اثر نانو ذرات تيتانيوم دي اكسيد بر الگوي بيان ژن كاتالاز و برخي خصوصيات بيوشيميايي گندم زراعي در شرايط تنش خشكي

Effect of Titanium Dioxide Nanoparticles on CAT1 gene expression and Physiological Characteristics of Wheat Crop during Drought stress

خشكي از عمده ترين خطرات براي توليد مطلوب گندم مي باشد. در اين آزمايش پاسخ الگوي بيان ژن كاتالاز و ميزان آنزيم و برخي خصوصيات بيوشيميايي به تنش خشكي در دو ژنوتيپ متحمل (كوير) و حساس (شاهپسند) گندم زراعي تحت تيمار ده ميليگرم بر ليتر نانوذره تيتانيوم دي اكسيد (TiO2) بررسي شد. نتايج نشان داد تحت تنش خشكي محتواي پراكسيد هيدروژن (H2O2) در گياهان حساس در مقايسه با گياهان متحمل به طور معني¬داري افزايش يافت. نانو ذرات TiO2 باعث كاهش معني داري در محتواي H2O2 شده به طوري كه ژنوتيپ هاي متحمل، محتواي H2O2 پايين تري در مقايسه با ژنوتيپ¬هاي حساس نشان دادند. اين كاهش اغلب با افزايش بيان نسبي ژن CAT و آنزيم كاتالاز به منظور محافظت از تنش خشكي در ژنوتيپ متحمل در مقايسه با ژنوتيپ حساس و همچنين در گياهان تيمار شده با نانو ذرات TiO2 در مقايسه با گياهان شاهد همراه بود كه بيانگر افزايش درجه تحمل به خشكي در اثر حفاظت از سلول در برابر گونه هاي اكسيژن فعال بود و به توانايي گياه گندم براي بقا و يا بهبود خسارت سلولي آن طي تنش خشكي كمك مي¬كند و احتمالاً منجر به پايداري عملكرد تحت شرايط مزرعه خواهد شد.

Abstract Drought is one of the main dangers for optimum production of wheat. In this experiment, some physiological responses to drought stress were investigated in two tolerant (Kavir) and susceptible (Shahpasand) wheat genotypes treated with 10 mg / l Titanium Dioxide (TiO2) nanoparticles. The results showed that under drought stress, the content of hydrogen peroxide (H2O2) in sensitive plants increased significantly compared to tolerant plants. TiO2 nanoparticles caused a significant decrease in H2O2 content, so that the content of H2O2 was lower in tolerant genotypes than sensitive ones. This reduction was often associated with increasing catalase enzymes(CAT) to protect drought stress in tolerant genotype compared to sensitive ones as well as in plants treated with TiO2 nanoparticles compared to control plants, which indicated an increase in the degree of drought tolerance due to cellular protection against reactive oxygen species and help the ability of wheat to survive or improve its cellular damage during drought stress and lead to yield stability under field conditions possibly.