تغییرات بیوشیمیایی، فیزیولوژیکی و بیان برخی از ژن‌های تحمل به خشکی در عدس (Lens culinaris)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 گروه بیوتکونولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

10.22059/ijfcs.2025.390766.655137

چکیده

تنش خشکی به عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده تولید محصولات کشاورزی در مناطق خشک و نیمه‌خشک مطرح است. با توجه به اهمیت گیاه عدس (Lens culinaris) و کشت دیم آن در ایران، این پژوهش با هدف بررسی پاسخ دو ژنوتیپ حساس و متحمل عدس به تنش خشکی در سطوح مختلف (شاهد، تنش متوسط، و تنش شدید معادل ۹۰، ۶۰ و ۳۰ درصد ظرفیت زراعی) انجام شد. در این مطالعه، تغییرات صفات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی، و همچنین بیان نسبی ژن‌های کلیدی در مسیر تحمل به خشکی شامل Beta Amylase, DREB1C, ABA/WDS, HCF136 و MIMP با استفاده از روش qRT-PCR مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش شدت تنش خشکی منجر به کاهش معنی‌دار در صفاتی مانند ارتفاع بوته، وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه، محتوای نسبی آب برگ، شاخص سطح برگ، کلروفیل و پروتئین کل برگ شد. در مقابل، صفات تراکم کرک برگ، میزان نشت الکترولیتی، تجمع پرولین و کربوهیدرات‌ها، و غلظت مالون دی‌آلدهید و هیدروژن پراکسید افزایش یافتند. تحلیل بیان ژن‌ها در ژنوتیپ متحمل نشان داد که با تشدید تنش، بیان ژن‌های ABA/WDS و HCF136 به طور معنی‌داری افزایش و بیان ژن‌های Beta Amylase, DREB1C و MIMP کاهش یافت. این یافته‌ها بر نقش این صفات و ژن‌ها در سازوکار تحمل به خشکی در عدس تأکید دارند و می‌توانند در برنامه‌های اصلاحی برای توسعه ارقام متحمل به خشکی مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Biochemical, physiological changes and expression of some drought tolerance genes in lentil (Lens culinaris)

نویسندگان [English]

  • Saeed Mohammadi 1
  • Mohammad Reza Bihamta 1
  • Ali Reza Abbasi 1
  • Sajad Rashidi-Monfared 2
  • Abdolrahman Rasoulnia 1
  • Pouya Najibnejad 1
1 Department of Agronomy & Plant Breeding, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Agricultural biotechnology Department, Faculty of Agriculture, Tarbiat modares university, Tehran, Iran
چکیده [English]

Drought stress is a major limiting factor for crop production in arid and semi-arid regions. Given the importance of lentil (Lens culinaris) and its rainfed cultivation in Iran, this study aimed to investigate the response of two sensitive and tolerant lentil genotypes to drought stress at different levels (control, moderate stress, and severe stress corresponding to 90%, 60%, and 30% of field capacity). Morphological, physiological, and biochemical traits, as well as the relative expression of key genes involved in drought tolerance pathways, including Beta Amylase, DREB1C, ABAWDS, HCF136, and MIMP, were evaluated using qRT-PCR. Results showed that increasing drought stress intensity led to significant reductions in traits such as plant height, shoot and root fresh and dry weight, relative leaf water content, leaf area index, chlorophyll, and total leaf protein. Conversely, traits like leaf hair density, electrolyte leakage, accumulation of proline and carbohydrates, and the concentrations of malondialdehyde and hydrogen peroxide increased. Gene expression analysis in the tolerant genotype revealed a significant increase in the expression of ABAWDS and HCF136 genes and a decrease in the expression of Beta Amylase, DREB1C, and MIMP genes under increasing stress. These findings highlight the role of these traits and genes in the mechanism of drought tolerance in lentil and can be utilized in breeding programs to develop drought-tolerant varieties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antioxidant Enzymes
  • Malondialdehyde
  • Proline
  • Real time PCR
  • RNA sequencing

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 09 بهمن 1404
  • تاریخ دریافت: 30 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری: 13 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش: 12 آذر 1404
  • تاریخ انتشار: 09 بهمن 1404