پروفيل پروتئيني گندم تحت تنش خشكي و نانوكلات پتاسيم

Protein Profile in Wheat as Affected by Drought Stress and Nano-Chelate Potassium

سيستم هاي مقاومتي گياهان از جمله گندم در مقابل تنش ها توسط روش هاي متعددي از جمله مواد شيميايي مانند نانوكلات پتاسيم تحريك ميگردد. به منظور بررسي پروفيل پروتئيني گندم تحت تنش خشكي، آزمايشي به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با 3 تكرار انجام گرفت. فاكتور اول شامل تنش خشكي در سه سطح (85 ،60 و 35 درصد ظرفيت زراعي) و فاكتور دوم سه رقم گندم (زاگرس، چمران و كوهدشت) و فاكتور سوم سه سطح نانوكلات پتاسيم با غلظت هاي (صفر، 25 ،45 و 65 ppm ) بودند. تنش كم آبي در مرحله ي سه برگچه اي بر اساس ظرفيت زراعي به گلدان ها اعمال و سه روز پس از آن، نانوكلات پتاسيم با غلظت هاي مشخص روي برگ هاي گندم محلول پاشي شدند. بررسي ها نشان دادند در اثر تيمار نانوكلات پتاسيم غلظت اسيد آمينه پرولين و كربوهيدرات كه در مكانيسم هاي دفاعي گياه نقش اساسي دارند، افزايش يافتند. ميزان فعاليت كاتالاز و پلي فنلا اكسيداز با افزايش غلظت نانوكلات پتاسيم كاهش و برعكس ميزان فعاليت پراكسيداز افزايش يافت. نتايج حاصل از مطالعات پروتئوميكسي با استفاده از الكتروفورز دو بعدي نشان داد كه بروز پروتئين هاي مؤثر كه ناشي از نانوكلات پتاسيم در ارتباط مستقيم با سيستم دفاعي به صورت لكه هاي 11 ،6 ،5 ،14 و 19 ظاهر شدند. پروتئين هاي بيان شده در اين آزمايش شامل برخي از آنزيم هاي سيستم دفاعي مانند آسكوربات پراكسيدازها، گلوتاتيون s ترانسفرازها و پروتئين هاي شوك حرارتي بودند. همچنين، آنزيم هاي كليدي چرخه گليكوليز و چرخه تري كربوكسيليك اسيد شامل ايزوسيترات دهيدروژناز، تريوزفسفات ايزومراز، سفوگليكونات دهيدروژناز، گليسرآلدهيد 3 فسفات دهيدروژناز، فروكتوز بيس فسفات بيان شدند اين امر نشانگر اين موضــوع مي باشد كه تيمار نانوكلات پتاسيم، سطح گلوكز، فروكتـوز و سـاكارز و فـراواني سـاير آنزيم هاي مرتبط با تنش هاي زيستي و غير زيستي را افزايش ميدهد.

Tolerant systems in plants including wheat are affected by several chemical factors, like nano-chelate potassium. Use of nano-chelated potassium under drought stress reduces its negative effects and increase yield. To study protein profiles of wheat under drought stress, a factorial experiment based on completely randomized design with three replications was performed. The first factore was three levels of irrigation (85%, 60% and 35% field capacity), the second factor consisted of three wheat cultivars (Zagros, Chamran and Kuhdasht) and the third factor consisted of four nano-chelated potassium concentrations (zero, 25, 45، 65 ppm). The results showed that concentrations of proline and carbohydrates which play a major role in plant defense mechanisms due to nano-chelated potassium treatment were increased. Catalase and butpolyphenol oxidase activity decreased with increasing concentrations of nano-chelate potassium, while peroxidase activity increased. The results of two dimentional electrophoretic studies showed changes of protein expression, due to the effect of nano-chelated potassium as a direct contact with the defensive system against drought stresses, such as 11, 6, 5, 19, 14 bands. Nano-chelated potassium is also associated with proteins involved in the metabolism of carbohydrates and protein and final energy production.