اثر اسید سالیسیلیک بر رونوشت برداری از ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز در سیب‌زمینی (.Solanum tuberosum L) رقم آگریا تحت تنش شوری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز

2 دانشیار گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز

3 گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

4 استادیار گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه

10.22077/escs.2019.1847.1436

چکیده

تنش شوری، یک تنش محیطی است که رشد و نمو گیاهان و تولید محصولات کشاورزی ازجمله سیب‌زمینی را در بیشتر نقاط جهان متأثر می‌سازد. بحران زیست‌محیطی دریاچه ارومیه و اثرات منفی آن بر زمین­های کشاورزی اطراف این دریاچه به‌عنوان یک تهدید جدی برای تولید بسیاری از محصولات مهم و اقتصادی کشاورزی همچون سیب­زمینی محسوب می­شود. گلایسین بتائین در اکثر گیاهان به‌عنوان یک ماده غیر سمی باعث افزایش تحمل گیاهان به شرایط نامناسب تنش­های شوری و خشکی می­گردد. مطالعات زیادی در مورد چگونگی دخالت سالیسیلات­ها در واکنش گیاهان به تنش­های غیرزنده محیطی از قبیل تابش ماورای بنفش، خشکی، شوری و سرمازدگی انجام یافته است. در این تحقیق، تأثیر تنش شوری (کلرید سدیم) و تیمار اسید سالیسیلیک بر بیان ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز (LOC102601322) به روش RT-PCR نیمه کمی در گیاهچه­های سیب‌زمینی رقم اگریا در محیط کشت MS بررسی شد. برای این منظور، آزمایشی به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و در هر تکرار با چهار ریز نمونه در آزمایشگاه کشت بافت گیاهی گروه علوم و مهندسی باغبانی دانشگاه تبریز به اجرا در آمد. عامل‌های آزمایش، شامل شوری (کلرید سدیم) در دو سطح (صفر و 70 میلی­ مول بر لیتر)، اسید سالیسیلیک در چهار سطح (صفر، 1، 10 و 100 میلی ­مول بر لیتر) بود. نتایج نشان داد که اثر تیمار کلرید سدیم بر میزان گلایسین بتائین معنی ­دار بود، بااین‌حال اثر متقابل شوری و اسید سالیسیلیک بر صفات بیوشیمیایی معنی­دار نبود. نتایج مولکولی نشان داد که میزان بیان ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز در تمام غلظت‌های بررسی‌شده اسید سالیسیلیک و تنش شوری نسبت به گیاه شاهد افزایش قابل‌توجهی نشان داد که حداکثر میزان بیان این ژن در غلظت 100 مول بر لیتر اسید سالیسیلیک مشاهده شد. همبستگی معنی­داری بین بیان ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز و میزان گلایسین بتائین مشاهده شد. چنین به نظر می­رسد که کاربرد اسید سالسیلیک موجب کاهش اثرات منفی تنش شوری در گیاهچه ­های سیب‌زمینی در شرایط کشت درون شیشه ­ای می­گردد.

کلیدواژه‌ها


Aharon, G.S., Apse, M.P., Duan, S.H., Hua, X., Blumwald, E., 2003. Characterization of a family of vacuolar Na+/H+ antiporters in Arabidopsis thaliana. Plant and Soil. 10, 245–256.

Ahmad, P., Alyemeni, M.N., Ahanger, M.A., Wijaya, L., Alam, P., 2018. Salicylic acid (SA) induced alterations in growth, biochemical attributes and antioxidant enzyme activity in faba bean (Vicia faba L.) seedlings under NaCl toxicity. Russian Journal of Plant Physiology. 65(1), 104-114.

Ashraf, M., Foolad, M.R., 2007.Roles of glycine betaine and proline in improve plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany. 59, 206-216.

Bai, Y., Kissoudis, C., Yan, Z., Visser, R., Linden, D., 2017. Plant behaviour under combined stress: tomato responses to combined salinity and pathogen stress. The Plant Journal. 93(4), 781-793.

