Plant Process and Function

fa مطالعه اثر تنش‌های شوری و اسمزی بر واکنش بیوشیمیایی گیاه کنجد (Sesamum indicum L.) و ارزیابی بیوانفورماتیک خانواده ژنی SOD Studying the effect of salinity and osmotic stresses on the biochemical reaction of sesame (Sesamum indicum L.) and bioinformatics evaluation of the SOD gene family تنش خشكي Droughts Stress پژوهشي Research کنجد از مهم‌ترین دانه&rlm;های روغنی مورد استفاده انسان است که بخش قابل‌توجهی از تولید روغن با کیفیت جهان را به خود اختصاص می‌دهد. در این مطالعه اثر مقادیر مشابه تنش شوری (حاصل از NaCl) و اسمزی (حاصل از PEG600) بر واکنش بیوشیمیایی گیاه کنجد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که الگوی فعالیت آنزیم&rlm;های سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT)، آسکوربات پراکسیداز (APX) و پراکسیداز (POD) ها به‌طور نسبتاً مشابه تحت تأثیر این تنش‌ها قرار گرفت. نتایج مقایسه میانگین&rlm;ها نشان داد که فعالیت آنزیم POD در دو بافت ریشه و اندام‌‌هوایی در هر دو تنش مشابه بود. میزان فعالیت آنزیم&rlm;های SOD و APX در هر دو بافت در تنش شوری بیشتر از تنش اسمزی بود. فعالیت آنزیم CAT در بافت ریشه بیشتر تحت تأثیر تنش شوری نسبت به تنش اسمزی بود، درحالی‌که در اندام‌‌هوایی بیشتر تحت تأثیر تنش اسمزی نسبت به تنش شوری بود. در بافت ریشه ازنظر تجمع مالون‌ دآلدهید (MDA) اختلاف آماری مشاهده نشد ولی در اندام ‌‌هوایی بیشترین مقدار تجمع MDA در تنش شوری مشاهده شد. تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک خانواده ژنی SiSOD‌‌ نشان داد که این خانواده ژنی در سه کلاستر و در دو خوشه بزرگ طبقه‌بندی شدند. ژن&rlm;های متعلق به خوشه اول دارای ناحیه CU/ZN-SOD و ژن‌های خوشه دوم دارای ناحیه Mn/Fe-SOD بودند. در مجموع، یافته&rlm; های این بررسی حاکی از تاثیر شدیدتر تنش شوری به واسطه ایجاد فشار اسمزی و یونی نسبت به تنش اسمزی تنها بود. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت واکنش سیستم دفاعی کنجد به این دو تنش، نسبتاً متفاوت است.   Sesame (Sesamum indicum L.) is one of the most important oil seed crops used by humans and accounts for a remarkable portion of global high-quality oil production. In this study, the effect of the same osmotic pressure provided by NaCl (salt stress) and by PEG600 (osmotic stress) on the biochemical reaction of sesame was evaluated. Results showed that the activity patterns of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and peroxidase (POD) enzymes were similarly affected by these stresses. Means comparison results indicated that the activity of POD was similar in both root and shoot tissues under both conditions. Also, the activity of SOD and APX enzymes was higher under salinity than under osmotic stress in both sesame tissues. The CAT activity was higher under salinity as compared with the osmotic stress in sesame roots, while in shoots, its activity was higher under osmotic stress compared with salinity. No significant difference was observed in Malondialdehyde accumulation in roots, while it reached its maximum under salinity in shoots. The bioinformatics analysis of the SiSOD gene family revealed that it can be classified into three clusters and into two major groups. Genes belonging to the first cluster have the CU/ZN-SOD domain, while genes belonging to the second cluster have the Mn/Fe-SOD domain. In conclusion, our findings indicated that sesame was more affected by salinity than osmotic stress, which could be due to both osmotic and ionic pressure created by NaCl. Therefore, the response of sesame defense systems to both studied stresses can be relatively different. پلی‌اتیلن ‌گلیکول, آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان, کشت هیدروپونیک Antioxidant enzymes, Hydroponic cultivation, Polyethylene glycol 39 58 http://jispp.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1837-1&slc_lang=fa&sid=1 Mostafa Haghpanah مصطفی حق پناه masoudhgh@gmail.com 0000-0002-8234-7221 No Kohgiloyeh and Boyerahmad Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Dryland Agricultural Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Gachsaran, Iran مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی کهگیلویه و بویراحمد، مؤسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گچساران، ایران Esmaeil Bakhshandeh اسماعیل بخشنده Bakhshandehesmail@gmail.com 0000-0003-3940-0223 Yes 2Genetics and Agricultural Biotechnology Institute of Tabarestan (GABIT), Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU), Sari, Iran پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران Seyed Hamidreza Hashemipetroudi سید حمیدرضا هاشمی پطرودی irahamidreza@yahoo.com No 2Genetics and Agricultural Biotechnology Institute of Tabarestan (GABIT), Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU), Sari, Iran پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران