ارزیابی تحمل به شوری در لاین های آنتی سنس ناقل ساکارز (OsSUT1) در مرحله گیاهچه ای در برنج (Oryza sativa var. TaiPai)

ارزیابی تحمل به شوری در لاین های آنتی سنس ناقل ساکارز (OsSUT1) در مرحله گیاهچه ای در برنج (Oryza sativa var. TaiPai)

معصومه قمر¹، محمدرضا سیاهپوش*² ، پیمان حسیبی²

¹دانشجوی کارشناسی ارشد اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز،

²عضو هیأت علمی گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز

تاریخ دریافت: 10/3/1391، تاریخ پذیرش: 4/08/1391

چکیده

به­منظور بررسی اثر تغییر در توزیع ساکارز بر تحمل به شوری لاین­های برنج در مرحله گیاهچه­ای، آزمایشی گلدانی به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا گردید. در این آزمایش شش لاین و رقم برنج شامل لاین تیپ­طبیعی (تای­پای)، سه لاین آنتی­سنس ناقل ساکارز برای ژن SUT1 (1-6-45-34 و1-7-111-37 ،1-8-184-37)، رقم متحمل به شوری (پکالی) و رقم حساس به شوری (نیپنبار) در سه سطح شوری (2، 5 و 16 دسی زیمنس بر ­متر کلرید سدیم) مورد بررسی قرار گرفتند. 21 روز پس از اعمال تنش، وزن خشک اندام هوایی، محتوای نسبی آب برگ، عدد SPAD، هدایت روزنه­ای و میزان کل قندهای محلول در برگ مورد ارزیابی قرار گرفتند. افزایش تنش شوری منجر به افزایش میزان مشخصی از قندهای محلول و عدد SPAD و کاهش وزن خشک اندام هوایی، هدایت روزنه­ای و محتوای نسبی آب برگ گردید. با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق لاین­های آنتی­سنس 1-7-111-37 و 1-8-184-37 از نظر کلیه صفات مورد بررسی نسبت به تای­پای برتری داشتند و در مواردی مشابه و یا برتر از رقم متحمل پکالی رفتار نمودند. بررسی بیان ژن‌های خانواده ناقلین ساکارز در برنج در لاین‌های آنتی­سنس و لاین تیپ‌طبیعی نشان از کاهش بیان این ژن­ها در تیمارهای شوری داشت. اگرچه این کاهش در لاین­های آنتی‌سنس کمتر از لاین تیپ طبیعی بود. بنابراین به نظر می‌رسد که با دستکاری توزیع قندها در مرحله گیاهچه­ای می­توان به لاین‏هایی با تحمل بیشتر نسبت به تنش­های غیر­زنده دست یافت.

واژه های کلیدی: بیان ژن، پکالی، تای‌پای، ناقلین ساکارز، نیپنبار.

مقدمه

شوری فاکتور محیطی مهمی است که توزیع و قابلیت تولید بسیاری از گیاهان زراعی را دچار محدودیت می‌کند. خاک­ها و آب­های شور مناطق وسیعی از جهان را در بر گرفته­اند. از 15 میلیون هکتار زمین­های تحت کشت گیاهان زراعی در ایران، شش میلیون هکتار آن به صورت فاریاب بوده که از این مقدار نیز 30 درصد آن تحت تاثیر شوری قرار دارد (Ahmadi & Niazi Ardekani, 2006). تنش شوری به عنوان عاملی محدود کننده در قابلیت تولید محصولات کشاورزی کاملاً به اثبات رسیده است (Filho et al., 2003). شوری از طریق کاهش پتانسیل اسمزی محلول خاک، مسمومیت یونی و به هم خوردن تعادل عناصر غذایی ناشی از افزایش غلظت یون سدیم سبب آسیب به گیاه می­شود. به­همین دلیل در جهت یافتن جنبه­های فیزیولوژیکی مقاومت به شوری در گیاهان تلاش­های بسیاری به­عمل آمده و بهنژادگران علاقمند به توسعه ژنوتیپ­های متحمل به شوری هستند (Cuartero et al., 2006).

