ارزیابی کیفیت پروتئین های ذخیره ای دانه در برخی از ارقام کمی و کیفی برنج (Oryza sativa L.)

سابقه و هدف:

 برنج منبع مناسبی از انرژی محسوب می شود و از بین پروتیین های گیاهی بالاترین کارایی را برای ارزش غذایی پروتیین به خود اختصاص داده است. این درحالی است که محتوای پروتیین آن در مقایسه با سایر غلات نسبتا پایین می باشد. پروتیین های ذخیره ای دانه برنج شامل آلبومین و گلبولین در لایه آلیورون و پروتیین های پرولامین و گلوتلین در آندوسپرم دانه می باشند. بنابراین طی فرایند سفید کردن دانه برنج پروتیین های آلبومین و بخشی از گلوبولین در جداسازی سبوس آن حذف می گردند. باتوجه به اهمیت مصرف دانه برنج در رژیم غذایی، در این تحقیق کیفیت پروتیین های ذخیره ای دانه در یک جمعیت اصلاحی کمی و کیفی برنج شامل دو رقم جدید موتانت روشن و شهریار و والد آن ها (به ترتیب ارقام نعمت و آمل3) به همراه رقم کیفی سنگ طارم و دو واریته مختلف برنج با رنگ دانه قهوه ای و سیاه مورد مطالعه قرار گرفت.

ارزیابی خصوصیات کیفی پروتیین های دانه بر اساس قابلیت انحلال آن ها (برای پروتیین های آلبومین، گلوبولین، پرولامین و گلوتلین) و همچنین بر اساس الگوی باندی پروتیین های دانه انجام شد. کمیت سنجی پروتیین های ذخیره ای با استفاده از معرف برادفورد و کمیت سنجی زیرواحدهای آن ها نیز با آنالیز دنسیتومتری صورت گرفت.

نتایج این مطالعه نشان داد که اختلاف معنی داری برای میزان پروتیین های ذخیره ای در ژنوتیپ های مختلف دانه برنج وجود دارد. بطوریکه ارقام سنگ طارم و روشن بیشترین میزان پروتیین آلبومین را به خود اختصاص داده بودند (به ترتیب 53/19 و 40/22 میلی گرم بر گرم). این درحالی بود که واریته دانه قهوه ای با کمترین میزان پروتیین آلبومین و گلوبولین و بیشترین میزان پروتیین های گلوتلین و پرولامین بیشترین میزان پروتیین کل را به خود اختصاص داده بود (43/1640 میلی گرم بر گرم).ارزیابی الگوی باندی پروتیین های ذخیره ای نیز نشان داد که این الگوی باندی به جز در ارقام موتانت روشن (kDa 60) و شهریار (kDa 13) در دیگر در ژنوتیپ های مختلف مورد ارزیابی یکسان و مشابه بود. آنالیز دنسیتومتری زیرواحدهای پروتیینی نیز نشان داد که بیشترین میزان زیرواحدهای گلوتلین در رقم سنگ طارم و کمترین آن در رقم شهریار و واریته دانه قهوه ای وجود دارد. همچنین بیشترین میزان زیرواحدهای پرولامین نیز در رقم سنگ طارم و واریته دانه قهوه ای و کمترین آن در رقم شهریار مشاهده شد. بطوریکه رقم شهریار توانسته بود بیشترین میزان پروتیین گلوتلین به پرولامین را به خود اختصاص دهد.

نتایج این تحقیق نشان داد که اگرچه پروفایل پروتیین های دانه در واریته های مختلف کمی و کیفی برنج یکسان و مشابه است، اما این الگو در دو رقم موتانت روشن و شهریار متفاوت می باشد، بطوریکه عدم بیان زیرواحدهای kDa 60 پروگلوتلین و زیرواحد kDa 13 پرولامین می توانند به عنوان مارکرهای پروتیینی به ترتیب در دو رقم روشن و شهریار مورد استفاده قرار گیرند. همچنین این نتایج نشان داد که اگرچه بین زیرواحدهای پروتینی و میزان پروتیین های ذخیره ای ارتباط معنی داری وجود دارد، اما بین پروتیین های ذخیره ای با ارقام مختلف کمی و کیفی برنج ارتباط معنی داری حاصل نشد، بنابراین به نظر می رسد که احتمالا اصلاح کیفیت پروتیین های دانه محدودیتی را برای اصلاح ارقام جدید برنج با خصوصیات کمی و کیفی مطلوب ایجاد نخواهد کرد.