آنالیز پروتئومیکسی گندم در واکنش به کادمیوم و جیوه

گندم یکی از محصولات زراعی مهم در سطح جهانی بوده که همواره با تنش های زیستی و غیرزیستی مواجه می باشد. آلودگی محیط زیست با فلزات سنگین به عنوان یک نگرانی در زمینه های بهداشتی، اقتصادی و به خصوص در مورد سلامتی انسان حائز اهمیت بوده و نیازمند توجه بیشتری می باشد. بخش عمده ای از این مواد توسط گیاهان جذب شده و منجر به غیر فعال سازی برخی از آنزیم ها، ایجاد اختلال در انواع واکنش ها، کاهش تولید پروتئین و نیز بسیاری از اعمال سلولی را مختل و رشد و نمو را متوقف می سازند. هدف از این تحقیق مطالعه اثرات تنش ناشی از کلرید جیوه و کادمیوم بر میزان پروتئین کل محلول در برگ، میزان کربوهیدرات، غلظت اسید آمینه های پرولین، لایزین و متیونین و فعالیت آنزیم های کاتالاز، پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز بر دو رقم تجن وگنبد گندم می باشد. بدین منظور بذور گندم در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی کشت شد. در مرحله سه برگچه ای گیاهچه ها با کلرید جیوه در چهار غلظت 5، 10، 15 و 20 میکرومولارو کلرید کادمیوم در دو غلظت 25/0 و 5/0 میلی مولار همراه با شاهد در زمان های 8 و 16 ساعت تیمار شدندو نمونه برداری بعد از اعمال تیمار انجام گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار انجام شد. به منظور بررسی نحوه تأثیر کادمیوم و جیوه بر روی بیان پروتئین ها گیاهچه های دو رقم گندم تجن و گنبد بررسی گردید تا سیستم های دخیل در انتقال پیام دفاعی این گیاه طی تنش کادمیوم و جیوه از جنبه بیوشیمیایی و مولکولی مورد ارزیابی قرار گیرد. بررسی ها نشان دادند که تحت تیمار کلرید کادمیوم و کلرید جیوه از غلظت اسیدهای آمینه لیزین و متیونین کاسته شده و غلظت اسیدهای آمینه پرولین و کربوهیدرات که در مکانیسم های دفاعی گیاه نقش اساسی دارند افزوده می شود. با افزایش غلظت کلرید جیوه میزان فعالیت آنزیم های کاتالاز، پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز کاهش و برعکس با افزایش غلظت کلرید کادمیوم فعالیت این آنزیم ها افزایش می یابد. نتایج حاصل از بررسی ژلها با استفاده از الکتروفورز دو بعدی در شرایط تیمار نسبت به شرایط کنترل نشان داد که پروتئین های مربوط به لکه های 1، 2، 8، 19 و 20 در شرایط تنش تغییر بیان بالایی را نشان دادند که این پروتئین ها جزو پروتئین های پایدار در شرایط تنش با کادمیوم و جیوه می باشند.