[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
:: دوره 4، شماره 1 - ( 6-1396 ) ::
جلد 4 شماره 1 صفحات 39-50 برگشت به فهرست نسخه ها
تأثیر تنش خشکی بر بیان ژن‌های درگیر در سنتز و هیدرولیز فروکتان در طی انتقال مجدد ذخایر فتوسنتزی ریشه گندم
سعید باقری کیا، محمد هادی پهلوانی ، احد یامچی، خلیل زینلی نژاد، علی مصطفایی
دانشیار گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
چکیده:   (2061 مشاهده)
در شرایط تنش خشکی که یکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده عملکرد گندم در مناطق خشک و نیمه‌خشک محسوب می‌شود، انتقال مجدد مواد فتوسنتزی به منظور پر کردن دانه‌های گندم اهمیت بیشتری می‌یابد. در مورد اهمیت ریشه در انتقال مجدد طی پر شدن دانه‌ها تحت تنش خشکی اطلاعات اندکی در دسترس است. لاین موتانت پیشرفته گندم نان (T-65-7-1) به همراه تیپ وحشی آن (رقم طبسی) در دو شرایط رطوبتی (مطلوب و 40-30 درصـد ظرفیت مزرعه) به صورت یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار کشت شدند. نمونه‌برداری‌ برای آنالیز بیان ژن‌ها در 2 مرحله (7 و 21 روز پس از گرده‌افشانی) از ریشه انجام شد. در این ژنوتیپ‌ها انتقال مجدد و کارایی انتقال مجدد فروکتان و بیان نسبی ژن‌های درگیر در سنتز و هیدرولیز فروکتان در ریشه طی پر شدن دانه‌ها، تحت تنش خشکی انتهایی مطالعه شدند. نتایج نشان داد که فروکتان ذخیره شده در ریشه در انتقال مجدد آسیمیلات‌ها سهیم بود. بیشتر بودن انتقال مجدد فروکتان از ریشه به دانه، تحت تنش خشکی در لاین موتانت به دلیل بالاتر بودن بیان ژن‌های درگیر در سنتز فروکتان (1-SST و 6-SFT) در 7 روز پس از گرده‌افشانی و هیدرولیز فروکتان (6-FEH) در 21 روز پس از گرده‌افشانی، نسبت به تیپ وحشی بود. تنش خشکی باعث تغییرات معنی‌داری در بیان ژن‌های 1-FFT و 1-FEH در ریشه هر دو ژنوتیپ نشد که تأیید کننده این موضوع است که تنها فرم غالب پیوند فروکتان β (2,6) تحت تأثیر تنش خشکی قرار گرفته است. در برنامه‌های اصلاحی گندم، ژن‌های 1-SST، 6-SFT و 6-FEH می‌توانند به عنوان نشانگرهای مولکولی برای گزینش ژنوتیپ‌هایی با محتوای فروکتان بالاتر و انتقال مجدد بیشتر مورد استفاده قرار گیرند.
واژه‌های کلیدی: انتقال مجدد، بیان ژن، خشکی، ریشه، نشانگر مولکولی، موتانت
متن کامل [PDF 632 kb]   (221 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: ۱۳۹۵/۱۲/۲۵ | پذیرش: ۱۳۹۶/۲/۲۷ | انتشار: ۱۳۹۶/۱۰/۱۸
فهرست منابع
1. Bagherikia, S., Pahlevani M.-H., Yamchi, A., Zenalinezhad, K. and Mostafaie, A. (2017). Molecular and physiological analysis of flag leaf senescence and remobilization of assimilates in bread wheat under terminal drought stress. Journal of Agricultural Biotechnology, 8: 1-16 (In Persian).
2. Bazargani, M.M., Hajirezaei, M.-R., Salekdeh, G.H., Bushehri, A.-A.S., Falahati-Anbaran, M., Moradi, F., Naghavi, M.-R. and Ehdaie, B. (2012). A view on the role of metabolites in enhanced stem reserves remobilization in wheat under drought during grain filling. Australian Journal of Crop Science, 6: 1613-1623.
