedling establishment and applying stress treatment (21-days), plants were subjected to sampling and the relative expression for targeted genes was estimated as proposed by Pfaffl (2001). Results According to the results, a significant difference was observed between control and salt treatments, as well as, among tested barley genotype in terms of all investigated genes. Salt treatment significantly increased expression of Rbohf1, APX, GPX, Rbohf2, and SOD by 6.80, 4.51, 4.26, 2.76, and 2.72-fold compared to control treatment, respectively. A comparison of the expression patterns of studied genes revealed that promising genotypes G6 and G7 showed better tolerance against oxidative stress induced by salt treatment and revealed an acceptable tolerance to salinity stress. Conclusions Our results revealed that the genotypes G6 and G7 due to their genetic background have a high potential to the regulation of their antioxidant system. Hence, these genotypes can be used as ideal candidates for supplementary studies and even participate in adaptability and stability trials to release as commercial cultivars tolerant to salt stress. هدف: تنش شوری یکی از مهمترین تنشهای محیطی است که اثرات نامطلوب گسترده ای بر رشد و نمو گیاهان و بهرهوری محصولات کشاورزی در جهان دارد. در بین غلات، جو (Hordeum vulgar L.) دارای بیشترین میزان تحمل به تنشهای غیر زیستی به ویژه شوری میباشد. در این تحقیق به منظور ارزیابی پاسخ مولکولی برخی از ژنوتیپهای امیدبخش جو به تنش شوری، الگوی بیان ژنهای APX، GPX، SOD، Rbohf1 و Rbohf2 در دو تیمار عدم تنش و تنش شوری مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روشها: در این مطالعه اثر تیمار شوری (mM NaCl 200) بر تغییرات الگوی بیان ژنهای APX، GPX، SOD، Rbohf1 و Rbohf2 در شش ژنوتیپ امیدبخش جو به همراه رقم مهر (به عنوان شاهد) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی و در دو محیط نرمال و تنش شوری در شرایط کنترل شده گلخانه و با استفاده از سیستم کشت هیدروپونیک به اجرا درآمد. پس از استقرار گیاهچهها و اعمال دوره تنش (21 روز)، نمونهبرداری از بافت برگ انجام و میزان بیان نسبی هر یک از ژنها در هر دو شرایط رشدی با استفاده از روش(2001) Pfaffl اندازهگیری شد. نتایج: با توجه به نتایج به دست آمده اختلاف معنیداری بین تیمارهای عدم تنش و تنش شوری و همچنین بین ژنوتیپهای ارزیابی شده از نظر بیان نسبی ژنهای مورد مطالعه مشاهده شد. تیمار شوری به طور معنیداری موجب افزایش بیان هر یک از ژنهای Rbohf1، APX، GPX، Rbohf2 و SOD به ترتیب به میزان 80/6، 51/4، 26/4، 76/2 و 72/2 برابر نسبت به تیمار عدم تنش شد. مقایسه الگوی بیان ژنهای ارزیابی شده در ژنوتیپهای مختلف نشان داد دو ژنوتیپ G6 و G7 دارای واکنش بهتری از نظر پاسخ به تنش اکسیداتیو ایجاد شده به واسطه تیمار شوری و در نتیجه تحمل قابل قبولی در برابر تنش شوری بودند. نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده از این مطالعه مشخص شد ژنوتیپهای G6 و G7 بواسطه زمینه ژنتیکی خود قابلیت بالایی در تنظیم بیان ژنهای مرتبط با سیستم آنتیاکسیدانتی دارند. از اینرو این ژنوتیپها میتواند به عنوان کاندید مناسبی برای بررسیهای تکمیلی و استفاده در آزمایشات سازگاری و پایداری جهت معرفی ارقام متحمل به تنش شوری مورد توجه قرار گیرد.

https://jab.uk.ac.ir/article_3700_f92586a25bb3145facd64ab20fd554ff.pdf