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

هدف: نیشکر (Saccharum officinarum L.) یک گیاه صنعتی است که بیش از ۷۰ درصد شکر تولید شده در سراسر جهان از آن استخراج می­شود. 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 می­شود. دست­ورزی در محتوای کروموزوم گونه­های گیاهی به علت تاثیر آن در برخی از ویژگی­های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و ایجاد تنوع ژنتیکی، یکی از روش­های توانمند اصلاح نباتات محسوب می­شود. هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر سطوح مختلف موتاژن کلشی­سین بر تغییر در محتوای DNA و بررسی تاثیر افزایش محتوای DNA بر میزان رونویسی از ژن کاتالاز می­باشد. مواد و روش ها: در این آزمایش ریشه گیاهچه­های نیشکر در دو رقم ۴۸CP و ۶۹CP با ماده کلشی­سین (غلظت­های صفر، ۱۰۰، ۲۰۰ و ۴۰۰ میلی­گرم بر لیتر) در مدت زمان­های ۸، ۲۴ و ۴۸ ساعت تیمار شدند. سپس گیاهان از نظر خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی مورد بررسی قرار گرفتند. پس از یک ماه از تیمار گیاهان با کلشی­سین، گیاهان رشد کرده از پنجه­زنی، در دو شرایط تنش شوری (۲۰۰میلی­مولار نمک) و نرمال قرار گرفتند. پس از اعمال تنش، در گیاهانی که بر اساس تعداد و اندازه روزنه احتمال تغییر در محتوی ژنتیکی می­رفت با استفاده از دستگاه فلوسایتومتری محتوی ژنتیکی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین جهت بررسی الگوی بیان ژن کاتالاز (CAT۲)، نمونه­برداری برگ در فاصله ۲۴ ساعت پس از اعمال تنش شوری، از گیاهان شاهد و تحت تنش انجام شد. نتایج: نتایج نشان داد که میزان زنده­مانی، ارتفاع و تراکم روزنه­ها با افزایش غلظت کلشی­سین و مدت زمان اعمال تیمار، کاهش می­یابد. درحالی که اندازه روزنه­ها با افزایش غلظت کلشی­سین و مدت زمان اعمال تیمار افزایش پیدا می­کند. بیان ژن کاتالاز در گیاهان تحت تنش شوری در هر دو رقم ۴۸CP و ۶۹CP افزایش معنی­داری پیدا کرد. بیان این ژن درگیاهان رقم ۶۹CP تحت تیمار کلشی­سین نیز افزایش پیدا کرد و در غلظت ۲۰۰ میلی­گرم بر لیتر کلشی­سین این افزایش بیان معنی­دار بود. در حالی که در رقم ۴۸CP تاثیر تیمار کلشی­سین غیرمعنی­دار بود. نتیجه گیری: در مجموع بر اساس نتایج این تحقیق، احتمالا افزایش محتوی ژنتیکی در نیشکر می­تواند مقاومت به شوری را بهبود دهد.