جلد 6، شماره 2 - ( (پاییز و زمستان) 1398 )                   سال1398، جلد6 شماره 2 صفحات 61-79 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Hajiabasi M, Tavakkol Afshari R, Abbasi A, Kamaei R. The Effect of ACC and Salicylic Acid on Germination and GAI1 and LOX2 Genes Expression in Deteriorated Soybean Seeds (Glycine max). Iranian J. Seed Res.. 2020; 6 (2) :61-79
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-410-fa.html
حاجی عباسی محبوبه، توکل افشاری رضا، عباسی علیرضا، کمائی رضا. تأثیر آمینوسیکلوپروپان کربوکسیلیک اسید و اسید سالیسیلیک بر ترمیم پذیری و بیان ژن‌های GAI1 و LOX2 در جوانه‌زنی بذرهای زوال یافته سویا (Glycine max). پژوهشهای بذر ایران. 1398; 6 (2) :61-79

URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-410-fa.html


دانشگاه فردوسی مشهد ، Tavakolafshari@um.ac.ir
چکیده:   (1321 مشاهده)
DOR: 98.1000/2383-1251.1398. 6.61.12.2.1578.41

چکیده مبسوط
مقدمه: سویا یا Glycine max (L.) Merrill منبع اولیه روغن گیاهی است. بذرهای سویا معمولاً توانایی جوانه‌زنی را در طول ذخیره‌سازی بلند مدت حتی در شریط مطلوب از دست می‌دهند. فاکتورهای زیادی در زوال بذر موثر هستند که شامل عوامل ژنتیکی، آسیب مکانیکی، رطوبت نسبی، دمای محیط ذخیره‌سازی، محتوی رطوبت بذر، وجود میکروفلورا، رسیدگی بذر و عوامل دیگر می‌باشد که در صورت کاهش کیفیت بذر، شرایط را برای اهداف کشت نامناسب می‌کند. هدف از این آزمایش بررسی پاسخ‌های فیزیولوژیک بذر و همچنین شناسایی نقش ژن‌های LOX2 و GAI1 در زوال بذر تحت تاثیر اتیلن و اسید سالیسیلیک در جوانه‌زنی بذر زوال یافته سویا بود.
مواد و روش‌ها: به منظور تعیین اثر زوال بر بذر سویا و همچنین تعیین اثر آمینوسیکلوپروپان کربوکسیلیک اسید (ACC) و اسید سالیسیلیک بر بهبود زوال بذر، طی این تحقیق بذرهای سویا در معرض پیری تسریع شده به مدت صفر، 6 و 10 روز و پیری طبیعی به مدت 6 ماه قرار گرفتند. بذرها پس از پیری با اسید سالیسیلیک با غلظت 50 میکرو مولار و ACC (پیش ماده اتیلن) با غلظت 10 میکرو مولار به مدت 6 ساعت در دمای 25 درجه سلسیوس تیمار شدند. همچنین دسته‌ای بذر پس از آزمون پیری تسریع شده و طبیعی بدون هیچ تیماری به عنوان شاهد (بذر خشک) استفاده شدند. درصد جوانه‌زنی، میزان قند کل، گلوکز و فرکتوز بذر مورد بررسی قرار گرفت. همچنین بیان ژن‌های GAI1 و LOX2 در بذرهای خشک و همچنین طی 6 و 12 ساعت تحت اثر آب، اسید سالیسیلیک و ACC به روش Q-RT- PCR بررسی شد.
یافته‌ها: نتایج جوانه‌زنی نشان داد که با افزایش تعداد روزهای پیری، جوانه‌زنی کاهش می‌یابد. میزان قند کل در بذرهای 6 روز پیر تفاوت معنی‌داری با بذر پیر نشده نداشت؛ اما میزان قند کل در بذور 10 روز پیر نسبت به بذرهای پیر نشده افزایش معنی‌دار داشت. با افزایش سطوح پیری تسریع شده از صفر به 10 روز، محتوی گلوکز و فروکتوز در بذرهای خشک افزایش یافت. ژن‌ها هم بیان متفاوتی را در روزها و ساعت‌های مختلف از خود نشان دادند. با افزایش پیری از صفر به 10 روز، بیان GAI1 افزایش یافت. همچنین بیان LOX2 طی پیری تسریع شده از صفر روز به 6 روز افزایش یافت. بیان LOX2 در بذرهای پیر طبیعی خشک نسبت به بذرهای پیر نشده افزایش یافت. هورمون اسید سالیسیلیک و ACC اثرات متفاوتی را بر موارد اندازه‌گیری شده داشتند.
نتیجه‌گیری: در مجموع می‌توان چنین استنباط کرد که زوال بذر و کاهش بنیه نتیجه برآیند فرآیندهای تخریبی متعدد و اختلال در فعالیت‌های فیزیولوژیکی بذر است. این پژوهش نشان داد که پیری با افزایش در میزان قندکل، گلوکز و فرکتوز همراه می‌باشد. همچنین بیان ژن‌های دخیل در مسیر جوانه‌زنی نیز دستخوش تغییر می‌شوند. افزایش بیان ژن LOX2 در هر دو مسیر پیری تسریع شده و پیری طبیعی مشاهده شد. بیان GAI1 در پیری تسریع شده افزایش و در پیری طبیعی کاهش یافت.

