بررسی تاثیر افزایش محتوی ژنومیک DNA بر بیان ژن کاتالاز و میزان مقاومت به شوری در دو رقم نیشکر

نیشکر (Saccharum officinarum L.) یک گیاه صنعتی است که بیش از 70 درصد شکر تولید شده در سراسر جهان از آن استخراج می شود. شوری در بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک جهان به عنوان یک مشکل اساسی و عامل محدود کننده رشد، کیفیت و عملکرد محصولات زراعی از جمله نیشکر محسوب می شود. دست ورزی در محتوای کروموزوم گونه های گیاهی به علت تاثیر آن در برخی از ویژگی های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و ایجاد تنوع ژنتیکی، یکی از روش های توانمند اصلاح نباتات محسوب می شود. هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر سطوح مختلف موتاژن کلشی سین بر تغییر در محتوای DNA و بررسی تاثیر افزایش محتوای DNA بر میزان رونویسی از ژن کاتالاز می باشد.

در این آزمایش ریشه گیاهچه های نیشکر در دو رقم 48CP و 69CP با ماده کلشی سین (غلظت های صفر، 100، 200 و 400 میلی گرم بر لیتر) در مدت زمان های 8، 24 و 48 ساعت تیمار شدند. سپس گیاهان از نظر خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی مورد بررسی قرار گرفتند. پس از یک ماه از تیمار گیاهان با کلشی سین، گیاهان رشد کرده از پنجه زنی، در دو شرایط تنش شوری (200میلی مولار نمک) و نرمال قرار گرفتند. پس از اعمال تنش، در گیاهانی که بر اساس تعداد و اندازه روزنه احتمال تغییر در محتوی ژنتیکی می رفت با استفاده از دستگاه فلوسایتومتری محتوی ژنتیکی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین جهت بررسی الگوی بیان ژن کاتالاز (CAT2)، نمونه برداری برگ در فاصله 24 ساعت پس از اعمال تنش شوری، از گیاهان شاهد و تحت تنش انجام شد.

نتایج نشان داد که میزان زنده مانی، ارتفاع و تراکم روزنه ها با افزایش غلظت کلشی سین و مدت زمان اعمال تیمار، کاهش می یابد. درحالی که اندازه روزنه ها با افزایش غلظت کلشی سین و مدت زمان اعمال تیمار افزایش پیدا می کند. بیان ژن کاتالاز در گیاهان تحت تنش شوری در هر دو رقم 48CP و 69CP افزایش معنی داری پیدا کرد. بیان این ژن درگیاهان رقم 69CP تحت تیمار کلشی سین نیز افزایش پیدا کرد و در غلظت 200 میلی گرم بر لیتر کلشی سین این افزایش بیان معنی دار بود. در حالی که در رقم 48CP تاثیر تیمار کلشی سین غیرمعنی دار بود.

 در مجموع بر اساس نتایج این تحقیق، احتمالا افزایش محتوی ژنتیکی در نیشکر می تواند مقاومت به شوری را بهبود دهد.