3. Bazargani, M.M., Sarhadi, E., Bushehri, A.A.S., Matros, A., Mock, H.-P., Naghavi, M.R., Hajihoseini, V., Mardi, M., Hajirezaei, M.R. and Moradi, F. (2011). A proteomics view on the role of drought-induced senescence and oxidative stress defense in enhanced stem reserves remobilization in wheat. Journal of Proteomics, 74: 1959-1973. [DOI:10.1016/j.jprot.2011.05.015]
4. Blum, A. (1998). Improving wheat grain filling under stress by stem reserve mobilisation. Euphytica, 100: 77-83. [DOI:10.1023/A:1018303922482]
5. Chalmers, J., Lidgett, A., Cummings, N., Cao, Y., Forster, J. and Spangenberg, G. (2005). Molecular genetics of fructan metabolism in perennial ryegrass. Plant Biotechnology Journal, 3: 459-474. [DOI:10.1111/j.1467-7652.2005.00148.x]
6. Daloso, D.M., Anjos, L. and Fernie, A.R. (2016). Roles of sucrose in guard cell regulation. New Phytologist, 211: 809-818. [DOI:10.1111/nph.13950]
7. Dubois, M., Gilles, K.A., Hamilton, J.K., Rebers, P. and Smith, F. (1956). Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analytical Chemistry, 28: 350-356. [DOI:10.1021/ac60111a017]
8. Ehdaie, B., Alloush, G., Madore, M. and Waines, J. (2006a). Genotypic variation for stem reserves and mobilization in wheat: I. postanthesis changes in internode dry matter. Crop Science, 46: 735-747. [DOI:10.2135/cropsci2005.04-0033]
9. Ehdaie, B., Alloush, G., Madore, M. and Waines, J. (2006b). Genotypic variation for stem reserves and mobilization in wheat: II. Postanthesis Changes in Internode Water-Soluble Carbohydrates. Crop Science, 46: 2093-2103. [DOI:10.2135/cropsci2006.01.0013]
10. Ehdaie, B., Alloush, G. and Waines, J. (2008). Genotypic variation in linear rate of grain growth and contribution of stem reserves to grain yield in wheat. Field Crops Research, 106: 34-43. [DOI:10.1016/j.fcr.2007.10.012]
11. Ehdaie, B., Layne, A.P. and Waines, J.G. (2012). Root system plasticity to drought influences grain yield in bread wheat. Euphytica, 186: 219-232. [DOI:10.1007/s10681-011-0585-9]
12. Farooq, M., Hussain, M. and Siddique, K.H. (2014). Drought stress in wheat during flowering and grain-filling periods. Critical Reviews in Plant Sciences, 33: 331-349. [DOI:10.1080/07352689.2014.875291]
13. Goncalves, S., Cairney, J., Maroco, J., Oliveira, M.M. and Miguel, C. (2005). Evaluation of control transcripts in real-time RT-PCR expression analysis during maritime pine embryogenesis. Planta, 222: 556-563. [DOI:10.1007/s00425-005-1562-0]
14. Hajirezaei, M.R., Takahata, Y., Trethewey, R.N., Willmitzer, L. and Sonnewald, U. (2000). Impact of elevated cytosolic and apoplastic invertase activity on carbon metabolism during potato tuber development. Journal of Experimental Botany, 51: 439-445. [DOI:10.1093/jexbot/51.suppl_1.439]
15. Jagadish, K.S., Kavi Kishor, P.B., Bahuguna, R.N., von Wiren, N. and Sreenivasulu, N. (2015). Staying Alive or Going to Die During Terminal Senescence-An Enigma Surrounding Yield Stability. Frontiers in Plant Science, 6(1070): 1-14. [DOI:10.3389/fpls.2015.01070]
16. Khoshro, H.H., Taleei, A., Bihamta, M.R., Shahbazi, M., Abbasi, A. and Ramezanpour, S.S. (2014). Expression analysis of the genes involved in accumulation and remobilization of assimilates in wheat stem under terminal drought stress. Plant Growth Regulation, 74: 165-176. [DOI:10.1007/s10725-014-9908-x]
17. Lawlor, D.W. and Paul, M.J. (2014). Source/sink interactions underpin crop yield: the case for trehalose 6-phosphate/SnRK1 in improvement of wheat. Frontiers in Plant Science, 5(418): 1-14. [DOI:10.3389/fpls.2014.00418]
18. Lopes, M.S. and Reynolds, M.P. (2010). Partitioning of assimilates to deeper roots is associated with cooler canopies and increased yield under drought in wheat. Functional Plant Biology, 37: 147-156. [DOI:10.1071/FP09121]
19. Manschadi, A.M., Christopher, J., deVoil, P. and Hammer, G.L. (2006). The role of root architectural traits in adaptation of wheat to water-limited environments. Functional Plant Biology, 33: 823-837. [DOI:10.1071/FP06055]
20. Mesgaran, M., Madani, K., Hashemi, H. and Azadi, P. (2016). Evaluation of Land and Precipitation for Agriculture in Iran. Working Paper 2, Stanford Iran 2040 Project, Stanford University, December 2016, available at: https://purl.stanford.edu/vf990qz0340.
