| تعداد نشریات | 21 |
| تعداد شمارهها | 353 |
| تعداد مقالات | 3,929 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,359,699 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,583,932 |
تحلیل بیان ژن TaEXPB23 و ارتباط آن با رشد کلئوپتیل و صفات زراعی گندم تحت تنش کمآبی | ||
| تنشهای محیطی در علوم زراعی | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 16 تیر 1405 اصل مقاله (1.05 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22077/escs.2026.8704.2340 | ||
| نویسندگان | ||
| فاطمه درویش نیا1؛ محمد هادی پهلوانی* 2؛ خلیل زینلی نژاد3؛ خسرو عزیزی4؛ سعید باقری کیا5 | ||
| 1گروه آموزشی اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
| 2دانشیار، گروه اصلاحنباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان | ||
| 3استادیار، گروه اصلاحنباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان | ||
| 4دانشیار، گروه زراعت و اصلاحنباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرمآباد | ||
| 5استادیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان | ||
| چکیده | ||
| تغییر در اندازه و سرعت رشد سلولها و بافتها که در اثر تغییر الگوی بیان ژنهای مرتبط ایجاد میشود، یکی از مهمترین پاسخهای گیاهان به تنشهای محیطی است. این پژوهش با هدف بررسی رابطه بیان ژن اکسپنسین TaEXPB23 با طول و وزن خشک کلئوپتیل، وزن دانه، ارتفاع بوته و عملکرد دانه در هشت رقم گندم نان تحت تنش کمآبی، در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی انجام شد. پس از تعیین واکنش ارقام بر اساس شاخص تحمل فرناندز (STI)، صفات مورفولوژیک و بیان نسبی ژن ارزیابی شدند. نتایج نشان داد بین ارقام از نظر عملکرد دانه در شرایط تنش و غیرتنش اختلاف معنیداری وجود داشت؛ بهطوریکه رقم اروم بیشترین و آرتا کمترین عملکرد را داشتند. بر اساس شاخص STI، شش رقم در گروه متحمل و دو رقم در گروه حساس قرار گرفتند. همچنین بین ارقام از نظر بیان نسبی ژن TaEXPB23، طول و وزن خشک کلئوپتیل، وزن دانه و ارتفاع بوته اختلاف معنیداری مشاهده شد. بیشترین طول کلئوپتیل در ارقام روشن، بهاران، هیرمند، اروم و دریا و کمترین آن در Weebille264، چمران و آرتا ثبت شد. الگوی بیان ژن نیز در ارقام متفاوت بود؛ بهگونهای که در 6 ساعت پس از جوانهزنی، افزایش معنیدار بیان ژن تنها در ارقام دریا و اروم، در 24 ساعت در اروم و Weebille264 و در 72 ساعت فقط در رقم دریا مشاهده شد. بهطور کلی، بیان نسبی ژن تا 48 ساعت روند افزایشی و سپس روند کاهشی داشت. تحلیل همبستگی نشان داد افزایش بیان ژن TaEXPB23 با بهبود رشد اولیه و استقرار گیاهچه همراه بوده و میتواند موجب افزایش رشد و عملکرد گیاه بالغ، بهویژه تحت شرایط تنش کمآبی شود. این ژن میتواند بهعنوان یک نشانگر مولکولی بالقوه در برنامههای اصلاح ارقام متحمل به خشکی مورد استفاده قرار گیرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| شاخص تحمل؛ جوانهزنی؛ ژن خانهدار؛ واکنش زنجیره ای پلیمراز کمی | ||
| مراجع | ||
|
Ahmed, K., Shabbir, G., Ahmed, M., 2025. Exploring drought tolerance for germination traits of diverse wheat genotypes at seedling stage: a multivariate analysis approach. BMC Plant Biology. 25, 390. https://doi.org/10.1186/s12870-025-06345-9 Aligholizadeh-Moghaddam, P., Ranjbar, G.A., Shahbazi, H., Najafi-Zarrini, H., 2020. The effect of drought stress on the expression of genes TaMOR, TaNAC69-1 and TaEXPB23 in different bread wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding, 9, 72-82. https://doi.org/10.30479/ijgpb.2021.15069.1297 Aydin, N., Sönmez, M.E., Güleç, T., 2025. High-throughput phenotyping of wheat root angle and coleoptile length at different temperatures using 3D-printed equipment. BMC Plant Biology. 25, 112. https://doi.org/10.1186/s12870-025-06120-w Barnabas, B., Jager, K., Feher, A., 2008. The effect of drought and heat stress on reproductive processes in cereals. Plant, Cell & Environment. 31, 11-38. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2007.01727.x Cosgrove, D.J., 2021. Expanding wheat yields with expansin. New Phytologist. 230(2), 403-405. https://doi.org/10.1111/nph.17245 Darvishnia, F., Pahlevani, M., Zaynali Nezhad, K., Azizi, K., Bagherikia, S., 2020. Graphical analysis of reaction of bread wheat genotypes to water stress in Lorestan Province. Plant Genetic Research. 7,1-18. [In Persian with English summary]. http://pgr.lu.ac.ir/article-1-172-fa.html Darvishnia, F., 2020. Association of seed vigor and expression of gene involved in coleoptile growth with morphological traits and grain yield of wheat under rainfed conditions, PhD Thesis at Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, 176p. [In Persian]. Darvishnia, F., Pahlevani, M., Zaynali Nezhad, K., Azizi, K., 2020. Analysis of grain yield and its attributes in bread wheat and their associations with coleoptile length under water deficit conditions, Environmental Stresses in Crop Sciences. 