تأثیر موتاسیون های نقطه ای مختلف در ژن fry1 بر خصوصیات فیزیولوژیکی و میزان بیان ژن های مرتبط در واکنش به تنش سرما در آرابیدوپسیس

تنش های غیر زیستی باعث کاهش تولیدات گیاهی می شوند. شناسایی مکانیزم پاسخ به سرما می تواند زمینه های ایجاد ارقام متحمل و سازگار را فراهم سازد. ژن fry1 با تاثیر بر ژن های مسیر سیگنالینگ سرما و به سبب تولید آنزیم تجزیه کننده ip3، به عنوان یک پیام رسان ثانویه، نقش مهمی در پاسخ گیاهان به سرما ایفا می کند. در این پژوهش، واکنش گیاهان موتانت old101 و ron1-1 که به عنوان موتانت های fry1 شناخته می شوند و گیاه مادری ler-0، در دو محیط in vivoو in vitro در واکنش به تیمار سرمایی 5 روز و 10 روز و سپس 3 روز دوره بازیابی از لحاظ خصوصیاتی چون جوانه زنی، خصوصیات فنوتیپی، فیزیولوژیکی و مولکولی بررسی شد. مراحل کد های رشدی گیاهچه های موتانت و مادری از ابتدای جوانه زنی نیز به مدت 10 روز در دمای 22 درجه سانتی گراد بررسی شد. بذور موتانت در دمای 22 درجه با 1 الی 2 روز تاخیر نسبت به بذور مادری جوانه زدند و برای عبور از هر مرحله رشدی به زمان بیشتری نیاز داشتند. بررسی جوانه زنی در دمای 8 درجه سانتی گراد نشان داد که بذور موتانتron1-1 و old101 سرعت جوانه زنی کند تری نسبت به بذور مادری دارند. موتاسیون های ron1-1 و old101 در ژن fry1 باعث ایجاد گیاهچه هایی با فنوتیپ خاص نسبت به گیاهچه های مادری شده است. مشاهده شد که اعمال تنش سرمایی باعث افزایش اختلاف فنوتیپی موتانت ها با ژنوتیپ مادری شده است. بررسی گونه های فعال اکسیژن (ros) نشان داد، مقدار h2o2 در گیاهچه های موتانت نیز بیشتر از گیاهچه های مادری است و همچنین میزان ros گیاهچه های موتانت نسبت به مادری در شرایط تنش سرمایی کاهش می یابد. میزان فعالیت آنزیم های تجزیه کننده ros نیز نسبت به گونه مادری پس از اعمال تنش سرمایی بیشتر است و اختلاف معنی داری نسبت به مقدار آنزیم گیاهچه های مادری دارد. نتایج بررسی بیان نسبی ژن ها نشان داد که بیان ژنdefl در موتانت ron1-1 پس از تنش سرمایی و بازیابی بیشتر از گیاهان مادری است و بیان ژن های cat2 وcbf3 پس از تنش در گیاهان موتانت بیشتر از گیاهان مادری و پس از 3 روز بازیابی بیان این ژن ها به شدت در گیاهان موتانت کاهش می یابد. گیاهان موتانت به دلیل موتاسیون ایجاد شده دارای مقدار ip3 بیشتری نسبت به گیاهان مادری هستند و این مسئله سبب واکنش سریع این گیاهان در مقابل سرما نسبت به گیاهان مادریler-0 می شود، گیاهان موتانت عکس العمل بیشتری نسبت به گیاهان مادری در مقابل سرما نشان می دهند، اما در دوره بازیابی نمی توانند سریعا به شرایط نرمال بازگشته و از این نظر نسبت به گیاهان مادری ضعیف ترند.