اثر سميت آهن بر ميزان بيان نسبي ژن هاي SOD، MDHR و GPX1 در ژنوتيپ هاي حساس و متحمل برنج

The effect of iron stress on the relative expression level of SOD, MDHR and GPX1 genes in tolerant and sensitive genotypes of Rice

افزايش توليد راديكال‌هاي فعال اكسيژن در سطح سلولي در شرايط سميت ناشي از آهن يكي از مهم‌ترين عوامل محدودكننده توليد برنج در زمين‌هاي كشاورزي است. در اين پژوهش، تغييرات ميزان بيان نسبي ژن‌هاي سوپراكسيد‌ديسموتاز (SOD)، گلوتاتيون پراكسيداز (GPX1) و مونودهيدروآسكوربات ردوكتاز (MDHR) در دو ژنوتيپ Pokkali (متحمل) و IR64 (حساس) برنج در سطوح 0 (شاهد)، 100، 250، 400 و 500 ميلي گرم در ليتر آهن (Fe-EDTA) در شرايط هيدروپونيك به مدت 2 هفته در مرحله چهار‌برگي بررسي شد. نتايج نشان داد بيان نسبي همه ژن‌هاي مورد بررسي در همه سطوح تنش در ژنوتيپ Pokkali بيش-تر از IR64 بود. با افزايش سطح تنش ميزان بيان ژن SOD در IR64 افزايش و سپس كاهش يافت. همچنين با افزايش تنش ميزان بيان ژن GPX1 در ژنوتيپ IR64 روندي صعودي و در ژنوتيپ Pokkali روندي نزولي داشت. بيان ژن MDHR در ژنوتيپ IR64 در ابتدا روند نزولي و سپس صعودي داشت. در حالي كه بيان اين ژن در ژنوتيپ Pokkali داراي روند كاهشي بود. به نظر مي‌رسد كه بيش بياني نسبي ژن-هاي مورد بررسي در ژنوتيپ Pokkali نسبت به IR64 و همچنين تفاوت در روند تغييرات بيان ژن در سطوح مختلف تنش آهن مي‌تواند از طريق كاهش ميزان راديكال‌هاي فعال اكسيژن اثر چشمگيري بر ميزان مقاوت گياه به سميت ناشي از آهن داشته باشد.

Increasing of reactive oxygen species (ROS) under iron toxicity is considered as one of the major constraints to rice production. In this study the alterations of SOD, GPX1 and MDHR expression level in two genotypes of rice, Pokkali (as tolerant) and IR64 (as sensitive) were monitored under different concentrations of iron levels [(0) (nonstress)], 100, 250, 400 and 500 mg/lit-1Fe-EDTA). The treatments were done when the plants were at 4-leaf stage and lasted for two weeks. Results showed that the expression levels of genes in Pokkali were higher than IR64. The expression level of SOD in IR64, increased at iron concentration increased, while it decreased at higher Fe-level. The expression level of GPX1 was increased in IR64, but decreased in Pokkali. The expression level of MDHR in IR64 was decreased at early stage of Fe-treatment, but then increased. Inversely, in Pokkali MDHR expression reduced constantly under Fe stress. Overall, the relative over expression of genes in Pokkali and presence of different expression levels of them between different concentrations of Fe in tolerant and sensitive genotypes indicate that the gene could remarkably effect on the tolerant level of pokkali by reducing ROS production under Fe-toxicity