عنوان پایان‌نامه
بررسی بیوشیمیایی و مولکولی گیاهان تراریخت ۲ AtEXPB در شرایط نرمال و تحت تنش اسمزی
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی -بیوتکنولوژی کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6796;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73541;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6796;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73541
- تاریخ دفاع
- ۲۵ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- مریم چاله کائی
- استاد راهنما
- علیرضا عباسی
- چکیده
- تنش اسمزی به علت تغییرات چشمگیر پتانسیل آبی محیط در گیاهان ایجاد می‌شود. در شرایط طبیعی غلظت بالای نمک و خشکی از اصلی‌ترین دلایل تنش اسمزی در گیاهان محسوب می‌شود. دو تنش شوری و خشکی از مهم‌ترین عوامل کاهش تولید گیاهان زراعی می‌باشد. اسیدی‌شدن دیواره‌سلولی معتبرترین علت توسعه‌پذیری سریع سلول‌ها است. اکسپنسین‌ها نوعی پروتئین سست کننده دیواره سلولی هستند که به‌واسطه تغییرات اسیدیته، قادربه انبساط دیواره سلولی می‌باشند. در این مطالعه گیاهان تراریخت شده با ژن AtEXPB2 از نظر برخی صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و مولکولی در شرایط تنش شوری و خشکی و همچنین شرایط بدون تنش مورد آزمایش قرارگرفتند. گیاهان مورد مطالعه شامل لاین‌های تراریخت L3، L4 و L9 به همراه گیاه شاهد بوده اند. پس از کشت بذر در محیط کشت انتخابی MS گروهی از گیاهچه‌ها جهت بررسی بهتر سیستم ریشه‌ای در محلول هوگلند پرورش یافتند. علاوه بر آن گروهی از گیاهچه‌ها نیز در خاک کشت شدند و سپس به گلخانه منتقل شدند. گیاهان درون گلخانه تحت تنش شوری با سطوح تیماری صفر (آب مقطر)، 100، 200 و 300 میلی‌مولار و خشکی با سطوح تیماری آبیاری نرمال در حد ظرفیت زراعی، آبیاری 75%، 50% و 25% ظرفیت زراعی قرارگرفتند. مطالعات مربوطه به ریشه گیاهان، بسط و توسعه سلولی را در گیاهان تراریخت تأیید کرده است. تنش سبب افزایش نشت یونی، مالون دی‌الدهید شد. اما این افزایش در لاین‌های تراریخت کمتر از شاهد بود. همچنین تنش سبب افزایش میزان پرولین در گیاهان شد که افزایش این صفت در گیاهان تراریخت بیش‌تر از شاهد بود. میزان کاهش محتوای آب نسبی نیز در گیاهان تراریخت کمتر از شاهد بود. تنش همچنین سبب کاهش میزان کلروفیل و کاروتنوئید در گیاهان شد. گیاهان تراریخت تحت تنش شوری عملکرد بهتری نسبت به تنش خشکی در این صفت داشتند و نسبت به گیاه شاهد برتری داشتند. همچنین گیاهان تراریخت در صفاتی از جمله تعداد کپسول، وزن کپسول، وزن بذر و تعداد دانه در کپسول بهتر از گیاهان شاهد عمل کردند. به بیان دیگر ازنظر عملکرد دانه تحت شرایط تنشی عملکرد بالاتری از گیاه شاهد داشتند. با افزایش شدت تنش، فعالیت آنزیم‌های گایاکول پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز افزایش و فعالیت آنزیم کاتالاز کاهش یافت. لاین‌های تراریخت از نظر آنزیم‌ها عملکرد بهتری از گیاهان شاهد نشان دادند بیان ژنAtEXPB2 در گیاهان تراریخت تحت تنش شوری و خشکی افزایش یافت. به صورت کلی در اکثر صفات اندازه‌گیری شده، لاین‌های تراریخت رفتار مناسب‌تری در شرایط تنشی و غیر تنشی در مقایسه با گیاهان شاهد از خود نشان‌داده‌اند.
- Abstract
- Significant changes in water potentials in the environment can impose osmotic stress to plants. Under natural conditions, high salinity and drought are the major causes of osmotic stress to plants. Acidification of cell wall is the most valid cause of fast cell expansion. Expansins are a kind of wall loosening protein that can expand wall through pH changes. In this study transgenic AtEXPB2 plants were investigated under salinity and drought stress as well as normal condition. Subsequently some of their morphological, physiological, biochemical and molecular traits were measured. Plant materials were transgenic lines; L3, l4, l9 and wide type plant as control. Seeds of three transgenic lines and control were cultured in selective MS and MS medium, respectively. Then some of seedlings were grown in greenhouse and others were grown in Hoagland nutrient solution for better evaluation of root morphology. Salinity and drought stress were induced on plants that had been grown in greenhouse and after finishing inducing stress samples were collected from leaves. Extension and elongation of root cell was found through root evaluation. Stress increased the amount of ELI and MDA and proline. But increase of ELI and MDA in transgenic lines were lower than wild type and also increase of proline was higher in transgenic lines. Amount of RWC decrease was lower in transgenic lines than wild type. Applied stress also reduced Chlorophyll a and b and carotenoids content in plants. Transgenic lines under salinity stress had a better performance than transgenic plants under drought stress in these traits and control plants. Transgenic lines was better than wild type plant in some morphological parameters like capsule number, capsule weight, total seed weight and capsule seed number. In other word seed yield was higher in transgenic lines than control. Enzymatic activity of Guaiacol peroxidase (GPX) and polyphenol oxidase (PPO) increased by elevating the stress intensity while catalase (CAT) decreased. Transgenic lines had a better performance in enzyme activity. Relative expression of AtEXPB2 gene increased in transgenic plants under drought and salinity stress. Relative expression of H+-ATPase iccrease in transgenic and control plants but its amount was higher in transgenic lines. Key words: AtEXPB2, Expansin, Cell wall extension, Stress, Transgenic plant.
