تولید محصول در لگومهای مهم مانند نخود اغلب توسط کمبود فسفر خاک کاهش پیدا میکند. این کاهش به بازداشته شدن فعالیت گره و نتیجتاً کاهش تثبیت نیتروژن در شرایط کمبود فسفر نسبت داده میشود. بنابراین شناسایی مکانیسمهای مولکولی مسئول بهبود عملکرد همزیستی تحتشرایط کمبود فسفر در رابطه همزیستی نخود-مزوریزوبیوم میتواند برای بالا بردن پتانسیل تولید محصول این لگوم از طریق روشهای مهندسی ژنتیک و اصلاح نباتات استفاده شود. در این مطالعه، میزان تغییرات در بیان برخی ژنها تحت شرایط کمبود فسفر در مقایسه با شرایط فسفر کافی (شاهد) در دو رابطه همزیستی (نخود-M. mediterraneum SWRI9 و نخود- M. ciceri CP-31) توسط روش Real-time PCR بررسی شد. نتایج مربوط به پارامترهای رشد و محتوی فسفات معدنی در گره و ریشه نشان داد که رابطه همزیستی نخود- M. mediterraneum SWRI9 نسبت به کمبود فسفر حساس و نخود- M. ciceri CP-31 نسبت به کمبود فسفر مقاوم است. در شرایط کمبود فسفر، میزان بیان ژنهایInorganic phosphate transporter 1-4like ، Inorganic phosphatase 2-like وMalate dehydrogenase در گرههای نخود- M. ciceri CP-31افزایش معنیداری را در مقایسه با میزان بیان این ژنها در گرههای تحت شرایط فسفر کافی نشان داد. بیان ژن Phosphate transporter 1 در گرههای هر دو رابطه همزیستی تحت تنش کمبود فسفر کاهش پیدا کرد. به علاوه، سطح بیان ژنHistidine kinase در گرههای نخود-M. mediterraneum SWRI9 افزایش قابل ملاحظهای را در پاسخ به کمبود فسفر نشان داد. پاسخ متفاوت عملکرد همزیستی به شرایط کمبود فسفر در دو رابطه همزیستی با اختلاف در سطح بیان ژنهای مورد بررسی مرتبط میباشد.
Expression of genes involved in adaptation to low phosphorus in nodules of two symbiotic associations of chickpea-Mesorhizobium
چکیده [English]
Crop production of important legumes such as chickpea is often limited by low phosphorus (P) in soils. This limitation that is mainly attributed to inhibition of nodule activity and consequently decline in nitrogen fixation under P deficiency. Therefore, the precise identification of molecular mechanisms responsible for improvement of symbiotic effectiveness of symbiotic associations of legume-rhizobium can be used to enhance productivity through genetic engineering and breeding methods. In this study, changes in expression level of some genes in nodules of two symbiotic associations (chickpea-M. mediterraneum SWRI9 and chickpea-M. ciceri CP-31) under P starvation were investigated by Real-time PCR. Based on the results obtained from thegrowth parameters and Pi content in nodules and roots, the two examinedstrains of rhizobia differ markedly in tolerance to phosphorus deficiency.chickpea-M. mediterraneum SWRI9 was a P deficiency sensitive symbiotic associations and chickpea-M. ciceri CP-31 was much more tolerant one to P deficiency. Under P deficiency, the expression level of inorganic phosphate transporter 1-4like, inorganic phosphatase 2-like and malate dehydrogenase genes in nodules chickpea-M. ciceri CP-31 increased as compared their expression under P-sufficient conditions. In both symbiotic associations, the expression level of Phosphate transporter 1 in nodules decreased under P deficiency. In addition, the expression level of histidin kinase genes increased in nodules of chickpea-M. mediterraneum SWRI9 in response to P deficiency. Different response of symbiotic effectiveness to P deficiency in two symbiotic associations is related to difference in expression level of studied genes.
کلیدواژه ها [English]
Mesorhizobiumciceri, Mesorhizobiummediterraneum, inorganic phosphate, expression gene, real time PCR
ابتدای صفحه