Journal of Crop Breeding
پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی
J Crop Breed
Agriculture
http://jcb.sanru.ac.ir
1
admin
2228-6128
2676-4628
10.61186/jcb
fa
jalali
1401
9
1
gregorian
2022
12
1
14
44
online
1
fulltext
fa
بررسی میزان پرولین، عملکرد دانه و بیان ژن های دخیل در تحمل به تنش خشکی در ارقام هیبرید ذرت
Evaluation of Proline Amount, Yield and Expression of Genes Involved in Drought Stress in Maize Cultivars
اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي
Special
پژوهشي
Research
<div style="text-align: justify;"><span style="font-family:IRANsharp;"><span style="line-height:2;"><span style="font-size:10pt"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:black">چکیده مبسوط</span></span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black"></span></span></b></span></span></span><br>
<span style="font-size:10pt"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:black">مقدمه و هدف:</span></span></b><span lang="AR-SA"><span style="color:black"> تنش خشکی یکی از تنش</span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span style="color:black">‎</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:black">های محیطی مهم است که عملکرد دانه ذرت را در دنیا و ایران کاهش می</span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span style="color:black">‎</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:black">دهد. وقوع تنش خشکی در مزارع امری اجتناب ناپذیر است. برای حل این مشکل راهکارهای فراوانی پیشنهاد شده است که یکی از مهم ترین آن</span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span style="color:black">‎</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:black">ها وجود رقم مناسب و متحمل به تنش خشکی است.</span></span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black"></span></span></span></span></span><br>
<span style="font-size:10pt"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:black">مواد و روشها:</span></span></b><span lang="AR-SA"><span style="color:black"> آزمایشی به صورت کرت</span></span><span dir="LTR" lang="AR-SA"><span style="color:black">‎</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:black">های خرد شده در قالب طرح بلوک</span></span><span dir="LTR" lang="AR-SA"><span style="color:black">‎</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:black">های کامل تصادفی در سه تکرار در شرایط مزرعه اجرا شد. تنش خشکی به عنوان عامل اصلی در سه سطح</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">: 75</span></span><span lang="FA" style="font-size:9.0pt"><span style="color:black">±</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">5 میلی‏ متر تبخیر از طشتک تبخیر کلاس </span></span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black">A</span></span><span lang="FA"><span style="color:black"> (تیمار بدون تنش یا شاهد)، آبیاری پس از 5</span></span><span lang="FA" style="font-size:9.0pt"><span style="color:black">±</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">115 میلی ‏متر تبخیر (تنش متوسط) و آبیاری پس از 5</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">±</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">140 میلی‏متر تبخیر (تنش شدید)</span></span> <span lang="AR-SA"><span style="color:black">و هیبریدهای ذرت (شامل سینگل کراس 704 به</span></span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black">­</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:black">عنوان شاهد</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">،</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:black"> کارون و مبین) به­ عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. نمونه­ برداری برای ارزیابی بیان ژن</span></span><span dir="LTR" lang="AR-SA"><span style="color:black">‎</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:black">ها در سه مرحله 4 برگی</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">، گرده افشانی و 10 روز بعد از گرده افشانی</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:black"> انجام </span></span><span lang="FA"><span style="color:black">و بیان ژن</span></span><span dir="LTR" lang="AR-SA"><span style="color:black">‎</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">های </span></span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black">ZmAN13</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">، </span></span><span dir="LTR" lang="EN-GB" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black">ZmSOD3</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">، </span></span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black">CAT2</span></span><span lang="FA"><span style="color:black"> و </span></span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black">ZmMET1</span></span><span style="color:black"> مورد ارزیابی قرار گرفت. در زمان برداشت نیز مقدار پرولین و عملکرد دانه اندازه</span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black">­</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">گیری گردید. </span></span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black"></span></span></span></span></span><br>
<span style="font-size:10pt"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="AR-SA"><span style="color:black">یافتهها:</span></span></b> <span lang="FA"><span style="color:black">نتایج ارزیابی بیان ژن­ها حاکی از افزایش بیشتر بیان ژن های کاتالاز و سوپر اکسیداز تحت تنش متوسط و افزایش بیان ژن­های متالوتیونین و </span></span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black">ZmAN13</span></span><span lang="FA"><span style="color:black"> در تنش های شدید نسبت به شاهد بود. در بین ارقام مورد بررسی رقم کارون در تمامی مراحل ارزیابی هم در شرایط تنش متوسط و هم در تنش شدید برای ژن</span></span><span dir="LTR" lang="FA"><span style="color:black">‎</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">های مورد مطالعه نسبت به شاهد افزایش بیان نشان داد. </span></span><span lang="FA"><span style="color:black">با اندازه گیری میزان پرولین نیز مشخص شد که ارقام تحت تنش متوسط پرولین بالاتری داشتند و رقم کارون بالاترین مقدار پرولین را نسبت به سایر ارقام داشت.</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:black"> همچنین</span></span><span lang="FA"><span style="color:black"> عملکرد دانه ارقام تحت تنش خشکی نسبت به شاهد کاهش معنی داری نشان داد. در این میان رقم سینگل کراس 704 با 3/9 تن در هکتار کمترین عملکرد دانه را داشت که اختلاف آن با رقم مبین معنی</span></span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black">­</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">دار نگردید و رقم کارون با عملکرد دانه 5/02 تن در هکتار بالاترین عملکر دانه را تحت تنش شدید دارا بود.</span></span> <span lang="AR-SA"><span style="color:black"></span></span></span></span></span><br>
