عنوان پایان‌نامه
تاثیر تنش خشکی بر صفات فیزیولوژیک و الگوی بیان پروتئینها در جو
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-اصلاح نباتات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 5299;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57551
- تاریخ دفاع
- ۰۱ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- رضا کشاورزنیا
- استاد راهنما
- ولی اله محمدی
- چکیده
- خشکی مهمترین عامل ایجاد محدودیت در رشد و عملکرد گیاهان زراعی در بسیاری از مناطق دنیاست. جو چهارمین غله تجاری دنیا بعد از گندم، برنج و ذرت بوده و در تغذیه دام، انسان و همچنین تولید مالت از اهمیت بسزایی برخوردار است. گیاهان به تنشهای آبی از طریق سازوکارهای چندگانه فیزیولوژیکی در سطح یاخته، بافت و در سطح کل گیاه پاسخ میدهند. پروتئومیکس به طور مستقیم برای بررسی اجزای یک فرآیند بیولوژیکی و سطوح کمی آنها به کار گرفته می شود. به منظور بررسی اثر تنش خشکی بر صفات فیزیولوژیک و الگوی بیان پروتئین ها در جو، آزمایشی در قالب طرح فاکتوریل کاملا تصادفی با سه تکرار در سال 1390 در گلخانه آزمایشی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران انجام گرفت. تیمارهای آبیاری شامل یک سطح آبیاری طبیعی در حد ظرفیت زراعی، تنش 50% آب قابل مصرف و تنش 20% آب قابل مصرف بود و ارقام عبارت بودند از سه رقم جو زراعی به نام های یوسف(متحمل)، موروکو(حساس) وفجر30(نیمه حساس) و یک رقم جو بومی وحشی. آبیاری برای همه گیاهان تا شروع مرحله چهار برگی بر اساس ظرفیت زراعی خاک صورت گرفت و در شروع مرحله چهار برگی تیمارهای تنش به صورت قطع آبیاری اعمال شد. نتایج تجزیه واریانس و مقایسات میانگین حاصل از دادههای فیزیولوژیک نشان داد که ارقام از لحاظ کلیه صفات تفاوت معنیداری داشتند و دمای برگ، هدایت روزنهای، سبزینگی، محتوای نسبی آب برگ، حجم ریشه، وزن خشک اندام هوایی و ریشه و پتانسیل آبی و اسمزی بین رژیم های آبیاری تفاوت معنیداری نشان دادند. ارقام متحمل یوسف و وحشی نسبت به ارقام دیگر به طور معنیداری محتوای نسبی آب، هدایت روزنهای، عمق ریشه و تنظیم اسمزی بالاتری در تیمار خشکی داشتند. بعلاوه یوسف و رقم وحشی در شرایط تنش تنظیم اسمزی بالاتری داشتند و عمق ریشه آنها نیز نسبت به شاهد افزایش یافته بود که نشان می دهد تحمل این دو رقم به خشکی از طریق این صفات صورت گرفته است. در حالی که رقم حساس موروکو تنظیم اسمزی پایین و عمق ریشه کمتری داشت. نتایج پروتئومیکس نشان داد که در رقم متحمل یوسف میزان بیان23 لکه پروتئینی در اثر تنش خشکی به طور معنی داری تغییر کرده بود که از میان آنها بیان 5 لکه افزایش و بیان 18 لکه کاهش یافته بود. همچنین در رقم حساس موروکو 3 بیان 30 لکه پروتئینی تغییر کرده بود، به طوری که بیان 17 لکه افزایش و بیان 13 لکه کاهش نشان می داد. این لکه ها به منظور شناسایی نوع پروتئین های موثر در تنش خشکی تجزیه و توالی یابی خواهند شد.
- Abstract
- Drought is the main factor limiting the growth and yield of crops in many parts of the world. Barley is the fourth most important cereal in the world after wheat, rice and corn due to its usage as feed, food and malt production. Plants respond to water stress through multiple physiological mechanisms in the cell, tissue and whole plant levels. Proteomics is widely used to study the components of a biological process and their quantity.To study the effect of drought stress on physiological characteristics and patterns of protein expression in barley a factorial experiment in a completely randomized design with three replications was carried out in the greenhouse of the Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran in 2012. Three moisture regimes applied including a normal irrigation at field capacity, and drought stress at 20% and 50% available water. Three barley commercial cultivars, Yousef(tolerant),Morocco(sensitive), Fajr30(semi-sensitive), and a wild barley Iranian landrace(tolerant), were used. Allplants were normally watered until four-leaf stage. Analysis of variance and mean comparisons of physiological data revealedthat varieties were significantly different in all of the traits measured. Moisture regimes were significantly different for Leaf temperature, stomatal conductance, chlorophyll content, relative water content, root volume, root and shoot dry weight, water potential and osmotic adjustment. Yousef and wild landrace had significantly higher relative water content, stomatal conductance, osmotic adjustment and root depth under drought stress. These two had higher osmotic adjustment and their root depth increased under stress compared to control indicating that the tolerance of Yousef and wild landrace arised from osmotic adjustment and root growth. While Morocco (sensitive) showed low osmotic adjustment and root depth under drought stress. Proteomics results demonstrated that the expression of 23 protein spots was significantly changed under drought stress in Yousef, with 5 spots up-regulated and 18 spots down-regulted. In susceptible cultivar, Moroco, 30 protein spots were significantly changed under stress, with 17 spots up-regulated and 13 spots down-regulted. These spots will be farther analyzed and sequenced to identify proteins involved in barley drought tolerance. Keywords Drought, barley, physiological traits, Proteomics