برنج غذای اصلی 5/2 میلیارد نفر از جمعیت جهان است و انرژی 21 درصد و پروتئین 15 درصد از جمعیت جهان را تأمین می‌کند  (Bhuiyan et al., 2002). پاسخ برنج به شوری به مرحله رشدی آن بستگی دارد. در بیشتر کولتیوارهای برنج، گیاهچه­های جوان به شوری حساس هستند. پس از کاشت برنج استمرار شوری موجب کاهش معنی‌دار رشد گیاهچه­ها می‌شود (Momayezi et al., 2009).

قندها تولیدات اصلی فتوسنتزی در گیاهان بوده و این ترکیبات در مراحل بعد علاوه بر نقش حیاتی تولید انرژی، اسکلت اولیه کلیه ترکیبات شیمیایی گیاهی را تشکیل می­دهند. تقسیم این قندها در بین اندام­های مختلف گیاه و در مراحل مختلف رشدی، وابسته به جنس و گونه گیاهی و شرایط محیطی است (Siahpoosh et al., 2012). شناخت بیشتر توزیع قندها در گیاه راهکار مناسبی جهت کنترل، دستکاری و هدایت کربوهیدرات­ها به سوی تولید بیشتر در گیاه می­باشد. ساکارز تنها قند قابل انتقال در بیشتر غلات از­جمله برنج است. تغییر در توزیع ساکارز به سوی مبدأ و یا به سوی مقصد یک استراتژی بسیار مؤثر در افزایش عملکرد، مطالعه و پیشبرد اثر متقابل گیاه­-­تنش و در کشف ساز­و­کارهای بیوشیمیایی،  فیزیولوژیکی و مولکولی مؤثر در توزیع قندها در گیاه می­باشد (Siahpoosh et al., 2012). تغییر در توزیع ساکارز در گیاه به دو روش قابل انجام است: (الف) تیمارهای خارجی در کاهش عملکرد اندام­های اتوتروف و یا اندام­های هتروتروف مانند بریدن برگ­ها (Gifford et al., 1984). با توجه به این که در این روش تیمارهای اعمال شده غیر از اثر اصلی اثرات ثانوی چون تنش و تغییرات شدید هورمونی در گیاه ایجاد می کنند، لذا این روش چندان توصیه نمی شود. (ب) دستکاری درونی گیاه^[1] با استفاده از تکنیک­های مولکولی روشی است که اخیراً در مطالعات مبدأ و مقصد مورد توجه واقع شده است (Lemoine, 2000). جهت تغییر در توزیع ساکارز با استفاده از تکنیک­های مولکولی دو روش ارائه گردیده است: یکی دستکاری ناقلین ساکارز^[2] در بارگیریو تخلیه ساکارز در فلوئم و دیگری استفاده از آنزیم آپوپلاستی اینورتاز^[3] در شکستن ساکارز به گلوکز و فروکتوز. در خلال دهه گذشته ژن‌های کنترل کننده ناقلین ساکارز (به طور اختصار SUT) در تک لپه­ای و دو لپه­ای­ها کشف شده‌اند. در برنج پنج ژن OsSUT1، OsSUT2، OsSUT3، OsSUT4 و OsSUT5 شناسایی شده و ویژگی‌های آن­ها مورد بررسی قرار گرفته است Aoki et al.,) 2003).