جنبه‌های نوآوری:
1- نقش ژن‌های LOX2 و GAI1 در زوال بذر سویا شناسایی گردید.
2-پاسخ‌های فیزیولوژیک بذر تحت شرایط پیری طبیعی و آزمایشگاهی بررسی شد.
متن کامل [PDF 678 kb]   (149 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: فیزیولوژی بذر
دریافت: 1397/12/12 | پذیرش: 1398/6/26

فهرست منابع
1. Achard, P., Cheng, H., De Grauwe, L., Decat, J., Schoutteten, H., Moritz, T., Van Der Straeten, D., Peng, J. and Harberd, N.P. 2006. Integration of plant responses to environmentally activated phytohormonal signals. Science, 311: 91-94. [DOI:10.1126/science.1118642] [PMID]
2. Achard, P., Liao, L., Jiang, C., Desnos, T., Bartlett, J., Fu, X. and Harberd, N.P. 2007. DELLAs contribute to plant photomorphogenesis. Plant Physiology, 143: 1163-1172. [DOI:10.1104/pp.106.092254] [PMID] [PMCID]
3. AOAC.1995. Official method of analysis (16th Ed.). Arlington, VA., USA: AOAC.
4. Beaudoin, N., Serizet, C., Gosti, F. and Giraudat, J. 2000. Interactions between bscisic acid and ethylene signaling cascades. The Plant Cell, 12(7): 1103- 1115. [DOI:10.1105/tpc.12.7.1103] [PMID] [PMCID]
5. Bernal-Lugo, I. and Leopold, A.C. 1995. Seed stability during storage: raffinose content and seed glassy state. Seed Science Research, 5: 75-80. [DOI:10.1017/S0960258500002646]
6. Bleecker, A.B. and Kende, H. 2000. Ethylene: a gaseous signal molecule in plants. Annual Review of Cell and Developmental Biology, 16(1): 1-18. [DOI:10.1146/annurev.cellbio.16.1.1] [PMID]
7. Bolle, C. 2004. The role of GRAS proteins in plant signal transduction and development. Planta, 218(5): 683-692. [DOI:10.1007/s00425-004-1203-z] [PMID]
8. Chang, S., Puryear, J. and Cairney, K. 1993. A simple and efficient method for isolating RNA from pine trees. Plant Molecular Biology Reporter, 11(2): 113-116. [DOI:10.1007/BF02670468]
9. Feussner, I., Kiihn, H. and Wasternack, C. 2001. Lipoxygenase-dependent degradation of storage lipids. Trends in Plant Science, 6(6): 268-273. [DOI:10.1016/S1360-1385(01)01950-1]
10. Forcella, F., Benech Arnold, R.L., Sanchez, R. and Ghersa, C.M. 2000. Modeling seedling emergence. Field Crop Research, 67(2): 123-139. [DOI:10.1016/S0378-4290(00)00088-5]
11. Fu, X., Sudhakar, D., Peng, J., Richards, D.E., Christou, P. and Harberd, N.P. 2001. Expression of Arabidopsis GAI in transgenic rice represses multiple gibberellin responses. The Plant Cell, 13(8): 1791-1802. [DOI:10.1105/TPC.010020] [PMID] [PMCID]
12. Hampton, J.G. and Tekrony, D.M. 2005. Handbook of vigour test methods (3rd.ed). The International Seed Testing Association, 70-72.
13. Ievinsh, G. 1992. Soluble lipoxygenase activity in rye seedlings as related to endogenous and exogenous ethylene and wounding. Plant Science, 82(2): 155-159. [DOI:10.1016/0168-9452(92)90217-A]
14. International Seed Testing Association (ISTA). 2009. International rules for seed testing. Seed Science and Technology, 24: 155-202.
15. Kolomiets, M.V., Hannapel, D.J., Chen, H., Tymenson, M. and Gladon, R.J. 2001. Lipoxygenase is involved in the control of potato tuber development. The Plant Cell, 13(3): 613-626. [DOI:10.1105/tpc.13.3.613] [PMID] [PMCID]
16. Kozarewa, I., Cantliffe, D.J., Nagata, R.T. and Stoffella, P.J. 2006. High maturation temperature of lettuce seeds during development increased ethylene production and germination at elevated temperatures. American Horticulture Science, 131: 564-570. [DOI:10.21273/JASHS.131.4.564]
17. Lee, G.J., Wu, X., Shannon, J.G. Sleper, D.A. and Nguyen, H.T. 2007. Genome mapping and molecular breeding in plants. In Oilseeds, Volume II, ed. Kole, C. (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007). pp. 21-53.
18. Lima, W.A.A., Borem, A., Dias, D.C.F.S., Moreira, M.A. and Dias, L.A.S. 2010. Lipoxygenase and physiological quality of soybean seeds during storage. Seed Science and Technology, 38(3): 767-771. [DOI:10.15258/sst.2010.38.3.23]
19. Marshal, A.H. and Lewis, D.N. 2004. Influence of seed storage conditions on seedling emergence, seedling growth and dry matter production of temperature forage grasses. Seed Science and Technology, 32(2): 493-501. [DOI:10.15258/sst.2004.32.2.19]
