Iranian Society of Crops and Plant Breeding Sciences

fa سازوکارهای فیزیولوژیکی و مولکولی تحمل تنش اکسیداتیو در ژنوتیپ‌های جهش یافته برنج رقم هاشمی (Oryza sativa L. cv. Hashemi) در شرایط تنش شوری Physiological and molecular mechanisms of oxidative stress tolerance in mutant genotypes of rice (Oryza sativa L. cv. Hashemi) under salt stress conditions تخصصي Special پژوهشي Scientific & Research <a name="_Hlk141953687">شوری خاک از جمله عوامل تنش‌زای محیطی است که باعث تجمع </a>‌گونه‌های فعال اکسیژن و ایجاد تنش اکسیداتیو و در  نتیجه کاهش رشد و تولید گیاهان زراعی می‌شود. در این تحقیق که در سال 1398 در محلول غذایی در آزمایشگاه کشت بافت مؤسسه تحقیقات برنج کشور (رشت) اجرا شد، فعالیت آنزیمی و بیان ژنهای موثر در دفاع آنتی‌اکسیدانی دو ژنوتیپ برنج جهش یافته منتخب متحمل به تنش شوری (em4hs290 و em4hs84) همراه با رقم هاشمی (والد غیر جهش یافته)، رقم FL478 (متحمل) و رقم IR28 (حساس) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که فعالیت آنزیمی‌ پراکسیداز (POX) در ارقام هاشمی و IR28 و آسکوربات پراکسیداز (APX) در ژنوتیپ‌های جهش یافته متحمل و رقم متحمل FL478 به‌طور معنی‌داری افزایش یافتند. <a name="_Hlk135288384">نتایج بیان ژنهای مرتبط با تنش شوری نیز نشان داد که علیرغم رفتار متفاوت ژن‌ها در ژنوتیپ‌های برنج مورد ارزیابی، میزان کل بیان ژن‌های </a>OSGR1، DREB2B، OsAOX1C و POX1 در ژنوتیپ‌های جهش یافته متحمل بیشتر از رقم حساس بود. فراوانی رونوشت ژن‌های OsAPX2 در ژنوتیپ‌های متحمل در شرایط تنش شوری کوتاه‌مدت به‌طور معنی‌داری بیشتر بود و با حذف پراکسید هیدروژن و افزایش فعالیت آنزیم اسکوربات پراکسیداز همبستگی داشت. عدم شباهت در الگوی بیان ژنهای مورد مطالعه بین دو ژنوتیپ جهش یافته متحمل و والد آنها (رقم هاشمی) نشان داد که القای جهش می‌تواند از طریق بهبود فعالیت آنتی‌اکسیدانی باعث افزایش توانایی ژنوتیپ‌های برنج برای تحمل تنش شوری در مقایسه با ارقام والد حساس آنها شود. به‌نظر می‌رسد که ژنوتیپ‌های جهش یافته برنج رشد مناسبی را در شرایط تنش شوری خاک نیز داشته باشند.   Introduction: Soil salinity is one of the environmental stresses that causes the accumulation of reactive oxygen species (ROS), and oxidative stress, and consequently, reduces crop growth and production. Antioxidative mechanisms are critical to protect cells from the adverse effects of ROS. Material and Methods: Thhis study was conducted in nutrient solution in Rice Research Institute of Iran, Rasht, Iran in 2019. The enzymatic activity and expression of effective genes on antioxidant defense were examined in two selected mutant genotypes (em3hs290 and em3hs84) tolerant to salinity stress, with Hashemi local cultivar, FL478 (tolerant) and IR28 (sensitive) genotypes. Biochemical traits including the activity of antioxidant enzymes, peroxidase, catalase, and ascorbate peroxidase, and the relative expression of genes encoding transcription factors (SNACI, DREB2B, and DREB2A) and genes associated with oxidative stress (OsAOX1C ،POX1، OsGR1، OsAPX2 and OsGPX1) were also measured and detected using real-time PCR technique. Results: The results showed that enzymatic activity of peroxidase (POX) in control cultivars (cv. Hashemi and IR28 cultivars) and ascorbate peroxidase (APX) in tolerant mutant genotypes and FL478 cultivar increased significantly. The genes expression associated with salinity stress tolerance also indicated that despite the variable behavior of the genes in the studied mutant genotypes, the expression of OSGR1, DREB2B, OsAOX1C and POX1  genes in studied tolerant mutants was more than susceptible cultivar. Transcript abundance of the OsAPX2 gene was significantly higher in salt-tolerant genotypes under short-term salinity stress and correlated with peroxide hydrogen removal and increased activity of ascorbate peroxidase enzyme. Conclusion:The lack of similarity in the expression pattern of studied genes between the two salt-tolerant mutant genotypes (em4hs290 and em4hs84)  and  cv. Hashemi showed that the mutation could triger the salt-tolerance mechanisms in mutant genotypes, in comparison of cv. Hashemi, through emhancement of antioxidant enzymes activity in response to salt stress. It seemes that the mutant genotypes may have suitable growth in soil salinity conditions.   آنزیم‌های آنتی اکسیدانی, برنج, بیان ژن, تحمل, تنش شوری و موتاسیون Antioxidant enzymes, Gene expression, Mutation, Rice, Salinity stress and Tolerance 190 206 http://agrobreedjournal.ir/browse.php?a_code=A-10-1459-1&slc_lang=fa&sid=1 Layla Khazaie لیلا خزائی l.khazaie55@gmail.com 100319475328460010295 100319475328460010295 No University of Guilan, Rasht, Iran. Researcher, Rice Research Institute of Iran, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Rasht, Iran دانشگاه گیلان و محقق موسسه تحقیقات برنج کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، رشت، ایران Reza Shirzadian-Khorramabad رضا شیرزادیان خرم آباد r.shirzadian@gmail.com 100319475328460010296 100319475328460010296 Yes University of Guilan, Rasht, Iran دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت، ایران