تاثیر کمبود آهن بر بیان ژن های کد کننده فاکتور های رونویسی WRKY1، bZIP56 و NAM-B1 در گندم نان (Triticum aestivum L.)

گندم نان (Triticum aestivum L.) یکی از مهم ترین محصولات تغذیه ای در سراسر جهان می باشد. گندم نیز مانند سایر گیاهان زراعی در طول دوره رشد با محدودیت های محیطی زیادی مواجه است که از جمله این محدودیت ها می توان به کمبود آهن در خاک اشاره کرد. آهن یکی از عناصر کم مصرف ضروری در گیاهان است که به عنوان  کوفاکتور کاتالیزوری در چندین فرایند کلیدی از جمله فتوسنتز و تنفس نقش دارد.

به منظور مطالعه الگوی بیان ژن های کد کننده فاکتور های رونویسی WRKY1، bZIP56 و NAM-B1 تحت شرایط کمبود آهن در گندم نان، آزمایشی بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه اجرا شد. ارقام پیشتاز (آهن-کارا) و فلات (آهن-ناکارا) گندم نان در شرایط کمبود و کفایت آهن (به ترتیب کمتر از 1/5 و پنج میلی گرم آهن در کیلوگرم خاک) کشت و نمونه برداری از برگ و ریشه گیاهان در دو مرحله رویشی (یک ماه پس از جوانه زنی) و زایشی (30 درصد سنبله دهی) انجام گرفت. بیان نسبی ژن های کد کننده فاکتورهای رونویسی مذکور تحت شرایط کمبود آهن نسبت به شرایط کفایت آن با استفاده از روش Real time PCR اندازه گیری شد.

بر اساس نتایج حاصل از تحقیق، بیان نسبی ژن کد کننده عامل رونویسی WRKY1 در ریشه هر دو رقم آهن-کارا (پیشتاز) و آهن-ناکارا (فلات) در مرحله رویشی به میزان قابل توجهی افزایش یافت. بیشترین میزان افزایش بیان نسبی ژن های کد کننده عوامل رونویسی bZIP56 و NAM-B1 به ترتیب در برگ و ریشه رقم آهن-کارا پیشتاز در مراحل رویشی و زایشی مشاهده شد. همچنین میزان بیان ژن bZIP56 در ریشه رقم آهن-ناکارا در هر دو مرحله رشدی بطور قابل توجهی افزایش یافت.

با توجه به افزایش بیان نسبی ژن WRKY1 در برگ و ریشه هر دو رقم در مرحله رویشی، احتمالا این ژن در فعال سازی و القای بیان ژن های دخیل در جذب و انتقال آهن در اوایل مراحل رشدی گندم نان مشارکت دارد. همچنین افزایش بیان نسبی ژن bZIP56 در ریشه هر دو رقم در مرحله زایشی نشان می دهد احتمالا این ژن در فعال سازی رونوشت برداری ژن های دخیل در جذب آهن از خاک در انتهای مراحل رشدی گیاه (مرحله پر شدن دانه) دخالت دارد.