عنوان

تجزیه پروتئوم ژنوتیپ های کلزا در شرایط تنش شوری

Number

‭۲۷۶پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تجزیه پروتئوم ژنوتیپ های کلزا در شرایط تنش شوری

First Statement of Responsibility

/علی بنده حق

Name of Publisher, Distributor, etc.

: کشاورزی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۷۷‬ص‬

Text of Note

جدول، نمودار،عکس

Text of Note

چاپی

Text of Note

واژه نامه بصورت زیرنویس

Text of Note

کتابنامه ص.: ‮‭۱۷۰-۱۹۲‬

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی کشاورزی- اصلاح نباتات

Date of degree

‮‭۱۳۸۶/۱۲/۱۱‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

تنش‌های زیستی و غیرزیستی به عنوان یکی از مشکلات اصلی کشاورزی مطرح هستند .اگرچه کلزا جزو گیاهان نیمه متحمل به شوری است، ولی در بالاتر از حد آستانه و در مراحل اولیه رشد، کاهش عملکردی بیش از سایر گیاهان زراعی همردیف خود نشان می دهد .برای شناسایی مکانسیم های تحمل تنش شوری در کلزا، ‮‭۱۲‬ رقم کلزا در سیستم آبکشت تحت تیمار های شوری ارزیابی شدند .برای انتخاب دو رقم متحمل و حساس به شوری ناشی از نمک کلرور سدیم صفات فیزیولوژیک، بیوشیمایی و زراعی مورد ارزیابی قرار گرفت .برای انتخاب اولیه، سطوح شوری‮‭۰‬ ، ‮‭۱۰۰‬ و ‮‭۲۰۰‬ و در انتخاب نهایی سطوح‮‭۰‬ ، ‮‭۱۷۵‬ و ‮‭۳۵۰‬ میلی مولار مورد استفاده قرار گرفت .نتایج نشان داد که گزینش برای سرعت رشد نسبی بالاتر تحت تنش شوری می تواند یک استراتژی مناسب برای انتخاب ارقام متحمل به شوری باشد .هر چند که نسبت +/‮‭+Na‬ ‮‭K‬و غلظت پرولین نیز می توانند به عنوان شاخص های گزینش ارقام متحمل به شوری مطرح باشند .کاهش ‮‭RGR‬ در ارقام متحمل تحت تنش شوری کمتر ولی در ارقام حساس بیشتر بود .به نظر می رسد کاهش سرعت رشد نسبی، بیشتر به واسطه کاهش میزان سرعت جذب خالص صورت می گیرد .ارقام کلزا در شرایط تنش شوری جهت تنظیم اسمزی بیشتر از‮‭Na‬ + استفاده کردند .در تنش شدید، این ارقام به ویژه ارقام متحمل تجمع پرولین، علاوه از تجمع دادن‮‭Na‬ + را نشان دادند .برگ شمارة) ‮‭۲‬ از بالای بوته (دارای‮‭K‬ + بیشتر،‮‭Na‬ + کمتر و کاهش تولید ماده خشک کمتری نسبت به برگ شمارة ‮‭۳‬ بود .جذب کمتر‮‭Na‬ +و انباشتن آن در برگهای پیر و در مقابل، جذب بیشتر‮‭K‬ + و انتقال آن به برگهای جوان از مکانیسم های تحمل شوری در کلزا به شمار می رود .گلایسن بتائین نقش تعیین کننده ای در تحمل نداشت .بر اساس نتایج آزمایش های مرحله اول، ‮‭Sarigol‬ و ‮‭Hyola ۳۰۸‬ بترتیب بعنوان ارقام حساس و مقاوم انتخاب شدند .پروتئین برگهای شماره ‮‭۲‬ و ‮‭۳‬ این ارقام) تحت تنش‮‭۰‬، ‮‭۱۷۵‬ و ‮‭۳۵۰‬ میلی مولار (مورد تجزیه پروتئوم قرار گرفتند .