بررسي اثر تنش كمبود آب و باكتري‌هاي تقويت كننده رشد گياه بر برخي از صفات ريخت‌شناسي و بيان ژن‌هاي Tdc و Str در ريشه گياه پروانش (Catharanthus roseus)

Evaluation of water deficite stress and plant growth-promoting rhizobacteria effect on some of morphological traits and expression level of TDC and STR at the root of Catharanthus roseus

گياه پروانش يكي از پركاربردترين گياهان دارويي است. افزايش مقدار ترپنوئيد ايندول آلكالوئيدها (TIA) در اندام‌هاي اين گياه از طريق اعمال تيمارهاي زيستي و غير زيستي يكي از اهداف فعاليت‌هاي اصلاحي مي‌باشد. در اين بررسي تاثير دو گونه از باكتري‌هاي تقويت‌گر رشد Pseudomonas fluorescens و Azospirillum brasilense به صورت جداگانه و تركيبي همراه با دو سطح تيمار رطوبتي به صورت آزمايش فاكتوريل بر پايه طرح بلوك-هاي كامل تصادفي در سه تكرار مورد آزمايش قرار گرفتند. اثر تيمارها 30 روز پس از اعمال تنش رطوبتي بر برخي صفات ريخت‌شناسي و نيز بيان دو ژن Tdc و Str در ريشه گياه پروانش با استفاده از تكنيك qRT-PCR بررسي گرديد. تنش كمبود آب، رشد طولي ريشه را به طور معني‌داري افزايش داد ولي تاثير معني‌داري بر بيان ژن‌ها نداشت. باكتري A. brasilense در شرايط عدم تنش، با افزايش طول، حجم و سطح ريشه، افزايش معني‌دار بيان ژن كليدي Str را در پي داشت. باكتري P. fluorescens نيز با وجود كاهش مقادير صفات رويشي، تاثير مثبت و معني‌داري بر بيان ژن-هاي مورد بررسي در شرايط عدم تنش و تنش نسبت به گياهان شاهد داشت. از نظر تاثير بر بيان ژن‌هاي مورد بررسي، دو گونه باكتريايي به‌طور جداگانه، نسبت به تلقيح تركيبي، بهتر عمل نموده و بيان ژن‌ها را در هر دو شرايط رطوبتي نسبت به گياهان شاهد بدون تنش و تحت تنش افزايش دادند. انتظار مي‌رود با افزايش بيان دو ژن Tdc و Str محصول اين ژن‌ها و محصولات نهايي مسير بيوسنتزي انواع TIA از جمله مقدار آجماليسين در ريشه گياه پروانش افزايش يابد.

Catharanthus roseus is one of the most extensively investigated medicinal plants. Increase the concentrations of TIAs in plant organs, by biotic and abiotic treatments, is an important breeding objective on C. roseus. The effect of plant growth promoting rhizobacteria, Pseudomonas fluorescens and Azospirillum brasilense separately and in combination along with moisture treatment at two levels were tested in Catharanthus roseus as a factorial experiment based on randomized complete block design in three replications. Effect of treatments was evaluated 30 days after applying moisture treatments on some of morphological traits and Tdc and Str genes expression at the root of plant using qRT-PCR reaction. Water deficit significantly increased root length but it had no significant effect on the expression of these genes. Treatment with A. brasilense in normal condition enhanced length, volume and surface of roots, also significantly increased Str key gene expression. P. fluorescens had a positive and significant effect on the expression of the studied genes under normal and stress conditions compared to the control plants, despite the decrease in the amount of morphological traits. P. fluorescens and A. brasilense, separately, performed better in terms of their effects on the expression of the studied genes and increased the gene expression in normal and stress conditions compared to control plants. It is expected that by increasing the expression of Tdc and Str genes, the product of these genes as well as the final products of TIAs biosynthetic pathway, including ajmalicin content enhance at the root of periwinkle plant.