20. Matilla, A.J. 2000. Ethylene in seed formation and germination. Seed Science Research. 10(2): 111-126. [DOI:10.1017/S096025850000012X]
21. Mc Donald, M.B. 1999. Seed deterioration: Physiology, repair and assessment. Seed Science and Technology, 27(1): 177-237.
22. McDonald, M.B. 2004. Orthodx seed deterioration and its repair. 2004. In Handbook of seed physiology applications to agriculture. Food Products Press. Volum II, ed. Benech, R.L. and Sanchez, R.A. (Food Products Press, 2004), pp.273-304. [DOI:10.1017/S0021859605235347]
23. Mishra, A. and Choudhuri, M.A. 1999. Effect of salicylic acid on heavy metal-induced membrane deterioration mediated by lipoxgenase in rice. Biologial Plantrum, 42(3): 409-415. [DOI:10.1023/A:1002469303670]
24. Narayana Murthy, U.M. and Sun, W.Q. 2000. Protein modification by amadori and maillard reactions during seed storage: roles of sugar hydrolysis and lipid peroxidation. Journal of Experimental Botany, 51: 1221-1228. [DOI:10.1093/jexbot/51.348.1221] [PMID]
25. Olszewski, N., Sun, T.P. and Gubler, F. 2002. Gibberellin signaling: biosynthesis, catabolism, and response pathways. The Plant Cell, 61-80. [DOI:10.1105/tpc.010476] [PMID] [PMCID]
26. Park, T.K., Holland, M.A., Laskey, J.M. and Palacco, J.C. 1994. Germination-associated lipoxygenase transcripts persist in maturing soybean plants and are induced by jasmonate. Plant Science, 96: 109-117. [DOI:10.1016/0168-9452(94)90227-5]
27. Raskin, L. 1992. Role of salicylic in plant. Plant Molecular Biology, 43: 439-463. [DOI:10.1146/annurev.pp.43.060192.002255]
28. Rivas-San Vicente, M. and Javier Plasencia, J. 2011. Salicylic acid beyond defence: its role in plant growth and Development. Journal of Experimental Botany, 62(10): 3321-3338. [DOI:10.1093/jxb/err031] [PMID]
29. Royo, J., Vancanneyt, G., Perez, A.G., Sanz, C., Siormann, K., Rosahl, S. and Sanchez Serrano, J.J. 1996. Characterization of three potato lipoxyenases with distinct enzymatic activities and different organ-specific and wound-regulated expression patterns. Journal of Biological Chemistry, 271: 21012-21019. [DOI:10.1074/jbc.271.35.21012] [PMID]
30. Sharma, S., Virdi. P., Gambhir, S. and Munshi, S.K. 2005. Changes in soluble sugar content and antioxidant enzymes in soybean seeds stored under different storage conditions. Agricultural Biochemistry, 18: 9-12. [doi:10.15258/sst.2007.35.2.14]
31. Shelar, V.R., Shaikh, R.S. and Nikam, A.S. 2008. Soybean seed quality during storage: A review. Agricultural Reviews, 29(2): 125-131. [DOI:10.1590/1807-1929/agriambi.v20n11p1025-1030]
32. Shoresh, M., Yedidia, I. and Chet, I. 2005. Involvement of jasmonic acid/ethylene signaling pathway in the systemic resistance induced in cucumber by Trichoderma asperellum T203. Phytopathology, 95(1): 76-84. [DOI:10.1094/PHYTO-95-0076] [PMID]
33. Sun, T. and Gubler, F. 2004. Molecular mechanism of gibberellin signalling plants. Annual Review of Plant Biology, 55: 197-223. [DOI:10.1146/annurev.arplant.55.031903.141753] [PMID]
34. Sun, W.Q. and Leopold, A.C. 1995. The Maillard reaction and oxidative stress during aging of soybean seeds. Physiologia Plantarum, 94(1): 94-105. https://doi.org/10.1034/j.1399-3054.1995.940114.x [DOI:10.1111/j.1399-3054.1995.tb00789.x]
35. Wettlaufer, S. and Leopold, A.C. 1991. Relevance of amadori and maillard products to seed deterioration. Plant Physiology, 97: 165-1 69. [DOI:10.1104/pp.97.1.165] [PMID] [PMCID]
36. Yamaguchi, S. 2008. Gibberellin metabolism and its regulation. Annual Review of Plant Biology, 59: 225-251. [DOI:10.1146/annurev.arplant.59.032607.092804] [PMID]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله پژوهشهای بذر ایران می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2020 All Rights Reserved | Iranian Journal of Seed Research

Designed & Developed by : Yektaweb

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.