بر اساس تجزیه پروتئوم برگهای شمارة ‮‭۲‬ و ‮‭۳‬ دو رقم، حدود ‮‭۹۰۰‬ نقطه پروتئینی تکرار دار توسط نرم افزار ‮‭Melanie ۴‬ شناسایی شد از حدود ‮‭۹۰۰‬ لکه پروتئینی شناسایی شده، ‮‭۱۰۴‬ نقطه پروتئینی معنی دار در ژل های مقدماتی) که با آبی کماسی رنگ آمیزی شده بودند (مشخص و جداسازی شدند .لکه های پروتئینی با استفاده از اسپکترومتری جرمی و به روش ‮‭MALDI TOF/TOF MS‬ تجزیه شدند .تعداد پروتئین پاسخ دهنده به تنش شوری در رقم ‮‭Hyola ۳۰۸‬ و ‮‭Sarigol‬ بترتیب برابر ‮‭۶۰‬ و ‮‭۴۴‬ عدد بود .بیشتر بودن تعداد پروتئین های پاسخ دهنده به تنش در رقم متحمل بیانگر این بود که این رقم با دخالت دادن پروتئین های مختلف و بیشتر تحت تنش شوری عکس العمل بهتری نسبت به رقم حساس جهت حفظ رشد خود داشت .تحت تنش شوری پروتئین های بیشتری در برگ شمارة ‮‭۲‬ نسبت به برگ ‮‭۳‬ عکس العمل نشان دادند .این موضوع بیانگر فعال تر بودن برگ شماره ‮‭۲‬ است .پاسخ گیاه به تنش شوری شدید بیش از شوری متوسط بود .چرا که تعداد پروتئین های پاسخ دهنده در تنش شدید ‮‭۳‬ برابر شوری متوسط بود .تنش شوری در برگهای جوانتر رقم حساس نمود بیشتری داشت .همچنین تعداد پروتئین های پاسخ دهنده به تنش در برگ ‮‭۲‬ رقم حساس کمتر از رقم متحمل بود .گروهبندی پروتئین های پاسخ دهنده نشان داد که از لحاظ ایجاد حساسیت و یا تحمل، عملکرد برگ شمارة ‮‭۲‬ تعیین کننده تر از برگ ‮‭۳‬ بود .دفاع در برابر تنش اکسایشی ناشی از تنش شوری، بوسیله پروتئین های‮‭Zn SOD - Cu‬و ‮‭type ۲ peroxiredoxin‬ صورت می گیرد .رقم متحمل،‮‭Hyola ۳۰۸‬ ، دفاع در برابر تنش اکسایشی را بهتر از رقم حساس انجام داده بود .از ‮‭۱۸‬ پروتئین شناسایی شده، ‮‭۱۶‬ پروتئین در فرایند فتوسنتز و متابولیسم کربن حضور داشتند .رقم ‮‭Hyola ۳۰۸‬ در طی تنش سیستم های فتوسنتزی و متابولیسم کربن خود را پایدارتر نگه داشت .پروتئین های ‮‭TIM‬ در رقم حساس نسبت به رقم متحمل کاهش بیشتری داشت و همچنین در برگ جوان) برگ ‮‭۲)‬ بیان کمتری نسبت به برگ پیر) برگ ‮‭۳)‬ نشان داد .این موضوع این نظریه را که تنش، فتوسنتز و متابولیسم کربن را در رقم حساس نسبت به رقم مقاوم و همچنین در برگ جوان نسبت به پیر در رقم حساس را بیشتر تحت تاثیر قرار می دهد، تایید می کند .تنش شوری یکی از اجزای مهم ماشین فتوسنتز، یعنی چرخش اکسیژن و کمپلکس فتوسیستم ‮‭II‬ را بشدت تحت تاثیر قرار می دهد و از این رو، در پیری برگها و احتمالا مرگ تدریجی سلولی مشارکت خواهد داشت .چون پروتئین ‮‭Oxygen evolving photosystem II protein‬ فقط در رقم مقاوم ‮‭Hyola ۳۰۸‬ تحت تنش شوری بیان داشت و بقیه پروتئین های این گروه تحت تنش شوری در برگهای رقم حساس ‮‭Sarigol‬ کاهش بیان نشان دادند.

