تنش های زیستی و غیرزیستی مهمترین عوامل محدودکننده عملکرد گیاهان زراعی مانند گندم می باشند. خانواده ی ژنی wrky رمزکننده گروه بزرگی از عوامل رونویسی هستند که در تنظیم ژن های پاسخ دهنده به تنش های زیستی و غیرزیستی دخیل می باشند. بنابراین شناسایی و مطالعه ی این خانواده ی ژنی گامی موثر در راستای یافتن راهکارهایی هدفمند برای تحمل گیاهان به تنش ها خواهد بود. در پژوهش حاضر، اطلاعات مربوط به اعضای خانواده ی wrky گندم از پایگاه های اطلاعاتی مرتبط مانند planttfdb، gramineatfdb، graingenes و embl جمع آوری شد. برای یافتن اعضای جدید، توالی های حفظ شده خانواده ی wrky برنج در داده های پایگاه ncbi (اعم از nr، estو htgs) به وسیله ابزارtblastn جستجو شدند. هم پوشانی estها در پایگاه اطلاعاتیtigr (est annotator) بدست آمد. توالی هایی مثل est و cdna (فاقد پروتئین) توسط نرم-افزارهای dnastar، ncbi orf finder ترجمه شدند. ساختار پروتئینی این خانواده از طریق پایگاه اطلاعاتی pdb و منابع علمی بررسی شد. همردیفی و آنالیز فیلوژنتیکی با استفاده از نرم افزار های mega4 و bioedit انجام گردید. الگوی بیانی این خانواده ی ژنی با استفاده از داده های ریزآرایه و est در پایگاه های plexdb، genevestgator، ddd ncbi و tigr بررسی شد. هستی شناسی و عملکرد ژن های wrky در پایگاه agrigo مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، 95 عضو از خانواده ی ژنی wrky در گندم یافت شد. برای 76 عضو پیدا شده ساختار حفظ شده خانواده wrky به طورکامل وجود داشت و برای دیگر اعضاء، توالی کامل پروتئین پیدا نشد. ویژگی خاص پروتئین های این خانواده وجود پهنه wrky با حدود 60 اسید آمینه است که شامل توالی حفاظت شده ی wrkygqk در انتهای آمین و ساختار انگشت مانند روی در انتهای کربوکسیل (با توالی حفاظت شده cx7cx23hxc و یا cx4–5cx22–23hxh) می باشد که برای ایجاد ساختار فضایی ویژه این خانواده و اتصال بهdna ضروری می باشند. عوامل رونویسی wrky در گندم همانند سایر گیاهان بر مبنای تعداد پهنه های wrky و ساختار انگشت روی آنها در سه گروه قرار گرفتندکه شامل 16 عضو از گروه i، 38 عضو از گروه ii و 22 عضو از گروه iii بود. در گروه ii به ترتیب 6، 13، 11، 6 و 2 عضو در زیرگروه های iia، iib، iic، iid و iie قرار گرفتند. زیرگروه های iiia و iiib در گروه iii نیز به ترتیب دارای 10 و 12 عضو بودند. بررسی دقیق مناطق حفاظت شده و آنالیز فیلوژنتیکی موید نظریه_های موجود بود مبنی بر این که گروه i (دارای دو پهنه wrky) قدمت بیشتری نسبت به دیگر گروه ها دارد و گروه ii این خانواده با از دست دادن پهنه wrky انتهای آمینی گروه i (و حفظ پهنه wrky انتهای کربوکسیل آن) ایجاد و در طی تکامل گسترش پیدا کرده اند و گروه iii بعد از گروه های i و ii در پاسخ به تنش ها و در راستای سازگاری بیشتر گیاه با شرایط تنشی بوجود آمده اند. همچنین در میان زیرگروه های ii، iib قرابت ژنتیکی نزدیک تری نسبت به گروه i دارد بنابراین احتمالاً این زیرگروه اولین زیرگروه بعد از تکامل گروه i می باشد در حالی که شباهت زیرگروه iia به گروه iii بیشتر است و احتمالاً این زیرگروه بعد از زیرگروه های دیگر گروه ii بوجود آمده است. 7 عضو از این خانواده، با توجه به بیان افتراقی آنها در پاسخ به تنش خشکی در ارقام حساس و متحمل گندم، به عنوان ژن های کاندید در تحمل به خشکی انتخاب شدند که 4 عضو از آنها مربوط به گروه iii می باشند. امید است تنظیم بهینه بیان این ژن ها، موجب افزایش تحمل به تنش و حفظ و پایداری عملکرد در شرایط تنش شود.