در مطالعات پیشین به نقش مهم ژن­های ناقل ساکارز در ایجاد سازگاری نسبت به تنش شوری در برنج تأکید شده است (Shinozaki et al., 2005). et al.  Siahpoosh(2012) بر اساس مشاهدات خود متوجه شدند که تخصیص ساکارز به ریشه ممکن است پاسخ برنج به سطوح بالای شوری را تغییر دهد. این محققین به منظور آزمایش این فرضیه از لاین­های آنتی­سنس ناقل ساکارز استفاده کردند و در طی آزمایشات هیدروپونیک در فیتوترون مشاهده کردند که بر خلاف انتظار، با وجود اختلال در یکی از اجزای انتقال ساکارز، سطوح ساکارز در ریشه افزایش یافته و متعاقب آن هدایت روزنه­ای، کارایی فتوسنتز و تحمل به شوری لاین­های تراریخت در شرایط تنش شدید شوری بهبود یافت. همانطور که اشاره گردید تغییر در تخصیص ساکارز به اندام­های مختلف گیاه نقش بسیار مؤثری در بهبود پاسخ گیاه به تنش­های محیطی دارد. یکی از فرضیات مطرح در این زمینه تخصیص بیشتر ساکارز به ریشه در برنج و نقش آن در افزایش تحمل به شوری گیاه می باشد. این فرضیه جهت اثبات و اتخاذ راهکار­های عملی بکارگیری در برنامه­های بهنژادی نیاز به انجام مطالعات مولکولی و فیزیولوژیک تکمیلی در شرایط طبیعی رشد گیاه دارد. به این منظور در پژوهش اخیر اثر تغییر در توزیع ساکارز در تحمل به شوری لاین­های تراریخت برنج در مرحله گیاهچه­ای در شرایط مزرعه­ای مورد بررسی قرار گرفت.

مواد و روش ها

الف) مواد و روش های بخش زراعی

این آزمایش به صورت کشت گلدانی در شرایط مزرعه­ای، در سال زراعی 90-1389 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا گردید. آزمایش به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتور اصلی شامل سه سطح شوری (2، 5 و 16 دسی‌زیمنس بر‌ ‌متر کلرید سدیم) و فاکتور فرعی شامل شش لاین و رقم برنج به نام‌های تای‌پای[4] (تیپ طبیعی)، پکالی[5] (رقم استاندارد متحمل به شوری)، نیپنبار[6] (رقم استاندارد حساس به شوری)، 1-8-184-37 (لاین آنتی‌سنس، 83 درصد بیان ژن OsSUT1 در تای‌پای)، 1-7-111-37 (لاین آنتی‌سنس، 69 درصد بیان ژن OsSUT1 در تای‌پای)، 1-6-45-34 (لاین آنتی‌سنس، 16 درصد بیان ژن OsSUT1 در تای‌پای) بود. بذرهای برنج پس از شستشو و ضدعفونی، به­منظور تهیه نشاء به جعبه­های پلاستیکی حاوی کاغذ صافی مرطوب منتقل گردیدند. این جعبه­ها به مدت هفت روز در تاریکی و دمای 28 درجه سانتی­گراد و  سپس به مدت ده روز در روشنایی و دمای 26 درجه سانتی­گراد قرار گرفتند (Siahpoosh et al., 2012). برای کشت برنج در مزرعه گلدان هایی 16 کیلویی تهیه و با خاک زراعی آب شویی شده پر شدند. بعد از این مرحله بر روی گلدان­ها سیستم آبیاری قطره­ای نصب گردید و به این ترتیب شرایط غرقابی مورد نیاز برای کشت برنج فراهم شد. در نهایت در تاریخ 29 خرداد ماه اقدام به نشا­کاری کرده و به هر گلدان سه نشا منتقل گردید (Sharmasarker, 2001). اعمال شوری از چهار هفته پس از انتقال نشا­ها به گلدان به صورت پلکانی و با تیمار 50 میلی مولار آغاز شد و با اعمال چهار لیتر آب شور در هر مرحله در نهایت بعد از 14 روز به سطح 200 میلی مولار رسانده شد. به منظور آبیاری سطوح شاهد از سیستم لوله­کشی آب شهری و جهت اعمال دو سطح شوری ملایم و شدید از روش دستی استفاده گردید. به این منظور در  تانکرهای 500 لیتری به میزان لازم  NaCl اضافه کرده و هدایت الکتریکی آن تنظیم گردید. از آن­جا که گیاه برنج جهت رشد­و­نمو نیاز دائمی به شرایط غرقابی دارد، لذا در طول روز سیستم آبیاری قطره‌ای باز بوده و اضافه کردن آب شور به گلدان­ها در عصر صورت می­گرفت. به این منظور ابتدا آب خروجی گلدان­ها جمع آوری و هدایت الکتریکی آن اندازه‌گیری می­شد و با بررسی برابر بودن هدایت الکتریکی آب خروجی و میزان تیمارهای اعمال شده از درستی و دقت اعمال تنش اطمینان حاصل می­گردید، و پس از اعمال تنش، سیستم آبیاری در طول شب به طور کامل بسته می­شد.

