تغییرات مداوم آب وهوا، مسئول القای چندین عامل تنش­زا در گیاهان می­باشد. در بین این عوامل، خشکی به­عنوان مهم­ترین تنش غیرزیستی شناخته می­شود. برای مقابله با این شرایط گیاه باید قادر به درک، پاسخ­دهی و سازگاری نسبت به این تغییرات محیطی بوده و فعالیت­های فیزیولوژیکی خود را تغییر دهد. صدها ژن در گیاهان در پاسخ به تنش رطوبتی القا می­شوند. شناسایی و بررسی ویژگی­های ژن­های تنظیم کننده­ی کلیدی دخیل در تحمل خشکی اهمیت فوق­العاده­ای در بهبود ژنتیکی گیاهان دارد. در این تحقیق از دو رقم حساس و مقاوم به خشکی گیاه کلزا (Brassica napus L.) بنام­های Okapi (حساس به خشکی) و      Zarfam (مقاوم به خشکی) استفاده شد.

 هدف از این پژوهش مطالعه­ی بیان 4 ژن درگیر در مسیر ترارسانی علامت (signal transduction) تحت تنش خشکی در دو رقم اکاپی و زرفام می­باشد. بعد از استخراج RNA و ساخت cDNA، پروفایل بیان 4 ژن شامل Protein kinas (PK) ، Auxine– responsive protein، MAPK3 و MAPK4  در زمان­های 0، 3، 12و 24 ساعت خشکی تحت تیمار مانیتول mM  200 در گیاهچه­های 8 روزه کلزا با تکنیک RT-PCR بررسی شد. آزمایش روی کل گیاهچه (Seedling) انجام گرفت. نتایج نشان داد که ژن­های،  Protein kinas (PK) و MAPK4 در رقم حساس، به­طور معنی­داری افزایش و در رقم مقاوم، به­طور معنی­داری کاهش سطح بیان نشان داده است. همچنین میزان بیان ژن­ MAPK3 در هر دو رقم افزایش یافته، ولی میزان بیان ژن Auxine- responsive protein در رقم حساس افزایش و در رقم مقاوم کاهش پیدا کرده است. شناخت دقیق نقش این ژن­ها، اصول استراتژی­های مهندسی ژنتیک موثری برای بهبود تحمل تنش کلزا به ما ارائه خواهد داد. علاوه بر تاثیر تنش مذکور در سطح مولکولی، پاسخ گیاهان در سطح فیزیولوژیکی نیز مورد بررسی قرار گرفت. تنش خشکی موجب احساس کمبود آب در گیاه و در نتیجه بسته شدن روزنه­ها و افزایش احتمال تولید گونه­های اکسیژن فعال در گیاهان می­گردد. افزایش فعالیت آنزیم­های APX و GPX و CAT، به­عنوان آنتی اکسیدان آنزیمی، دلالت بر این فرایند درون سلولی دارد. با توجه به نتایج بدست آمده، افزایش ROS  موجب افزایش پراکسیداسیون چربی و در نتیجه افزایش سطح MDA  در گیاه گردید. تجمع محلول­های سازگار نیز از جمله مکانیسم­های دفاعی گیاه در برابر تنش کم آبی بوده که خود را در تجمع کربوهیدرات­ها در گیاه نشان داد. با بررسی مطالب فوق نتیجه­گیری شد که تنش خشکی اثر زیانباری بر رشد گیاه کلزا داشته و رقم اکاپی دارای حساسیت بالا و رقم زرفام دارای حساسیت پائینی نسبت به تنش خشکی می­باشد.

کلمات کلیدی: تنش خشکی، بیان ژن، کلزا،  RT-PCR

فصل اول:            

 کلیات     

(Brassica napus L.) 1-1 گیاه شناسی کلزا

کلزا(Brassica napus L.)  گیاهی یک­ساله، متعلق به خانواده Brassicacea یا Crucifera  و جنس Brassica  است و با نامهای rape، Oilseed rape، rapa، rappi، rapeseed  شناخته می­شود. کلزا آلوتتراپلوئید با 19 جفت کروموزوم 38X=4=n2 از تلاقی دو گونه  شلغم روغنی(B.compestris/rapa L.)   و کلم روغنی (B.oleracea)  و دو برابر شدن کروموزم­ها در هیبرید حاصل به وجود آمده است. شکل 1 که به مثلث یو[1] مشهور است روابط ژنومی گونه­های رزاعی جنس براسیکا را نشان می­دهد (کیمبر، 1378).

از نظر گیاه­شناسی کلزا دارای دو تیپ پاییزه و بهاره است. در شرایط مطلوب عملکرد نوع پاییزه 20 تا30 درصد بیشتر از نوع بهاره است (دهشیری، 1379). کلزا یک گیاه سرمادوست و روز بلند بوده و بهترین رشد آن در دمای°C20-15 می­باشد. کلزا گیاهی است علفی با دوره رشد یك­ساله، شاخه­های راست و منشعب و دارای ریشه­ای راست که طول و تعداد ریشه­های فرعی بسته به نوع واریته متفاوت است. گل آذین آن از نوع خوشه است و اغلب گل­ها به رنگ زرد هستند. گل­ها کامل و دارای چهار کاسبرگ، چهار گلبرگ وچهارپرچم بلند و دو پرچم کوتاه، مادگی دو برچه­ای و میوه خورجین است که هر میوه خورجین دارای 15 تا40 بذر کوچک است بذر­های این گونه به رنگ سیاه هستند و نسبت روغن و پروتئین در بذر آن زیاد و مقدار الیاف در كنجاله كمتر است (کیمبر، 1378).