<span style="font-size:10pt"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><strong><span lang="AR-SA" style="border:none windowtext 1.0pt; background:white; padding:0cm"><span style="color:black">نتیجهگیری: </span></span></strong><span lang="AR-SA"><span style="color:black">به</span></span><span dir="LTR" style="font-size:8.0pt"><span style="color:black">­</span></span><span lang="AR-SA"><span style="color:black">طور کلی نتایج نشان داد که تحت تنش خشکی رقم کارون عملکرد دانه بالاتری نسبت به دو رقم دیگر داشت که بیانگر تحمل این رقم نسبت به خشکی بود.</span><span style="color:black"></span></span></span></span></span></span></span></div>
<span style="font-size:10pt"><span style="text-justify:inter-ideograph"><span style="line-height:90%"><span style="text-autospace:ideograph-numeric ideograph-other"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span style="font-size:11.0pt"><span style="line-height:90%"><span style="color:black">Extended Abstract</span></span></span></b></span></span></span></span></span></span><br>
<span style="font-size:10pt"><span style="text-justify:inter-ideograph"><span style="line-height:90%"><span style="text-autospace:ideograph-numeric ideograph-other"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span style="font-size:11.0pt"><span style="line-height:90%"><span style="color:black">Introduction and Objective:</span></span></span></b><span style="font-size:11.0pt"><span style="line-height:90%"><span style="color:black"> Drought stress is one of the most important environmental stress that affect maize grain yield worldwide. The event of drought stress in field is investable. In order to solve the problem some suggestions have been made, among those, it seems the best one is using tolerated cultivars.</span></span></span></span></span></span></span></span></span><br>
<span style="font-size:10pt"><span style="text-justify:inter-ideograph"><span style="line-height:90%"><span style="text-autospace:ideograph-numeric ideograph-other"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span style="font-size:11.0pt"><span style="line-height:90%"><span style="color:black">Material and Methods:</span></span></span></b><span style="font-size:11.0pt"><span style="line-height:90%"><span style="color:black"> Experiment was conducted in split plot format by using randomized complete block design with three replicates in field condition. The main factor was three level of drought treatments including 75<sup>+</sup><sub>- </sub>5 mm (control), 115<sup>+</sup><sub>- </sub>5 mm (mild stress) and 140<sup>+</sup><sub>- </sub>5 mm (severe stress) evaporation out of evaporation pan class A. The sub factor included three maize cultivars, 704 single cross, Karoon and Mobin. Sampling for gene expression including <i>ZmAN13, ZmSOD3, CAT2</i></span></span></span><i> </i><span style="font-size:11.0pt"><span style="line-height:90%"><span style="color:black">and <i>ZmMET1</i> were conducted at three growth stages including four leaves, anthesis and 10 days after anthesis. Measuring of grain yield and proline were conducted at harvesting stage.</span></span></span></span></span></span></span></span></span><br>
<span style="font-size:10pt"><span style="text-justify:inter-ideograph"><span style="line-height:90%"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span style="font-size:11.0pt"><span style="line-height:90%"><span style="color:black">Results:</span></span></span></b> <span style="font-size:11.0pt"><span style="line-height:90%">The amount of genes catalase and superoxide-dismutase increased by mild drought stress whereas for two genes metalothinonein and <i>ZmAN13 </i>increased by severe drought stress. The Karoon cultivar showed increases transcript for all genes at all sampling stages. The amount of proline was higher in mild drought stress rather than severe, also, Karoon cultivar had higher level of proline rather than other cultivars. Grain yield was decreased significantly by drought stress treatments. Single cross 704 has 3.90 ton/ha in overall and it showed no statistical difference to Mobin grain yield. Karoon cultivar had most grain yield amount (5.02 ton/ha) by severe drought stress.</span></span></span></span></span></span></span><br>
<span style="font-size:10pt"><span style="text-justify:inter-ideograph"><span style="line-height:90%"><span style="text-autospace:ideograph-numeric ideograph-other"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span style="font-size:11.0pt"><span style="line-height:90%"><span style="color:black">Conclusion:</span></span></span></b><span style="font-size:11.0pt"><span style="line-height:90%"><span style="color:black"> Karoon cultivar showed the most amount of grain yield under drought stress treatments in compared to other cultivars. This was somehow expected base on gene expression trend as well as proline amount in Karoon cultivar.</span></span></span></span></span></span></span></span></span><br>
بیان ژن, پرولین, تنش خشکی, ذرت
Drought stress, Gene expression, Maize, Proline
56
64
http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-200-5&slc_lang=fa&sid=1
Fatemeh
Sahraei Ghamesh
فاطمه
صحرایی قمش
Fatemeh.Sahraei1995@gmail.com
100319475328460019998
100319475328460019998
No
Department of Plant Breeding and Biotechnology, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
Saeid
Navabpour
سعید
نواب پور
s.navabpour@gau.ac.ir
100319475328460019999
100319475328460019999
Yes
Department of Plant Breeding and Biotechnology, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
Ahad
Yamchi
احد
یامچی
yamchi@gau.ac.ir
100319475328460020000
100319475328460020000
No
Department of Plant Breeding and Biotechnology, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
Abolfazl
Mazandarani
ابوالفضل
مازندرانی
mazandarani.a@gmail.com
100319475328460020001
100319475328460020001
No
Department of Plant Breeding and Biotechnology, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران