بررسي تغييرات الگوي بيان پروتيين ها و آيزوزيم هاي سوپراكسيد ديسموتاز گرهك تحت شرايط تنش خشكي در همزيستي بين نخود با سه سويه Mesorhizobium ciceri

Changes of Expression Pattern of Proteins and Superoxide Dismutase Isozymes of Nodules to Drought Stress in Symbiosis of Chickpea with Three Strains of Mesorhizobium ciceri

در اين تحقيق، نقش سويه ريزوبيوم روي پتانسيل عملكرد همزيستي شان با گياهان نخود (Cicer arietinum L.) تحت شرايط تنش خشكي مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور، سويه هاي M. ciceri (C-15، CP-31 و CP-36) به گياهان نخود مايه زني شده و به مدت چهار هفته در شرايط مطلوب رشد نگهداري شدند. تنش خشكي با توقف آبياري براي 2 و 3 روز اعمال گرديد. ميزان تثبيت نيتروژن در شرايط تنش خشكي در سه سيستم همزيستي كاهش نشان داد، ولي ميزان كاهش در گياهان مايه زني شده با سويه هاي CP-31 و CP-36 بالاتر بود. با آبياري مجدد گياهان تحت تنش خشكي، كاهش در ميزان تثبيت نيتروژن در شرايط تنش خشكي در گياهان مايه زني شده با C-15 تا حدودي جبران شد ولي در گياهان مايه زني شده با سويه هاي CP-31 و CP-36 جبران نشد. تغييرات در الگوي بيان پروتيين هاي گره در گياهان مايه زني شده با سه سويه مورد مطالعه تحت شرايط مطلوب رشد، 2 و 3 روز تنش خشكي و گياهان آبياري مجدد شده بعد از 3 روز تنش خشكي توسط روش SDS-PAGE مورد بررسي قرار گرفت. در گره هاي مايه زني شده با سويه C-15، الگوي پروتييني در پاسخ به تنش خشكي در مقايسه با شاهد تفاوتي را نشان نداد در حالي كه در گره هاي مايه زني شده با سويه هاي CP-31 و CP-36 برخي نوارهاي پروتييني شناسايي شد كه بيان آنها تحت تنش خشكي كاهش پيدا كرده و بعد از آبياري مجدد بازيافت نشدند. تجزيه و تحليل الكتروفورزي آيزوزيم هاي سوپراكسيدديسموتاز در گره هاي حاصل از سه سويه مورد بررسي تفاوت معني داري را تحت شرايط تنش در مقايسه با شاهد نشان ندادند. سطح فعاليت آنزيم سوپراكسيدديسموتاز در گره هاي آلوده شده با سويه C-15 با اعمال تنش خشكي افزايش نشان داد در حالي كه در گره هاي مربوط به سويه هاي CP-31 و CP-36 كاهش پيدا كرد. به اين ترتيب مي توان نتيجه گرفت كه با انتخاب يك سويه مناسب ريزوبيوم مي توان سطح تحمل جمعيت همزيستي را به شرايط تنش خشكي افزايش داد.

In this study, the role of rhizobium strains on symbiotic effectiveness of chickpea plants under drought stress was evaluated. Chickpea (Cicer arietinum L.) plants were inoculated with three strains of Mesorhizobium ciceri (C-15, CP-31 and CP-36) and subsequently were exposed to drought stress by withholding irrigation for two and three days. Nitrogen fixation decreased in three symbiotic associations, but decline level was higher in the plants inoculated with CP-31 and CP-36 strains. Re-watering of plants under drought stress for three days led to a partial recovery of nitrogen fixation rate in C-15 strain, but there was no recovery in CP-31 and CP-36 strains. Changes of protein profiles of the nodules inoculated with the three studied strains were analyzed by using SDS-PAGE under normally irrigated condition, no irrigation for 2 and 3 days, and no irrigation for three days followed by a watering period of three days. Protein pattern in nodules infected with C-15 strain did not change in response to drought stress, but in nodules infected with CP-31and CP-36 strains, some protein bands were identified whose expression specifically decreased under drought and, did not recover after re-watering,. Electrophoresis analysis of superoxide dismutase isoenzymes from nodules infected with the studied three strains did not show significant difference under drought compared with the control. However, after application of drought stress, superoxide dismutase activity of nodules increased in symbiosis with C-15, whereas it decreased in symbiosis with CP-31 and CP-36. In conclusion, tolerance level of symbioses to drought stress could be enhanced by selection of effective rhizobium strains.