ارسل ملاحظاتك

ارسل ملاحظاتك لنا







الرئيسية > تحسين إنتاجية وقدرة محصول القم...>الوصف

تحسين إنتاجية وقدرة محصول القمح على تحمل إجهادات الجفاف والحرارة المرتفعة باستخدام تقانات الهندسة الوراثية الحديثة

العنوان بلغة أخرى: Enhanced Abiotic Stress Tolerance and Yield of Wheat "Triticum Aestivum L." Plants Expressing AtWRKY39 Gene
المصدر: مجلة عجمان للدراسات والبحوث
الناشر: جائزة راشد بن حميد للثقافة والعلوم
المؤلف الرئيسي: علي، هيثم محمد (مؤلف)
مؤلفين آخرين: العيسوي، محمد أحمد (م. مشارك)
المجلد/العدد: مج22, ع1
محكمة: نعم
الدولة: الإمارات
التاريخ الميلادي: 2023
التاريخ الهجري: 1444
الشهر: يونيو
الصفحات: 1 - 23
رقم MD: 1398408
نوع المحتوى: بحوث ومقالات
اللغة: العربية
قواعد المعلومات: AraBase, HumanIndex
مواضيع:
محصول القمح | الإنتاج الزراعي | الهندسة الوراثية
كلمات المؤلف المفتاحية:
القمح | الجفاف | الحرارة المرتفعة | آليات مضادات الأكسدة | التعبير الجيني | Wheat | AtWRKY39 | Drought | Heat | Antioxidant Mechanisms | Genes Expression
رابط المحتوى:

الناشر لهذه المادة لم يسمح بإتاحتها.
صورة الغلاف QR قانون
حفظ في:
المستخلص: يعتبر محصول القمح واحدا من المحاصيل الغذائية الهامة والذي يتأثر سلبيا بالإجهادات البيئية مثل الجفاف والحرارة المرتفعة وخصوصا في المناطق القاحلة والجافة في وطننا العربي. لذلك تكتسب دراسات تعزيز تحمل محصول القمح لإجهادات الجفاف والحرارة المرتفعة أهمية قصوى عالميا من أجل تحسين إنتاجية هذا المحصول لتحقيق الأمن الغذائي. أوضحت الدراسات السابقة فاعلية استخدام تقنيات الهندسة الوراثية الحديثة وقدرة جينات وعوامل النسخ WRKY في تحسين وتعزيز مقاومة النباتات للإجهادات البيئية المختلفة. لذلك استهدفت الدراسة الحالية تقييم فاعلية جين AtWRKY39 المعزول من نبات الأرابيدوبسيس "Arabidopsis" في زيادة إنتاجية محصول القمح وتعزيز مقاومته لإجهادات الجفاف والحرارة المرتفعة. لذا تم في هذه الدراسة عزل جين AtWRKY39 من نبات الأرابيدوبسيس ونقله إلى نباتات القمح بواسطة بروتوكول التحوير الوراثي بالأجروبكتيريا- " Agrobacterium mediated transformation". وتم التحقق من احتواء نباتات القمح المحورة وراثيا الناتجة على هذا الجين. أوضحت النتائج تميز نباتات القمح المحورة وراثيا بارتفاعات ملحوظة في النمو والكتلة الحيوية ومعدل النتح ومعدل التمثيل الضوئي ومحتوى الكلوروفيل ومحتوى الماء النسبي ومحتوى البرولين ومحتوى البروتينات والسكريات الذائبة ونشاط إنزيمات مضادات الأكسدة (مثل الكاتليز CAT وسوبر أكسيد ديسميوتيز SOD واسكوربيت بيروكسيديز APX) مقارنة بنباتات القمح الغير محورة وراثيا. على الجانب الآخر سجلت انخفاضات ملحوظة في معدل الارتشاح الكهربائي للأيونات " electrolyte leakage" وتركيز المالونديهيد "malondialdehyde" وتركيز بيروكسيد الهيدروجين H2O2 في نباتات القمح المحورة وراثيا مقارنة بالنباتات الغير محورة وراثيا. علاوة على ذلك، سجلت ارتفاعات ملحوظة في معدل تعبير جينات مضادات الأكسدة (CAT، Mn-SOD، APX) والجينات المرتبطة بتحمل الإجهاد البيئي (DREB3، WRKY19، AQP7) في نباتات القمح المحورة وراثيا مقارنة بالنباتات الغير محورة وراثيا. كما تميزت نباتات القمح المحورة وراثيا بإنتاجية عالية تحت ظروف إجهاد الجفاف والحرارة المرتفعة مقارنة بالنباتات الغير محورة وراثيا. تلك النتائج تؤكد أن جين AtWRKY39 يلعب دورا رئيسيا في تعزيز إنتاجية وتحمل نباتات القمح لإجهادات الجفاف والحرارة المرتفعة من خلال تحفيز النمو والتمثيل الضوئي وآليات مضادات الأكسدة وكذلك تحفيز تخليق الواقيات الأوسموزية "osmolytes" وتعبير الجينات المرتبطة بتحمل الإجهادات البيئية، وبالتالي يمكن استخدام جين AtWRKY39 في برامج تربية البنات للحصول على أصناف نباتية ذات إنتاجية عالية ومقاومة للإجهاد. وتعتبر هذه الدراسة هي الأولى من نوعها التي تثبت الدور الوظيفي لجينAtWRKY39 في تحسين إنتاجية المحاصيل الغذائية وتعزيز قدرتها على تحمل إجهادات نقص الماء والحرارة المرتفعة.

Wheat is one of the important cereal crops used for human food globally. Drought and heat stresses negatively affect wheat growth and productivity. Enhancing wheat tolerance to drought and heat stresses is therefore of paramount importance to sustain crop production and food security. WRKY transcription factors have a key role in enhancing stress tolerance in plants. Therefore, the main aim of the present study was to investigate and assess the functional role of Arabidopsis thaliana WRKY39 (AtWRKY39) in enhancing wheat productivity and tolerance to drought and heat stresses. In the present investigation, AtWRKY39 transcription factor was genetically cloned and expressed in wheat plants. The results showed that the transgenic wheat plants had significant increases in growth, biomass, transpiration rate, photosynthetic rate, chlorophyll content, relative water content, proline content, soluble proteins content, soluble sugars content, and activity of antioxidant enzymes (catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and ascorbate peroxidase (APX)) compared to wildtype plants. While significant decreases were recorded in the levels of electrolyte leakage, malondialdehyde, and hydrogen peroxide in the transgenic plants, compared to wild-type plants. Additionally, significant increases in the expression level of antioxidant genes (CAT, Mn-SOD, APX) and stress-responsive genes (DREB3, WRKY19, and AQP7) were recorded in the transgenic wheat plants, compared to the wild type plants. Wheat transgenic plants also has significant increases in grain yield traits under drought and heat stress conditions, compared to the wild-type plants. Taken together, the results demonstrated that AtWRKY39 play a key role in enhancing drought and heat stress tolerance in wheat by inducing antioxidant mechanisms, osmolytes synthesis, and stress-related genes expression. This is the first study to prove the functional role of the AtWRKY39 gene in improving the productivity of food crop and enhancing its ability to withstand drought and heat stresses.

عناصر مشابهة


© 2024 المنظومة. جميع الحقوق محفوظة.