اثر پرایمینگ بر فعالیت و بیان ژن‌های آنزیم‌های آنتی اکسیدانت در بذرهای فرسوده برنج

تحقیقات بذر

مقاله 5، دوره 11، شماره 41، اسفند 1400، صفحه 46-54   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jsr.2022.1928952.1210

نویسندگان

حمیده علیدوست¹؛ محمد صدقی²؛ رئوف سید شریفی²؛ طیبه سعادت^{* 1}

¹دانشجوی دانشگاه محقق اردبیلی

²هیئت علمی دانشگاه

چکیده

به منظور بررسی اثر پرایمینگ بر ویژگی‎های جوانه‌زنی، فعالیت و بیان ژن آنزیم‌های آنتی‎اکسیدانت بذور فرسوده برنج، آزمایشی در سال 1399 در دانشگاه محقق اردبیلی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 4 تکرار و 12 تیمار شامل 3 سطح فرسودگی (شاهد، 87 و 77% جوانه‌زنی) و 4 سطح پرایمینگ (بدون پرایمینگ، هیدروپرایمینگ، پرایمینگ با جیبرلین (20 میلی‌گرم در لیتر) و اسیدسالیسیلیک (100 میلی‌گرم در لیتر)) انجام شد. پس از استخراج RNAو ساخت cDNA بررسی بیان ژن‌های آنزیم‌های آنتی‎اکسیدانت با استفاده از qRT-PCR ، فعالیت آنزیم‌های آنتی‎اکسیدانت و برخی ویژگی‎های جوانه‌زنی سنجیده شد. نتایج نشان داد که بیش‌ترین سرعت جوانه‌زنی از تیمار پرایمینگ با جیبرلین و بدون فرسودگی و بیش‌ترین فعالیت آنزیم کاتالاز (87/21 میلی‌گرم/گرم در دقیقه)، پراکسیداز (47/66 میلی‌گرم/گرم در دقیقه) و سوپراکسیددیسموتاز (52/152 میلی‌گرم/گرم در دقیقه) در پیش تیمار جیبرلین و 77% فرسودگی و کم‌ترین فعالیت این آنزیم‌ها مربوط به تیمار بدون پرایمینگ و بدون فرسودگی (به ترتیب 32/14،02/45 و 9/108 میلی‌گرم/گرم در دقیقه) بود. همچنین آنالیز داده‌های qRT-PCR حاکی از آن بود که بیان ژن آنزیم پراکسیداز در پیش تیمار جیبرلین و سطح بدون فرسودگی، بیشتر از بیان سایر آنزیم‌ها بود. درکل، استفاده از پیش تیمار جیبرلین موجب تقویت فیزیولوژیکی بذرهای ضعیف برنج شد و از این تیمار میتوان جهت افزایش بنیه بذرهای ضعیف استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانت؛ بیان ژن؛ پراکسیداز؛ سوپر اکسید دیسموتاز؛ کاتالاز

مراجع

Aebi, H. 1984. Catalase in vitro. Methods of Enzymology. 105: 121-126.

Alivand, R., Tavakkol Afshari, R. and Sharif-zadeh, F. 2012. The study of deterioration in oil seed crops under different storage conditions. Msc. Thesis. University of Tehran, Iran.

Ansari, O. and Sharif Zadeh, F. 2012. Slow Moisture Content Reduction (SMCR) can improve some seed germination indexes in primed seeds of Mountain Rye (Secale montanum) under accelerated aging conditions. J. Seed Sci. Technol. 2(2): 68-76.

Ansari, O. and Sharif-Zadeh, F. 2013. Enzyme activity and germination characteristics improved with treatments that extend vigor of primed Mountain Rye Seeds under ageing. Theo. Exper Plant. Physio. 25(3): 1-6.

Azarnia, M. and Eisvand, H.R. 2013 (b). Priming is a method for improve seed quality for increase growth and yield crop. Res. field. horti. crops. 2: 277-287

Bailly, C., Benamer, A., Cornineau, F. and Come, D. 2000. Antioxidant systems in sunflower (Helianthus annuus L.) seeds as affected by priming. Seed Sci. Res. 10: 35-42

Driscol, LO. 2011. Gene Expression profiling- Methods and Protocols, 2nd Edition. Humana Press. Sprin. Prot. P27

Foyer, C.H., Lelandais, M. and Kunert, K.J. 1994. Photooxidative stress in plants. Physiol. Plant. 92: 696-717.

