توصيفگر ها :
گندم نان , كادميوم , بيان ژن , NRAMP , كاتالاز , پروكسيداز
چكيده فارسي :
كادميومCd) ) يك فلز سنگين است كه چالش¬هاي زيست محيطي و كشاورزي قابل توجهي را به همراه دارد، به ويژه بر كيفيت و كميت محصول تأثير مي¬گذارد. لذا اين مطالعه به بررسي اثرات تنش كادميوم بر بيان ژنهاي NRAMP2 و NRAMP6 در سه رقم بومي گندم ايراني مرواريد، پيشتاز و برات ميپردازد. در واقع هدف اوليه اين تحقيق ارزيابي ميزان بيان ژنهاي NRAMP2 و NRAMP6 در پاسخ به غلظتهاي مختلف كادميوم (0، 5 و 10 ميليگرم بر كيلوگرم) در بافتهاي مختلف گياهي (ريشه، غلاف برگ و تيغه برگ) و مراحل مختلف رشدي (پنجه زني، پنجه زدن و گلدهي) است. نتايج نشان داد كه بيان NRAMP2 در بافت ريشه در مقايسه با بافت برگ در تمامي ارقام و غلظت كادميوم به طور معنيداري بيشتر بود. افزايش غلظت كادميوم از 5 به 10 ميلي گرم بر كيلوگرم منجر به افزايش متناظر در بيان NRAMP2 در تمام بافت¬ها شد. رقم برات بيان NRAMP2 كمتري را نشان داد كه مكانيسمي را براي محدود كردن جذب كادميوم نشان ميدهد. در مقابل، ارقام مرواريد و پيشتاز حساسيت بالاتري به تجمع كادميوم نشان دادند كه با بيان NRAMP2 بالا همبستگي داشت. براي NRAMP6، سطح بيان به طور كلي در بافت¬هاي برگ بالاتر بود، كه نشان¬دهنده نقش آن در انتقال كادميوم است. فعاليت آنزيم¬هاي آنتي¬اكسيداني كاتالاز و پراكسيداز نيز مورد ارزيابي قرار گرفت و نشان داد كه در رقم مرواريد فعاليت كاتالاز در 5 ميلي گرم بر كيلوگرم كادميوم افزايش يافت اما در 10 ميلي گرم بر كيلوگرم كاهش نشان داد، در حالي كه فعاليت پراكسيداز در بين تيمارها در سطح پايين باقي ماند. اين مطالعه بيان متفاوت ژنهاي NRAMP2 و NRAMP6 را در پاسخ به تنش كادميوم در ارقام گندم برجسته ميكند و نقش بالقوه آن¬ها را در جذب و انتقال كادميوم نشان ميدهد. همچنين يافتهها نشان ميدهد كه رقم برات در مقايسه با مرواريد و پيشتاز مكانيسم مؤثرتري براي تحمل كادميوم دارد. درك اين پاسخهاي ژنتيكي ميتواند به توسعه گونههاي گندم مقاوم به كادميوم كمك كند و به فعاليتهاي كشاورزي پايدار در خاكهاي آلوده كمك كند.
چكيده انگليسي :
Cadmium (Cd) is a heavy metal that poses significant environmental and agricultural challenges, particularly affecting crop quality and quantitive. This study investigates the effects of cadmium stress on the expression of NRAMP2 and NRAMP6 genes in three native Iranian wheat cultivars: Morvarid, Pishtaz, and Barat. The primary aim of this research was to evaluate the expression levels of NRAMP2 and NRAMP6 genes in response to different concentrations of cadmium (0, 5, and 10 mg/kg) across various plant tissues (root, leaf sheath, and leaf blade) during different growth stages (tillering, booting, and flowering). The results indicated that NRAMP2 expression was significantly higher in the root tissue compared to leaf tissues across all cultivars and cadmium concentrations. An increase in cadmium concentration from 5 to 10 mg/kg resulted in a corresponding increase in NRAMP2 expression in all tissues. The Barat cultivar exhibited lower NRAMP2 expression, suggesting a mechanism to limit cadmium uptake. In contrast, Morvarid and Pishtaz cultivars showed higher sensitivity to cadmium accumulation, correlating with elevated NRAMP2 expression. For NRAMP6, expression levels were generally higher in leaf tissues, indicating its role in cadmium transport. The activity of antioxidant enzymes, catalase and peroxidase, was also assessed, revealing that catalase activity in the Morvarid increased at 5 mg/kg cadmium but decreased at 10 mg/kg cultivar, while peroxidase activity remained low across treatments. This study highlights the differential expression of NRAMP2 and NRAMP6 genes in response to cadmium stress in wheat cultivars, suggesting their potential roles in cadmium uptake and transport. The findings also indicate that the Barar cultivar may possess a more effective mechanism for cadmium tolerance compared to Morvarid and Pishtaz. Understanding these genetic responses can aid in developing cadmium-resistant wheat varieties, contributing to sustainable agricultural practices in contaminated soils.