13, 41-56. [In Persian with English summary]. https://doi.org/10.22077/escs.2019.1893.1457 Donaldson, E., Schillinger, W.E., Dofing, S.M., 2001. Straw production and grain yield relationship in winter wheat. Crop Science. 41, 100-106. https://doi.org/10.2135/cropsci2001.411100x Farhad, M., Hakim, M.A., Alam, M.A., Barma, N.C.D., 2014. Screening wheat genotypes for coleoptile length: A trait for drought tolerance. American Journal of Agriculture and Forestry. 2(6), 237-245. https://doi.org/10.11648/j.ajaf.20140206.11 Feng, H., Li, S., Xue, L., An, L., Wang, X., 2007. The interactive effects of enhanced UV-B radiation and soil drought on spring wheat. South African Journal of Botany. 73,429-434. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2007.03.008 Fernandez, G.C.J., 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. p. 257–270. In C. G. Kuo (Ed.), Proceedings of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and Other Food Crops in Temperature and Water Stress. Asian Vegetable Research and Development Center, Shanhua, Taiwan. https://doi.org/10.22001/WVC.72511 Fiering, S., White Low, E., Martin, D.I., 2000. To be active or not to be active: the stochastic nature of enhancer action. Bioassays. 22, 381-38. https://doi.org/10.1002/(sici)1521-1878(200004)22:4%3C381::aid-bies8%3E3.0.co;2-e Fukuda, H., 2014. Plant Cell Wall Patterning and Cell Shape, Wiley Blackwell. New Jersey, USA. García-Coronado, H., Ojeda-Contreras, A.-J., Berumen-Varela, G., Robles-Parra, J.-M., Handa, A. K., Tiznado-Hernández, M.-E., 2025. Engineering crops for enhanced drought stress tolerance: A strategy for sustainable agriculture. Agronomy. 15(8), 1912. https://doi.org/10.3390/agronomy15081912 Gholami, H., Abdolshahi, R., Mohayeji, M., Esmaeilizadeh-Moghadam, M., 2023. Investigation of coleoptile and mesocotyl as the most important factors for the establishment of bread wheat seed under rain-fed conditions. Iranian Journal of Seed Research. 9, 63-76[In Persian with English summary]. https://doi.org/10.61186/yujs.9.2.63 Giovanni, G., Silvano, P., Giovanni, D., 2004. Grain yield, nitrogen-use efficiency and baking quality old and modern Italian bread-wheat cultivars grown at different nitrogen levels. European Journal of Agronomy. 21, 181-182. https://doi.org/10.1016/j.eja.2003.08.001 Gulnaz, S., Sajjad, M., Khaliq, I., Khan, A.S. Khan, S.H., 2011. Relationship among coleoptile length, plant height and tillering capacity for developing improved wheat varieties. The International Journal of Agriculture and Biology. 13, 130–133. https://doi.org/10.5555/20113079525 Han, Y., Li, A., Li, F., Zhao, M., Wang, W., 2012. Characterization of a wheat (Triticum aestivum L.) expansin gene, TaEXPB23, involved in the abiotic stress response and phytohormone regulation. Plant Physiology and Biochemistry. 54, 49-58. https://doi.org/10.1016/j.plaphy Hasegawa, P.M., Bressan, R.A., Zhu, J.K., Bohnert, H.J., 2000. Plant cellular and molecular responses to high salinity. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 51, 463-499. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.51.1.463 Khaeim, H., Kende, Z., Balla, I., Gyuricza, C., Eser, A., Tarnawa, Á., 2022. The effect of temperature and water stresses on seed germination and seedling growth of wheat (Triticum aestivum L.). Sustainability. 14, 3887. https://doi.org/10.3390/su14073887 Khojamli, R., Zaynali Nezhad, K., Nasrollahnejad Ghomi, A., Bagherikia, S., 2022. Evaluation of bread wheat genotypes under drought stress conditions in seedling stage using drought indices. Environmental Stresses in Crop Sciences ,14, 887-899. [[In Persian with English summary]. https://doi.org/10.22077/escs.2020.3202.1820 Lee, M.H., Kim, K.M., W.G., Kang, C.S., Choi, C., 2022. Comparison of gene expression changes in three wheat varieties with different susceptibilities to heat stress Using RNA-Seq Analysis. International Journal of Molecular Sciences. 23(18),10734. https://doi.org/10.3390/ijms231810734 Li, G., Bai, G., Carver, B.F., Elliott, N.C., Bennett, R.S., Wu, Y., 2017. Genome-wide association study reveals genetic architecture of coleoptile length in wheat. Theoretical and Applied Genetics. 