پس از گذشت 21 روز از اعمال تنش شوری، ابتدا صفات هدایت روزنه­ای با استفاده از دستگاه پرومتر (مدل ELE ساخت کشور انگلستان)  و میزان سبزینگی برگ بوسیله دستگاه SPAD (مارک مینولتا 502) اندازه‌گیری شد. سپس گیاهان به منظور اندازه­گیری صفات وزن خشک اندام هوایی، درصد محتوای نسبی آب برگ به روش Ritchie et al., (1990) و مقدار کل قندهای محلول در برگ به روش تغییر داده شده  Shlegl et al., (1986)  برداشت شدند. جهت تجزیه و تحلیل داده­ها از نرم­افزار  SAS استفاده شد. مقایسه میانگین داده­ها بر اساس آزمون چند دامنه­ای دانکن و رسم نمودارها با استفاده از نرم­افزارExcel  انجام گردید.

ب) مواد و روش های بخش مولکولی

برای انجام این قسمت از پروژه از همکاری مؤسسه ماکس پلانک در فیزیولوژی مولکولی گیاهی در کشور آلمان استفاده شد. لاین تیپ­طبیعی، به­همراه هر سه لاین­ آنتی­سنس به­صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی، در سه تکرار و در دو سطح شوری (0 و 75 میلی­مولار کلرید سدیم) به روش Greegorio et al. (1997) در یک کشت هیدروپونیک مورد بررسی قرار گرفتند. لاین­ها در محلول غذایی Yoshida (1981) کاشته شدند و تیمارهای شوری 24 روز پس از کشت اعمال گردیدند. 14روز پس از اعمال شوری، برگهای نمونه‌های گیاهی برداشت شد. RNA کل با استفاده از کیت شرکت کیاژن استخراج و اولین رشته cDNA ساخته شد و از آن در qRT-PCR  با استفاده از ترکیب سایبرگرین در چهار تکرار بر اساس روش ارائه شده توسط Czechowski et al. (2005) استفاده گردید. آغازگرهای اختصاصی برای ژن های اختصاصی OsSUT1، OsSUT2، OsSUT3، OsSUT4 و OsSUT5 و ژن­های خانه­دار[7] actin، actin1، Tubulin- β و1α  elongation factor (EF) بر اساس توالی آن­ها در بانک اطلاعاتی NCBI و به ترتیب با شماره دسترسیos03g50890 ، os05g36290، os01g59150 و os03g08020 طراحی شدند. جهت بررسی الگوی بیان ژن‌ها از روش 2^-∆∆CT(Livak et al., 2001)استفاده شد.

نتایج و بحث

همانطور که در شکل 1 ملاحظه می‌شود نتایج حاصل از اندازه­گیری صفات فیزیولوژیک در لاینهای آنتی‌سنس نشان داد که با وجود کاهش میزان بیان ژن OsSUT1، صفات هدایت روزنه­ای، عدد SPAD و محتوای نسبی آب برگ، در شرایط تنش شوری شدید بهبود یافت.

مقایسه رفتار لاین‌های آنتی‌سنس 1-8-184-37 و 1-7-111-37، از نظر این صفات با لاین مادری آن‌ها (تای‌پای) و رقم حساس نشان از برتری لاین‌های آنتی‌سنس داشت. بر اساس مطالعات قبلی، این صفات به عنوان صفاتی که می‌توان از آن‌ها در ارزیابی تحمل گیاهان به شوری استفاده کرد گزارش شده‌اند (El-Hendawy et al., 2007).

شکل 1- رفتار لاین­های آنتی­سنس OsSUT1 در پاسخ به سطوح مختلف شوری.A : هدایت روزنه‌ای، عدد SPAD و محتوای نسبی آب  :B .(RWC)وزن خشک اندام هوایی و قندهای محلول در برگ. ستون‌های با حروف مشابه، اختلاف معنی‌داری در سطح پنج درصد ندارند (بر اساس آزمون دانکن).   