Text of Note

Soil salinity is a major constraint to agricultural production worldwide. Although canola (Brassica napus) is a moderately salt tolerant species, its growth, seed yield, and oil production is markedly reduced under salt stress particularly during early vegetative growth stage. In this study, response of 12 canola cultivars to NaCl salinity (0, 125 and 250 mM NaCl in preliminary experiments and 0, 175 and 350 mM NaCl in finall selection) was studied in hydroponic culture system. Plant growth parameters, third leaf water status, solute concentration in the cell sap, and their contribution in osmotic adjustment were measured. The relative growth rate (RGR) of three cultivars (Hyola308, SW5001 and Olga) was slightly reduced by salinity, whereas that of others was largely reduced. Net assimilation rate (NAR) and leaf area ratio (LAR) were significantly reduced by salinity with greater effect on NAR. Under salinity stress, decreased osmotic potential and increased osmotic adjustment were accompanied by an enhanced Na+ of leaves. Analysis of variance revealed tolerant genotypes had low Na+ content and high K+/Na+ ratio during salinity stress. Glycine betaine had low contribution to osmotic potential and non-significant differences were observed among the cultivars for Glycine betaine content. To identify the mechanisms of salt responsiveness in canola, we studied the proteome of second (L2) and third (L3) newly developed leaves of selected salt tolerant, Hyola308, and susceptible, Sarigol, cultivars of canola under 0, 175 and 350 mM NaCl during vegetative stage. A higher Na content and growth reduction was observed in L3 compared to L2 and sensitive compare to tolerant genotype. Out of 900 protein spots reproducibly detected on 2-DE gels, 104 spots showed significant response to salt treatments compared to 0 mM NaCl. Of them, 60 and 44 proteins were differential expressed in tolerant compared to susceptible genotype suggesting more active proteome response in tolerant plant. The number of responsive proteins was three folds higher under 350 mM compare to 175 mM NaCl which may reflect the contribution of proteome changes in plant adaptation to elevated salt concentration. Cluster analysis based on expression level for total and responsive proteins indicated that L2 had discrimination role between two genotypes in both salinity levels. Using MALDI TOF/TOF MS, we have identified eighteen proteins involved in oxidative stress, energy production, electron transport and photosynthesis. The major ROS detoxification pathways of plants include SOD, found in almost all cellular compartments. In response to salinity, the abundance of the chloroplastic Cu-Zn SOD decreased in sensitive cultivar, Sarigol, but not in tolerant one, Hayola. It is possible that the loss of this protein in salt-stressed leaves of Sarigol reflects a high level of hydroxyl radical production in the chloroplasts of this cultivar. The 2-Cys peroxiredoxin detoxification pathway represents an alternative water/water cycle to ascorbate peroxidase-dependent water-water cycle in plant chloroplast. The presence of this protein in L2 of Hayola may reflect the role of this protein in conferring salinity tolerance. Oxygen-evolving proteins, are among the most important protein for oxygen evolution and photosystem II (PSII) stability. We identified six proteins corresponding to the oxygen-evolving proteins, whose amounts were decreased upon salt treatment in L2 and L3 of sensitive genotype, Sarigol. These results indicate that salt drastically affects an important component of the photosynthetic machinery, namely the oxygen evolution and PSII complex, thus contributing to the foliar senescence and possibly the programmed Cell Death. The expression of two Triosephosphate isomerases also decreased in sensitive line compare to tolerant one or young leaf (L2) compare to older leaf which further confirm the hypothesis that stress will severely affect photosynthesis and carbon metabolism of sensitive compared to tolerant genotype. The tolerant genotype, Hayola, could maintain its oxidative stress defense, Photosynthesis and carbon metabolism systems during salt stress. The salt stress was more pronounce in younger and more active leaf (L2) of sensitive cultivar.

Glycine betaine, K+/Na+

Oxidative stress

Proline

Rapeseed

Salt stress

بنده حق، علی

تورچی، محمود، استاد راهنما

حسینی سالکده، قاسم، استاد راهنمای همکار

محمدی، ابوالقاسم، استاد مشاور

چاپارزاده، نادر، استاد مشاور همکار

نمایه‌سازی قبلی