بررسی مولکولی ارتباط اسمولایت های پرولین و گلایسین بتائین با تحمل شوری گیاه هالوفیت آلوروپوس لگوپویدس
چکیده
چکیده تنش شوری یک معضل جهانی به ویژه در نواحی خشک و نیمه خشک است و حل آن برای بقاء و امنیت غذایی انسان ها ضروری است. آلوروپوس لگوپویدس (aeluropus lagopoides) از خویشاوندان هالوفیت گندمیان و از تیره پوآسه است که در خاکهای بسیار شور و در نواحی خشک و نیمه خشک رشد و نمو میکند. شاخصهای متعددی در گیاهان تحت تیمار با غلظتهای مختلف نمک و همچنین اثر مدت زمان تنش شوری 600 میلی مولار سدیم کلراید در کشت هیدروپونیک آن مورد بررسی قرار گرفت. بیان دو ژن پیرولین 5 کربوکسیلات سنتتاز (p5cs) و بتائین آلدهید دهیدروژناز (badh) نیز در شرایط مختلف با روش rt-pcr نیمه کمی بررسی گردید. گرچه که آلوروپوس لگوپویدس یک هالوفیت اختیاری می باشد ولی در مقایسه طول ریشه، اندام هوایی و گیاه کامل و تحت تیمارهای مختلف مشخص شد که بیشترین طول در تیمار 300 میلی مولار سدیم کلراید مشاهده می شود و مقادیر این شاخص ها در غلظت های بیشتر و کمتر از آن کاهش می یابند. نتایج تجزیه واریانس نشان میداد انباشتگی سدیم در غلظت های پایین و متوسط سدیم کلراید در اندام های هوایی از ریشه ها کمتر بوده اما در غلظت های بالای نمک افزایش می یابد. اما محتوای پتاسیم در اندام های هوایی بجز در تیمار های شاهد و 450 میلی مولار سدیم کلراید، در دیگر تیمارها ثابت باقی می ماند. در ریشه ها محتوای سدیم و پتاسیم با افزایش سدیم کلراید محیط کشت کاهش می یافتند. به نظر می رسد که پرولین وگلایسین بتائین نیز در شوری های مختلف نقش های متفاوتی در آلوروپوس لگوپویدس دارند. در غلظت های پایین سدیم کلراید محیط (300-0 میلی مولار)؛در مقایسه با اسمولایت های کاتیونی مقدار آنها برای تنظیم اسمزی تام بسیار ناچیز است و حضور آنها برای محافظت اسمزی آنزیم های سیتوزولی می باشد زیرا توزیع آنها در ریشه و اندام های هوایی متناسب با مقدار سدیم می باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهند که بین انباشتگی پرولین و گلایسین بتائین و بیان ژن های دخیل در بیوسنتز آنها نه در غلظت های مختلف سدیم کلراید و نه در زمان های مختلف تیمار 600 میلی مولار آن در آلوروپوس لگوپویدس مطابقتی وجود ندارد. البته همبستگی بین محتوای سدیم اندام های هوایی و انباشتگی پرولین و گلایسین بتائین مشاهده شد. به نظر می رسد این گیاه هالوفیت اختیاری برای سازگاری با شوری اسمولایت های معدنی و آلی را در زمان و بافت مناسب انباشته می نماید.