Grilli, I., Bacci, E., Lombardi, T., Spano, C. and Floris, C. 1995. Natural Aging: Poly (A) polymerase in germination embryos of Triticum durum wheat. An. Bot. 76: 15–21.

Giannopolitis, C. N. and Ries, S. K. 1977. Suoeroxide dismutase. I. Occurrence in higher plants. J.Plant Physiol. 59: 309-314

Hsu, C.C., Chen, C.L., Chen, J.J. and Sung, J.M. 2003. Accelerated aging-enhanced lipid peroxidation in bitter gourd seeds and effects of priming and hot water soaking treatments. Sci. Horti. 98: 201-212.

Kaewnaree, P., Vichitphan, S., Klanrit, P., Siri, B. and Vichitphan, K. 2011. Effect of accelerated Aging Process on Seed Quality and Biochemical Changes in Sweet Pepper (Capsicum annuum L.). Seed Biot. 10(2): 175-182.

Livak, K.J. and Schmittgen, T.D. 2001. Analysis of relative gene expression data using real time quantitative PCR and the 2-ΔΔCT method. Methods. 25: 402-408.

Mahmodi Jaraghili, P., Mohajl Shojah, H. and Mohajl Kazemi, E. 2016. Evaluation of the effect of salinity on germination rate and expression of antioxidant genes in two cultivars of tomato plant. Gen.Engin.. Biologi.Safety. 5(1): 51-59

MacDonald, M.B. 1999. Seed deterioration: physiology, repaired and assessment. Seed Sci.Technol. 27: 177-237.

MacAdam, J.W., Nelson, R. and Sharp, E. 1992. Peroxidase activity in the leaf elongation zone of tall fescue. Plant Physiol. 99: 872-878.

Nims, E., Dubois, C.P., Roberts, S.C. and Walker, E.L. 2006. Expression profiling of genes involved in paclitaxel biosynthesis for targeted metabolic engineering. Meta. Engin. 8: 385-394.

Nourmohammadi, A., Siadat, S.A. and Kashani, A. 2004. Grain Growing, Shahid Chamran University Press. 1(7): 307-241

Pylee, Y., Baek, K.H., Lee, H.S., Kwak, S.S., Bang, J.W. and Kwon, S.Y. 2010. Tobacco seeds simultaneously over-expressing Cu/Zn SOD and APX display enhanced seed longevity and germination rates under stress conditions. J. Exp. Bot. 61(9): 2499-2506.

Sairam, R.K., Rao K. V. and Srivastava, G.C. 2002. Differential response of wheat genotypes to long term salinity stress in relation to oxidative stress, antioxidant activity and osmolyteconcentration. Plant Sci. 163: 1037-1046.

Seiadat, A., Moosavi, A. and Sharafi-Zadeh, M. 2011. Effect of hormone priming on improvement of aged Corn seed. J. crop physiol. 10: 68-83.

Seiadat, S.A., Moosavi A. and Sharafizadeh, M. 2012. Effect of seed priming on antioxidant activity and germination characteristics of maize seeds under different aging treatments. Res. J. Seed. Sci. 5: 51-62.

Shim, I.S., Momose, Y., Yamamoto, A., Kim, D.W. and Usui, K. 2003. Inhibition of catalase activity by oxidative stress and its relationship to salicylic acid accumulation in plants. Plant Growth Regul. 39(3): 285-292.

Sung, F.J. and Chang, Y.H. 1993. Biochemical activities associated with priming of sweet corn seeds to improve vigor. Seed Sci. Technol. 21: 97-105

Varier, A., Kuriakose, A. and Dadlani, M. 2010. The subcellular basis of seed priming. Current Sci. 99 (4): 450-456.

Wahid, A., Noreen, A., Basra, S.M.A., Gelani, S. and Farooq, M. 2008. Priming-induced metabolic changes sunflower (Helianthus annuus) achenes improve germination and seedling. growth. Bot. Stud. 49: 343-350.

Wei, S. 2014. Comparative Analysis of Gene Expression in Two Muskmelon Cultivars (Cucumis melo L.) under salt stress. J. Integr. Agric. 13: 2132-2140

 Yazdi Samadi, B. and Valizadeh, M. 2007. Genetic from a molecular point of view. Tehran University Press. p 447