به منظور تجزیه بیان ژن های دخیل در ذخیره سازی و انتقال مجدد ذخایر ساقه و قندهای محلول آزمایشی در 20ام اسفند ماه سال 1388 در گلخانه تحقیقاتی گروه اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان در قالب یک طرح کرت های خرد شده بر پایه بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا شد. فاکتور اصلی شامل سطوح آبیاری (آبیاری نرمال و تنش خشکی) و فاکتور فرعی شامل 10 ژنوتیپ گندم بود. نمونه برداری در سه مرحله جهت بررسی روند ذخیره سازی و انتقال مجدد از ساقه انجام گردید. نتایج آزمایش نشان داد تنش خشکی به طور کلی بر صفات عملکردی، صفات ذخیر ای، قندهای محلول و بیان ژن های دخیل اثر معنی داری دارد. بین ژنوتیپ ها نیز از نظر صفات فوق الذکر تفاوت معنی داری مشاهده شده و اثر متقابل سطوح آبیاری و ژنوتیپ معنی دار بود. پس از بررسی صفات مربوط به انتقال مجدد و تحلیل نتایج با صفات عملکردی، دو ژنوتیپ c14 و c6 (به ترتیب متحمل و حساس) جهت تجزیه بیان ژن های درگیر در انتقال مجدد انتخاب شدند. نتایج تجزیه بیان ژنی نشان داد که میزان و زمان فعالیت (بیان) ژن های مورد مطالعه هم از نظر نوع فعالیت و هم در ژنوتیپ متحمل و حساس تحت شرایط آبیاری نرمال و تنش خشکی متفاوت است؛ بطوریکه ژن های درگیر در ذخیره سازی (1-sst و 6-sft) در زمان گرده افشانی و ژن های درگیر در هیدرولیز و انتقال مجدد (1-feh و sut1) 10 روز بعد از گرده افشانی فعالیت بیشتری داشتند. همچنین در زمان گرده افشانی فعالیت ژن های درگیر در ذخیره سازی در ژنوتیپ متحمل نسبت به ژنوتیپ حساس بیشتر بود و تنش خشکی موجب القای بیان ژن 6-sft شد. ژن های 1-feh و sut1 تحت تنش خشکی در مرحله گرده افشانی افزایش بیان داشتند که بیانگر تسریع فعالیت این ژن ها توسط تنش می باشد.

تنش خشکی از جمله تنش های محیطی است که بر روی رشد و عملکرد گیاهان تاثیر می گذارد. کلزا (brassica napus l.) در مرحله ی گلدهی و رشد خورجین ها به خشکی حساس است. هدف از اجرای این طرح بررسی تاثیر هورمون پاشی بر تحمل به خشکی در دو ژنوتیپ پاییزه کلزا به نام های gkh و okapi بود. در این پژوهش بوته های کلزا تا مرحله آغاز گلدهی در شرایط نرمال آبیاری شدند و سپس به وسیله قطع آبیاری، تنش خشکی بر آن ها اعمال شد و همزمان با آن هورمون پاشی در پنج سطح هورمونی شامل شاهد (آب مقطر و توبولین)، سایتوکنین (50 و 100 میکرومولار)، براسینواستروئید 7-10 میکرومولار و ترکیب سایتوکنین 100 میکرومولار و براسینواستروئید انجام گردید. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در سه تکرار (هر سطح هورمونی سه تکرار در شرایط تنش و سه تکرار در شرایط نرمال آبیاری) صورت گرفت. اثر تنش خشکی بر عامل های اکسایشی (فعالیت آنزیم آنتی اکسیدان کاتالاز)، عامل های مرتبط با روابط آبی گیاه (محتوای نسبی آب برگ، هدایت روزنه ای، محتوای پرولین) و میزان عملکرد در هر دو ژنوتیپ گیاه کلزا بررسی شد. همچنین میزان بیان ژن های کاتالاز (cat16 و cat54) و پرولین (p5cs) با استفاده از روش real-time pcr اندازه گیری گردید. نتایج این پژوهش اختلاف معنی داری بین گیاهان هورمون پاشی شده در حالت تنش از لحاظ محتوای آب برگ نسبت به گیاهان شاهد (عدم هورمون پاشی) نشان داد. ضمن اینکه اختلاف معنی داری بین سطوح هورمون پاشی و گیاهان شاهد (عدم هورمون پاشی) در حالت تنش و نرمال آبیاری از نظر میزان هدایت روزنه ای دیده شد. محتوای پرولین و بیان ژن p5cs در سطوح هورمون پاشی رقم gkh دارای اختلاف معنی دار بود. هورمون براسینواستروئید افزایش معنی دار فعالیت کاتالاز و میزان بیان دو ژن متعلق به آن را در شرایط نرمال آبیاری در رقمgkh و در شرایط تنش خشکی در هر دو رقم را منجرب گردید. دیگر سطوح هورمونی، در فعالیت و بیان ژن های متعلق به کاتالاز متفاوت عمل کردند. میزان عملکرد نیز در اثر براسینواستروئید در هر دو رقم افزایش معنیدار داشت. همچنین شاخص های مقاومت به خشکی نیز اندازه گیری گردید که طبق شاخص های sti، mp و gmp تمامی سطوح هورمون پاشی در افزایش تحمل به خشکی موثر بودند هر چند که میزان تاثیر براسینواستروئید بیش از سطوح دیگر بود. ضمن اینکه رقم gkh بر طبق شاخص های اندازه گیری شده متحمل تر دیده شد. در کل می توان گفت که هورمون پاشی (خصوصا براسینواستروئید) سبب بهبود تحمل به خشکی می شود.