130, 391–401. https://doi.org/10.1007/s00122-016-2820-1 Li, Y., Zhang, Y., Cui, J., Wang, X., Li, M., Zhang, L., Kang, J., 2024. Genome-wide identification, phylogenetic and expression analysis of expansin gene family in Medicago sativa L. International Journal of Molecular Sciences. 25, 4700. https://doi.org/10.3390/ijms25094700 Li, A., Yang Han, Y., Wang, X., Hui Chen, Y., Rong Zhao, M., Zhou, S., Wang, W., 2015. Root-specific expression of wheat expansin gene TaEXPB23 enhances root growth and water stress tolerance in tobacco, Environmental and Experimental Botany. 110, 73-84. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2014.10.002 Mohan, A., Schillinger, W.F, Gill, K.S., 2013. Wheat seedling emergence from deep planting depths and its relationship with coleoptile length. PLoS One. 8(9), p.e73314. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0073314 Ozturk, A., Bayram, S., Haliloglu, K., Aydin, M., Çaglar, O., Bulut, S., 2014. Characterization for drought resistance at early stages of wheat genotypes based on survival, coleoptile length, and seedling vigor. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 38, 824 -837. https://doi.org/10.3906/tar-1402-57 Pfaffl, M.W., 2001. A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR. Nucleic Acids Research. 29, e45. https://doi.org/10.1093/nar/29.9.e45 Qi, S., Liu, S., Wen, Y., 2025. Analysis of Expansin genes in Cucurbitaceae and identification of candidate genes for stress resistance. Scientific Reports. 15, 36163. https://doi.org/10.1038/s41598-025-18901-2 Rebetzke, G.R., Appels, R., Morrison, A.D., Richards, R.A., McDonald, G., Ellis, M. H., Spielmeyer, W., Bonnet, G., 2001. Quantitative trait loci on chromosome 4B for coleoptiles length and early vigor in wheat. Crop and Pasture Science. 52, 1221-1234. https://doi.org/10.1071/AR01042 Reymond, P., Weber, H., Damond, M., Farmer., E.E., 2000. Differential gene expression in response to mechanical wounding and insect feeding in Arabidopsis. Plant Cell. 12, 707-720. https://doi.org/10.1105/tpc.12.5.707 Reynolds, M.P., Rebetzke, G., Pellegrineschi, A., Trethowan, R., 2006. Drought adaptation in wheat. In: Ribaut, J.M. (ed.), Drought Adaptation in Cereals. New York, NY, USA: Food Products Press. pp. 401–446. Saleem, M., 2003. Response of durum and bread wheat genotypes to drought stress: Biomass and yield components. Asian Journal of Plant Sciences. 2, 290-293. https://doi.org/10.3923/ajps.2003.290.293 Sanjari, P.A., Yazdansepas, A., 2008. Mobilization of dry matter and its relation with drought stress in wheat genotypes. Journal of Agricultural Science and Technology. 11, 121-129. Singh, K., Shukla, S., Kadam, S., Kumar Semwal, V., Kumar Singh, N., Khanna- Chopra, R., 2014. Genomic regions and underlying candidate genes associated with coleoptile length under deep sowing conditions in a wheat RIL population. Plant Biochemistry and Biotechnology. 24, 324–330. https://doi.org/10.1007/s13562-014-0277-3 Wei, N., Zhang, S., Liu, Y., Wang, J., Wu, B., Zhao, J., Qiao, L., Zheng, X., Wang, J., Zheng, J., 2022. Genome-wide association study of coleoptile length with Shanxi wheat. Frontiers in Plant Science. 13, 1016551. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1016551 Whan, B.R., 1995. The emergence of semidwarf and standard wheats, and its association with coleoptile length. Australian Journal of Experimental Agriculture. 16, 411-416. https://doi.org/10.1071/EA9760411 Wu, Y., Sharp, R.E., Durachko, D.M., Cosgrove, D.J., 1996. Growth maintenance of the maize primary root at low water potentials involves increases in cell wall extension properties, expansin activity, and wall susceptibility to expansins. Plant Physiology. 111, 765-772. https://doi.org/10.1104/pp.111.3.765 Xing, S.C., Li, F., Guo, Q.F., Liu, D.R., Zhao, X.X., Wang, W., 2009. The involvement of an expansin geneTaEXPB23 from wheat in regulating plant cell growth. Biologia Plantarum. 53, 429- 434. 10.1007/s10535-009-0082-3 Yagmur, M.A., Kaydan, D., 2009. The effects of different sowing depth on grain yield and some grain yield components in wheat (Triticum aestivum L.) cultivars under dryland conditions. African Journal of Biotechnology. 8, 196-201. https://doi.org/10.4314/ajb.v8i2.59766 Zhao, W., Liu, L., Shen, Q., Yang, J., Han, X., Tian, F., Wu, J., 2020 Effects of water stress on photosynthesis, yield, and water use efficiency in winter wheat. Water. 12, 2127. https://doi.org/10.3390/w12082127 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 9 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3 |
||