21. Nakhforoosh, A., Grausgruber, H., Kaul, H.-P. and Bodner, G. (2014). Wheat root diversity and root functional characterization. Plant and Soil, 380: 211-229. [DOI:10.1007/s11104-014-2082-0]
22. Nakhforoosh, A., Grausgruber, H., Kaul, H.-P. and Bodner, G. (2015). Dissection of drought response of modern and underutilized wheat varieties according to Passioura's yield-water framework. Frontiers in Plant Science, 6(570): 1-13. [DOI:10.3389/fpls.2015.00570]
23. Palta, J.A., Chen, X., Milroy, S.P., Rebetzke, G.J., Dreccer, M.F. and Watt, M. (2011). Large root systems: are they useful in adapting wheat to dry environments? Functional Plant Biology, 38: 347-354. [DOI:10.1071/FP11031]
24. Pfaffl, M.W. (2001). A new mathematical model for relative quantification in real-time RT–PCR. Nucleic Acids Research, 29(9): 2002-2007. [DOI:10.1093/nar/29.9.e45]
25. Shewry, P.R., Mitchell, R.A., Tosi, P., Wan, Y., Underwood, C., Lovegrove, A., Freeman, J., Toole, G.A., Mills, E.C. and Ward, J.L. (2012). An integrated study of grain development of wheat (cv. Hereward). Journal of Cereal Science, 56: 21-30. [DOI:10.1016/j.jcs.2011.11.007]
26. Subbarao, G.V., Nam, N.H., Chauhan, Y.S. and Johansen, C. (2000). Osmotic adjustment, water relations and carbohydrate remobilization in pigeonpea under water deficits. Journal of Plant Physiology, 157: 651-659. [DOI:10.1016/S0176-1617(00)80008-5]
27. Van den Ende, W., Clerens, S., Vergauwen, R., Van Riet, L., Van Laere, A., Yoshida, M. and Kawakami, A. (2003). Fructan 1-exohydrolases. β-(2, 1)-trimmers during graminan biosynthesis in stems of wheat? Purification, characterization, mass mapping, and cloning of two fructan 1-exohydrolase isoforms. Plant Physiology, 131: 621-631. [DOI:10.1104/pp.015305]
28. Van den Ende, W. and El-Esawe, S.K. (2014). Sucrose signaling pathways leading to fructan and anthocyanin accumulation: a dual function in abiotic and biotic stress responses? Environmental and Experimental Botany, 108: 4-13. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2013.09.017]
29. Van Riet, L., Nagaraj, V., Van den Ende, W., Clerens, S., Wiemken, A. and Van Laere, A. (2006). Purification, cloning and functional characterization of a fructan 6-exohydrolase from wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Experimental Botany, 57: 213-223. [DOI:10.1093/jxb/erj031]
30. Verspreet, J., Cimini, S., Vergauwen, R., Dornez, E., Locato, V., Le Roy, K., De Gara, L., Van den Ende, W., Delcour, J.A. and Courtin, C.M. (2013). Fructan metabolism in developing wheat (Triticum aestivum L.) kernels. Plant and Cell Physiology, 54: 2047-2057 [DOI:10.1093/pcp/pct144]
31. Wardlaw, I. and Willenbrink, J. (2000). Mobilization of fructan reserves and changes in enzyme activities in wheat stems correlate with water stress during kernel filling. New Phytologist, 148: 413-422. [DOI:10.1046/j.1469-8137.2000.00777.x]
32. Wasson, A., Richards, R., Chatrath, R., Misra, S., Prasad, S.S., Rebetzke, G., Kirkegaard, J., Christopher, J. and Watt, M. (2012). Traits and selection strategies to improve root systems and water uptake in water-limited wheat crops. Journal of Experimental Botany, 63: 3485-3498. [DOI:10.1093/jxb/ers111]
33. Xue, G.P., Drenth, J., Glassop, D., Kooiker, M. and McIntyre, C.L. (2013). Dissecting the molecular basis of the contribution of source strength to high fructan accumulation in wheat. Plant Molecular Biology, 81: 71-92. [DOI:10.1007/s11103-012-9983-1]
