شوری به عنوان یک عامل تنش زای غیرزیستی اصلی در کشاورزی مدرن ظهور کرده است که به طور قابل توجهی تولید گیاهان زراعی، از جمله گندم، را محدود می کند. اصلاح ارقام جدید گندم همواره با معضلات تنوع ژنتیکی محدود و فرسایش مستمر تنوع ژنتیکی مواجه بوده است. بنابراین، استفاده از تنوع ژنتیکی موجود در گونه های خویشاوند وحشی برای افزایش تنوع ژنتیکی در گندم، به ویژه برای سازگاری با تنش های زیستی و غیرزیستی، ضروری است. این مطالعه تنوع فنوتیپی و اپی ژنتیکی 156 لاین گندم درون تنی شده (BC4F2) حاصل از هیبریداسیون بین ارقام گندم چینیبهاره (CS)، روشن (R) وAegilops cylindrica (AC) را ارزیابی کرد. این دو گروه از لاین های زمینه ژنتیکی، به همراه والدین دورهای آنها (در مجموع 158 عدد)، در شرایط مزرعه ای معمول و شور با استفاده از صفاتی نظیر ارتفاع گیاه، طول سنبله، تعداد سنبله در هر بوته، تعداد دانه در هر سنبله، وزن دانه و عملکرد دانه ارزیابی شدند. سپس، لاین های BC4F2 به همراه والدینشان (AC، CS و R) تحت شرایط شاهد و تنش شوری انتخاب و تحت آنالیز فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی، متیلاسیون سیتوزین DNA و آنالیز بیان ژن های HKT1;5، NHX1 و SOS1 قرار گرفتند. نتایج، تأثیر قابل توجه تنش شوری بر متغیرهای زراعی-فیزیولوژیکی از جمله عملکرد و صفات مرتبط را نشان داد. بدین ترتیب، از عملکرد دانه در شرایط شاهد و تنش شوری به همراه شاخص های تحمل به تنش برای انتخاب متحمل ترین و حساس ترین لاین ها استفاده شد. آنالیزهای زراعی-فیزیولوژیکی، اپی ژنتیکی و بیان ژن، اثرات قابل توجه تنش شوری و زمینه ژنتیکی و همچنین پاسخ متفاوت لاین های حاصل به تنش شوری را نشان داد. تفاوت معنی داری بین محتوای اسمولیت لاین های حساس و متحمل تحت شوری، فقط برای محتوای TSS گروه CS مشاهده شد. اختلاف در محتوای پتاسیم، سدیم و پتاسیم/سدیم برگ و ریشه، و سطوح Chla، Chlb، Car و MDA، برخلاف سطوح رادیکال DPPH، بین لاین های متحمل به شوری و حساس به شوری در هر دو زمینه ژنتیکی گندم تحت شرایط شور، نشان دهنده تمایز آشکار در تحمل شوری بود. PCR کمی Real-Time افزایش بیشتری در سطوح بیان ژن های NHX1 و SOS1 در بافت های برگ و ریشه لاین های متحمل در مقایسه با لاین های حساس نشان داد. در حالی که الگوهای بیان ژن HKT1;5 در هر دو گروه گندم فقط در بافت برگ لاین های متحمل بیشتر از لاین های حساس بود. تجزیه و تحلیل متیلاسیون DNA برگ و ریشه، اثرات قابل توجه شوری را بر تغییرات متیلاسیون نشان داد و ورود موفقیت آمیز اپی ژنوم تحمل به شوری از Ae. cylindrica به گندم را تأیید کرد. به طور کلی این یافتهها نشان داد که بهره برداری از تنوع ژنتیکی خویشاوندان وحشی، هدفی حیاتی برای افزایش تنوع ژنتیکی و اپی ژنتیکی به منظور افزایش سازگاری گیاه با تنش شوری است.
کلمات کلیدی:
گندم، Aegilops cylindrica، تنش شوری، هیبریداسیون، متیلاسیون DNA، وراثت اپیآلل