ثرات اليسيتور نانو ذرات نقره و تنش خشكي بر بيان ژن بتاكاروتن هيدروكسيلاز (bch) بر عملكرد كارتنوئيد زعفران (Crocus sativus L.)

Effects of silver nanoparticles elicitor and drought stress on the expression of beta-carotene hydroxylase (bch) gene on the yield of saffron carotenoid (Crocus sativus L.)

اين پژوهش به منظور بررسي تاثير تنش خشكي و نانو ذرات نقره بر بيان ژن بتاكاروتن هيدروكسيلاز (bch) و توليد كارتنوئيد در گياه زعفران انجام شد. آزمايش در دو سطح آبياري نرمال و تنش خشكي كامل بر روي نه اكوتيپ زعفران در سه سطح، شاهد (آب مقطر)، 55 و 110 پي پي ام نانو ذرات نقره پياده شد. اين بررسي به صورت اسپيلت پلات فاكتوريل در قالب طرح بلوك هاي كامل تصادفي در دو تكرار در مزرعه تحقيقاتي دانشگاه بيرجند و پژوهشكده زيست فناوري دانشگاه زابل انجام شد. بعد از تهيه نمونه هاي برگي از تمامي تيمار ها، استخراج RNA، ساخت cDNA و تعيين شيب دمايي، جهت بررسي الگوي بيان ژن از واكنش Real Time PCR استفاده شد. سپس داده ها با نرم افزارهاي GenEX و SAS 9.2 مورد تجزيه و تحليل قرار گرفتند. اثرات اصلي تيمارهاي اكوتيپ ، نانوذره نقره و تنش خشكي و اثرات متقابل آن ها براي بيان ژن bch و ميزان كارتنوئيد در سطح احتمال يك درصد معني دار شد. حداكثر بيان ژن bch و مقدار كارتنوئيد در سطح 55 پي پي ام نانوذره نقره تحت تنش خشكي در اكوتيپ قاين (به ترتيب 1478/62 و 21/37 ميكروگرم بر گرم وزن تر) مشاهده شد. در نتيجه، تنش خشكي و نانوذره نقره تا سطح 55 پي پي ام موجب افزايش بيان ژن bch و ميزان توليد كارتنوئيد شده است.

This study aimed to investigate the effect of drought stress and silver nanoparticles on beta-carotene hydroxylase (bch) gene expression and carotenoid production in saffron. The experiment was implemented in two levels including normal irrigation and full drought stress on nine ecotypes of saffron in three levels: control (distilled water), 55 and 110 ppm of silver nanoparticles levels. This study was conducted in split plot factorial experiment based on randomized complete block design with two replications at research field of Birjand University and biotechnology institute of Zabol University.In order to examine gene expression pattern, after taking leaf samples from all treatments, RNA extraction, cDNA synthesis and determination of temperature gradient, Real time polymerase chain reaction (Real-Time PCR) was used. Then, Data were analyzed using EX and SAS 9.2 software. The main effects of treatments with nine ecotypes of saffron, silver nanoparticle and drought stress and their interaction effects for bch gene expression and amount of carotenoid were significant at 1% probability level. The maximum bch gene expression and the amount of carotenoid was observed in 55 ppm of silver nanoparticles under drought stress in Ghaen ecotype (1478.62 & 21.37 μg.g-1, respectively). Therefore, drought stress and silver Nanoparticles up to 55ppm increased bch gene expression and carotenoid production