34. Xue, G.P., McIntyre, C.L., Glassop, D. and Shorter, R. (2008a). Use of expression analysis to dissect alterations in carbohydrate metabolism in wheat leaves during drought stress. Plant Molecular Biology, 67: 197-214. [DOI:10.1007/s11103-008-9311-y]
35. Xue, G.P., McIntyre, C.L., Rattey, A.R., van Herwaarden, A.F. and Shorter, R. (2009). Use of dry matter content as a rapid and low-cost estimate for ranking genotypic differences in water-soluble carbohydrate concentrations in the stem and leaf sheath of Triticum aestivum. Crop and Pasture Science, 60: 51-59. [DOI:10.1071/CP08073]
36. Xue, G.P., McIntyre, C.L., Jenkins, C.L.D., Glassop, D., van Herwaarden, A.F. and Shorter, R. (2008b). Molecular Dissection of Variation in Carbohydrate Metabolism Related to Water-Soluble Carbohydrate Accumulation in Stems of Wheat. Plant Physiology, 146: 441-454. [DOI:10.1104/pp.107.113076]
37. Yang, J. and Zhang, J. (2006). Grain filling of cereals under soil drying. New Phytologist, 169: 223-236. [DOI:10.1111/j.1469-8137.2005.01597.x]
38. Yang, J., Zhang, J., Huang, Z., Zhu, Q. and Wang, L. (2000). Remobilization of carbon reserves is improved by controlled soil-drying during grain filling of wheat. Crop Science, 40: 1645-1655. [DOI:10.2135/cropsci2000.4061645x]
39. Yang, J., Zhang, J., Wang, Z., Zhu, Q. and Liu, L. (2004). Activities of fructan-and sucrose-metabolizing enzymes in wheat stems subjected to water stress during grain filling. Planta, 220: 331-343. [DOI:10.1007/s00425-004-1338-y]
40. Zadoks, J.C., Chang, T.T. and Konzak, C.F. (1974). A decimal code for the growth stages of cereals. Weed Research, 14: 415-421. [DOI:10.1111/j.1365-3180.1974.tb01084.x]
41. Zhang, J., Dell, B., Conocono, E., Waters, I., Setter, T. and Appels, R. (2009). Water deficits in wheat: fructan exohydrolase (1-FEH) mRNA expression and relationship to soluble carbohydrate concentrations in two varieties. New Phytologist, 181: 843-850. [DOI:10.1111/j.1469-8137.2008.02713.x]
42. Zhang, J., Dell, B., Ma, W., Vergauwen, R., Zhang, X., Oteri, T., Foreman, A., Laird, D. and Van den Ende, W. (2016). Contributions of Root WSC during Grain Filling in Wheat under Drought. Frontiers in Plant Science, 7(904): 1-11. [DOI:10.3389/fpls.2016.00904]
ارسال پیام به نویسنده مسئول

ارسال نظر درباره این مقاله
نام کاربری یا پست الکترونیک شما:

کد امنیتی را در کادر بنویسید >



XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Bagherikia S, Pahlevani M, Yamchi A, Zenalinezhad K, Mostafaie A. Effect of Drought Stress on the Expression of Genes Involved in Synthesis and Hydrolysis of Fructan During Remobilization of Assimilates in Wheat Root. pgr. 2017; 4 (1) :39-50
URL: http://journals.lu.ac.ir/pgr/article-1-76-fa.html

باقری کیا سعید، پهلوانی محمد هادی، یامچی احد، زینلی نژاد خلیل، مصطفایی علی. تأثیر تنش خشکی بر بیان ژن‌های درگیر در سنتز و هیدرولیز فروکتان در طی انتقال مجدد ذخایر فتوسنتزی ریشه گندم. پژوهش‎های ژنتیک گیاهی. 1396; 4 (1) :39-50

URL: http://journals.lu.ac.ir/pgr/article-1-76-fa.html



دوره 4، شماره 1 - ( 6-1396 ) برگشت به فهرست نسخه ها
مجله پژوهش های ژنتیک گیاهی Journal of Plant Genetic Research
Persian site map - English site map - Created in 0.11 seconds with 30 queries by YEKTAWEB 3705