تجزیه الکتروفورزی فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان تحت تنش خشکی در ژنوتیپ‌های گندم پاییزه در مرحله پنجه‌زنی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه به‌نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

2 استاد گروه به‌نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

3 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان

چکیده

تنش خشکی یکی از مهم‌ترین تنش‌هایی است که از رشد گیاهان جلوگیری می‌کند. در این پژوهش، اثر تنش خشکی بر میزان فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان کاتالاز (CAT)، سوپراکسید‌دیسموتاز (SOD) و پراکسیداز (POX) در سه گروه از گندم‌های پاییزه حساس، بینابین و متحمل به خشکی در مرحله پنجه‌زنی تحت سه شرایط آبی عادی (FC90%)، تنش متوسط (FC60%) و تنش شدید (FC30%)  مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل با طرح پایه کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا شد و سه آنزیم مورد نظر در مرحله پنجه‌زنی مورد ارزیابی قرار گرفتند. فعالیت آنزیم‌ها در بافت‌های برگی با الکتروفورز در ژل‌های آکریلامید افقی 5/7% بررسی شد. در این مطالعه چهار آیزوازیم برای POX، یک آیزوازیم برای CAT و دو آیزوازیم برای SOD شناسایی شد. تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که تنش خشکی اثر معنی‌داری بر فعالیت کلیه آنزیم‌ها داشت. میزان فعالیت آنزیمی در تنش شدید خشکی نسبت به حالت عادی در اکثر آنزیم‌ها افزایش یافت، به طوری‌که درصد افزایش فعالیت آنزیم‌های POX1، POX2، POX3 و POX4 نسبت به شرایط آبیاری عادی ترتیب 39، 86، 75 و 20 درصد و آنزیم‌های CAT، SOD1 و SOD2 به‌ترتیب 31، 10و 15 درصد بود. نتایج حاصل نشان داد که از بین آنزیم‌های مورد مطالعه، آیزوازیم‌های SOD تغییر فعالیت کمی داشتند و از این‌رو در مرحله پنجه‌زنی نقش کمرنگی در محافظت گیاه از تنش خشکی ایفا می‌کنند، در حالی‌که آنزیم پراکسیداز افزایش فعالیت بیشتری در شرایط تنش خشکی از خود نشان داد و به نظر می‌رسد آنزیم پراکسیداز به عنوان یکی از آنزیم‌های مهم، نقش مؤثری جهت افزایش مقاومت گندم در مقابل تنش ناشی از خشکی بر عهده دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Electrophoretic analysis of antioxidant enzymes activity under drought stress in winter wheat genotypes at tillering stage

نویسندگان [English]

  • Rana Naderi Zarnaghi 1
  • Mostafa Valizadeh 2
  • Reza Fotovat 3
1 Ph. D. Student Dept. of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Iran
2 Prof., Dept. of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Iran
3 Assist. Prof., Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Iran
چکیده [English]

Drought stress is one of the main stresses that inhibit the growth of plants. In this research,  the effect of  drought stress was studied on the activity of CAT, SOD and POX enzymes in three groups of  drought sensitive, intermediate and tolerant winter wheat at tillering stage under normal irrigation (90% FC), mild drought stress (60% FC) and severe drought stress (30% FC) conditions. The experiment was conducted in factorial experiment based on completely randomized design with three replications and activity of three enzymes was recorded at tillering stage. The activity of all enzymes was measured by 7.5% polyacrylamide gel electrophoresis in leaf tissues. Four isozymes were identified for POX, one isozyme for CAT and two isozymes for SOD. The analysis of variance showed that drought stress had significant effect on the activity of all enzymes. Enzyme activity levels in most enzymes increased in severe drought stress than normal condition, so the activity of POX1, POX2, POX3 and POX4 isozymes increased 39, 86, 75 and 20 percent and CAT, SOD1 and SOD2, isozymes increased 31, 10 and 15 percent, respectively. The results indicated that among the studied enzymes, SOD isozymes had lower changes in activity and hadn't important role in plant protection under drought stress, whereas POX enzyme showed more important increment of activity under drought stress conditions. Thus the POX might have a key and effective role in increasing of wheat resistance under drought stress conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Isozyme activity
  • Native electrophoresis
  • Oxidative stress
  • Wheat