تغيير متابوليكي مسير اكسي ليپين در پاسخ به تنش سرما در نخود

Metabolic change of oxylipin pathway in cold responses of chickpea plants

اكسي ليپين ها، محصولات اكسيداسيون اسيد هاي چرب غشا در جهت سازگاري به تنش هاي زنده و غير زنده محسوب مي شوند. در اين پژوهش تجمع ميزان مالون دي آلدهيد (به عنوان شاخص خسارت غشا)، فعاليت آنزيم ليپوكسيژناز (LOX)، آلن اكسيد سينتاز (AOS) و ميزان رونوشت ژن هاي LOX، AOS و آلن اكسيد سيكلاز (AOC) به كمك واكنش زنجيره اي پليمراز در زمان واقعي (QPCR) در دو ژنوتيپ متحمل (Sel96Th11439) و حساس (ILC533) نخود (Cicer arietinum L.) زراعي تحت تنش سرماي 4 درجه سانتي گراد به مدت 6 روز بررسي شد. تحت تنش سرما ميزان مالون دي آلدهيد به طور معني داري در ژنوتيپ ها افزايش يافت طوري كه در ژنوتيپ حساس بيشترين افزايش در روز ششم اعمال تنش سرما (تا 57 درصد) مشاهده شد در حالي كه در ژنوتيپ متحمل پس از افزايش در روز اول تغيير معني دار نداشت. اين افزايش نسبي ميزان مالون دي آلدهيد در ژنوتيپ متحمل در روز اول تنش سرما احتمالا نقش انتقال سيگنال و القا مكانيسم هاي دفاعي داشت. ميزان فعاليت آنزيم LOX و AOS در تيمارهاي زماني تنش افزايش معني دار نشان داد اگرچه اين ميزان در ژنوتيپ متحمل نسبت به ژنوتيپ حساس در سطح كمتري بود. بنابراين فعاليت مسير اكسي ليپين تحت تنش سرما در نخود احتمالا منجر به توليد هورمون جاسمونيك اسيد و در نتيجه تحريك و القا ژن هاي دفاعي در گياه شود. آناليز بيان ژن هاي LOX، AOS و AOC به كمك نرم افزار REST تاييد كننده روند تغيير اجزاي مسير اكسي ليپين بود. بنابراين درجه تحمل به سرما در ژنوتيپ متحمل با كنترل ميزان خسارت هاي سلولي و فعاليت مسير اكسي ليپين در ارتباط است.

Oxylipins the products of fatty acid oxidation, to acclimate biotic and abiotic stresses. In this study, we evaluate the effects of cold stress by measuring manlodialdehyde (as membrane damage index), the activity of lipoxygenase (LOX) and allene oxide synthase (AOS) enzymes, the levels of transcript LOX, AOS and allene oxide cyclase (AOC) genes using quantitative reverse-transcriptase polymerase chain reaction (qPCR) under cold stress (4°C) in tolerant (Sel96Th11439) and susceptible (ILC533) chickpea (Cicer arietinum L.) genotypes. The data analysis revealed that under cold stress, MDA content significantly increased in both genotypes so that MDA content in susceptible plants was maximum on day 6 of cold stress ( by 57%) whereas in tolerant genotype, after an increase on day 1 of cold stress its content did not significantly change. Such increase in MDA content showed signaling role and induction of defense mechanisms in tolerant genotype. Under cold stress, the activity of LOX and AOS significantly increased in susceptible genotype compared to tolerant one. Therefore, the activity of AOS pathway, as main pathway of oxylipin was considered in chickpea under cold stress, indicating probably its role in creating jasmonates and induction of defense genes. The analysis of transcription level of LOX, AOS and AOC genes with REST software confirmed changes in oxylipin components. Thus degree of cold tolerance in tolerant plants was related with cell damages content and the activity of oxylipin pathway under cold stress.