توصيفگر ها :
گندم نان , كادميوم , بيان ژن , خانواده ZIP , آنزيم¬هاي آنتياكسيدان
چكيده فارسي :
كادميوم (Cd) يكي از مهم¬ترين فلزات سنگين سمي است كه نه تنها براي رشد گياه زيان بار است، بلكه سلامت انسان را هم به خطر مي اندازد و تنش قابلتوجهي به گياهان وارد مي¬كند و رشد و نمو آنها را تحت تأثير قرار مي¬دهد. ارزيابي اثرات كادميوم در گندم نان (Triticum aestivum) به دليل استفاده گسترده از آن بهعنوان يك منبع غذايي اصلي براي مصرف انسان اهميت ويژهاي دارد. ازاينرو اين مطالعه باهدف بررسي تأثير تنش كادميوم بر بيان ژن و فعاليت آنزيم¬هاي آنتياكسيداني در گندم نان با تمركز بر ژن¬هاي ZIP3 و ZIP5 در ارقام و مراحل مختلف رشد انجام شد. در اين آزمايش از سه رقم گندم برات، پيشتاز و مرواريد استفاده شد كه در گلدان¬هايي با خاك تيمار شده با سه غلظت كادميوم C0 (0mg/kg)، C1 (5mg/kg) و C2 (10 mg/kg) رشد كردند. خصوصيات خاك مورد تجزيهوتحليل قرار گرفت و تيمار كادميوم با استفاده از نيترات كادميوم اعمال شد. پس از كاشت، نمونه¬برداري از پهنك برگ، غلاف برگ و ريشه در سه مرحله پنجهزني، پر شدن غلاف و گلدهي انجام شد. بيان ژن با استفاده از qRT-PCR ارزيابي شد، درحاليكه فعاليت آنزيمهاي كاتالاز و پراكسيداز به روش اسپكتروفتومتري اندازهگيري شد. نتايج نشان داد كه بيان ژن ZIP3 در رقم پيشتاز با غلظت 5mg/kg كادميوم، بهويژه در مرحله گلدهي، بيشترين و رقم برات كمترين بيان را نشان داد. براي ژن ZIP5، پيشتاز نيز بيشترين بيان را در تمام بافت¬ها و مراحل رشد نشان داد. تجزيهوتحليل فعاليت آنزيم آنتياكسيداني نشان داد كه فعاليت كاتالاز با غلظت كادميوم، بهويژه در بافت ريشه رقم برات افزايش مييابد، درحاليكه فعاليت پراكسيداز بهطوركلي در بافت¬هاي ريشه تحت تنش كادميوم كاهش مييابد. اين يافتهها نشان ميدهد كه كادميوم بهطور قابلتوجهي بر بيان ژن و فعاليت آنزيم آنتياكسيداني تأثير ميگذارد.
چكيده انگليسي :
Cadmium (Cd), heavy metal, is not only harmful to the growth of plants but also poses a threat to human health. It is particularly important to evaluate the effects of cadmium in bread wheat (Triticum aestivum) given its widespread use as a staple food source for human consumption. Hence this study aimed to evaluate the impact of cadmium stress on gene expression and antioxidant enzyme activity in wheat, focusing on the ZIP3 and ZIP5 genes across different growth stages and replace with of wheat cultivars. A pot experiment was conducted using three wheat cultivars: Barat, Pishtaz, and Morvarid, grown in pots with soil treated with three cadmium concentrations: C0 (0 mg/kg), C1 (5 mg/kg), and C2 (10 mg/kg). Soil characteristics were analyzed, and cadmium was applied using cadmium nitrate. After planting, samples were taken from leaf blades, leaf sheaths, and roots at three growth stages: tillering, booting, and flowering. Gene expression was assessed using RT-qPCR, while the activity of catalase and peroxidase enzymes was measured spectrophotometrically. The results indicated that the expression of the ZIP3 gene was highest in the Pishtaz cultivar at 5 mg/kg cadmium, particularly in the flowering stage, while the Barat cultivar exhibited the lowest expression. For the ZIP5 gene, Pishtaz also showed the highest expression across all tissues and growth stages. Antioxidant enzyme activity analysis revealed that catalase activity increased with cadmium concentration, particularly in the root tissue of the Barat cultivar, while peroxidase activity generally decreased in root tissues under cadmium stress. These findings suggest that cadmium significantly affects gene expression and antioxidant enzyme activity, with variations observed across different wheat cultivars and growth stages.