Brauner, F., Sebela, M., Snegaroff, J., Pec, P., Meunier, J.C., 2003. Pea seedling amino aldehyde dehydrogenase: primary structure and active site residues. Plant Physiology and Biochemistry. 41, 1-10.

Bündig, C., Vu, T.H., Meise, P., Seddig, S., Schum, A., Winkelmann, T., 2017. Variability in osmotic stress tolerance of starch potato genotypes (Solanum tuberosum L.) as revealed by an in vitro screening: role of proline, osmotic adjustment and drought response in pot trials. Journal of Agronomy and Crop Science. 203, 206–218.

Duman, F., Aksoy, A., Aydin, Z., Temizgul, R., 2011. Effects of exogenous glycine betaine and trehalose on cadmium accumulation and biological response of an aquatic plant. Water, Air and Soil Pollution. 217, 545-556.

Farooq, M., Aziz, T, Barsa, S.M., Cheema, M.A., Rahman, H., 2008. Chilling tolerance in hybrid maze induced by priming whit salicylic acid. Crop Science. 194, 161-168.

Hayat, Q., Hayat, S., Irfan, M., Ahmad, A., 2010. Effect of exogenous salicylic acid under changing environment: A review. Environmental and Experimental Botany. 68, 14-25.

Hashemi, F.S.G., Ismail, M.R., Rafii, M.Y., Aslani, F., Miah, G., Muharam, M.M., 2018. Critical multifunctional role of the betaine aldehyde dehydrogenase gene in plants.  Biotechnology and Biotechnological Equipment. 26, 1-15.

Mahajan, S., Tuteja, N., 2005.Cold salinity and drought stresses: an overview. Archives of Biochemistry and Biophysics. 444, 139 -158.

Jayakannan, M., Bose, J., Babourina, O., Rengel, Z., Shabala, S., 2015. Salicylic acid in plant salinity stress signaling and tolerance. Plant Growth Regulation. 76(1), 25-40.

Manchanda, G., Garg, N., 2008. Salinity and its effects on the functional biology of legumes. Acta Physiology Plantarum. 30, 595-618.

Munoz-Clare's, R.A., Diaz Sanchez, A.G., Gonzalez-Seguura, L., Montiel, C., 2010. Kinetic and structure features of betaine aldehyde dehydrogenase: Mechanistic and regulatory implication. Archives of Biochemistry and Biophysics. 493, :71-81.

Mittova, V., Guy, M., Tal, M., Volokita, M., 2004. Salinity up-regulates theanti oxidative system in root mitochondria and peroxisomes of the wild salt tolerant tomato species Lycopersicon pennellii. Journal of Experimemta Botany. 55, 1105-1113.

Sunker, R., Chinnusamy, V., Zhu, J., Zhu, J.K., 2007. Small RNAs as big players in plant abiotic stress responses and nutrient deprivation. Trends in Plant Science. 12, 301-309.

Taguchi, G., Yazawa, T., Hayashida, N., Okazaki, M., 2001. Molecular cloning and heterologous expression of novel glucosyltransfrases from tobacco cultured cells that have broad substrate specificity and are induced by salicylic acid and auxin European. Journal of Biochemistry. 268, 4086-4094.

Yang, T., Zong, L.Z., Hongbo, S.H., Feng, D., 2006. Effect of water deficits on the activity of antioxidative enzyme and osmoregulation among three different genotype of Radix at seedling stage. Physiology and Biochemistry. 60, 9-65.

Zaman, M.S., Ali, G.M., Muhammad, A., Farooq, K., Hussain, I., 2015. In vitro screening of salt tolerance in potato (Solanum tuberosum L.) varieties Sarhad. Journal of Agriculture. 31, 106-113.

Zarrinkamar, F., Abdollazadeh Zaviehjak, A., Sharifi, M., Behmanesh, M., 2013. Effect of salicylic acid in flavonoids, apigenin, anthocyanin and carbohydrate in Mutricaria. Journal of Plant Biology. 5, 6-14.