Figure 1- Performance of OsSUT1 anti-sense lines in response to different levels of salt concentrations. A: Stomatal conductance, SPAD and Relative water content (RWC). B: Shoot dry weight and Sugar accumulation.  The values with the same letter in a column are not significantly (P >0.05) different (Based on Duncan test).

میزان هدایت روزنه­ای در رقم نیپنبار با افزایش شوری به سرعت کاهش یافت. در مقابل، لاین­های آنتی­سنس OsSUT1 قادر به حفظ هدایت روزنه­ای خود (49/0 مول بر متر­مربع بر ثانیه) حتی در غلظت بالای نمک (200 میلی­مولار) بودند. اندازه­گیری عدد  SPADنشان داد که در تمامی لاین­ها و ارقام، عدد  SPAD تا سطح 50 میلی­مولار افزایش و در سطح 200 میلی­مولار کاهش یافت. بر اساس نتایج بدست آمده میزان کاهش صفات هدایت روزنه­ای و عدد  SPAD در تنش شوری شدید در لاین­های آنتی‌سنس کمتر از تای­پای بود و لاین‌های آنتی‌سنس در شرایط تنش شوری شدید کمترین کاهش را نشان دادند (شکل1). میزان محتوای نسبی آب برگ نیز بطور معنی­داری در لاین­های آنتی­سنس برتر از تای­پای بود به گونه­ای که این لاین­ها قادر به حفظ بیشتر محتوای آب برگ خود در شرایط تنش شوری شدید بودند (شکل1).

وزن خشک با افزایش شوری به طور معنی­داری کاهش یافت. در کلیه لاین­های مورد آزمایش، افزایش شوری موجب کاهش معنی­دار (P≤0.01) وزن خشک بوته شد. با این وجود، لاین­ها و ارقام مختلف مورد آزمایش از نظر این صفت دارای تفاوت­های معنی­داری (P≤0.01) با یکدیگر بودند. لاین­های آنتی­سنس 1-8-184-37 و 1-7-111-37 (به­ترتیب با 18/3 و 46/2 گرم در بوته) تغییرات کمتری نسبت به این صفت از خود نشان دادند و در شرایط تنش شوری شدید (200 میلی مولار) میزان کاهش این صفت در لاین­های آنتی­سنس OsSUT1 کمتر از سایر ارقام بود (شکل1).

تجمع کل قندهای محلول شامل ساکارز، گلوکز و فروکتوز به عنوان اسمولایت­های سازگار کننده در تنظیم اسمزی، از طریق کمک به سلول‌های گیاهی برای حفظ حالت هیدراته آن­ها و در نتیجه ایجاد مقاومت در برابر تنش­های شوری و خشکی شدید گزارش شده است (Rontein et al., 2002). بنابراین نقش مشارکتی مکانیسم‌های ناقلین ساکارز در گیاهان به منظور درک روابط فیزیولوژیکی عمومی گیاه و مهمتر از آن در طی تنش­های محیطی ضروری است (Ibraheem et al., 2011).

بر اساس نتایج حاصل از این آزمایش، در لاین­های مورد بررسی، میزان قندهای محلول یک روند صعودی را طی نمود. تغییرات لاین­های آنتی‌سنس1-8-184-37 و 1-7-111-37 از نظر میزان قند­های محلول بیشتر از تای­پای و کمتر از رقم متحمل بود (شکل1) و احتمالاً این موضوع نشان دهنده آن است که لاین­های آنتی­سنس OsSUT1 دارای آمادگی اولیه به جهت مقابله با شرایط دشوار تحت تنش بوده‌اند.

همانگونه که مشاهده شد تمامی لاین­ها و ارقام برنج در مرحله رشد رویشی با قرار گرفتن در معرض تنش شوری کلرید سدیم دچار کاهش رشد شدند اما رفتار آن­ها با یکدیگر متفاوت بود. به گونه­ای که با مقایسه لاین­های تراریخت آنتی­سنس ناقل ساکارز مشخص گردید که گرچه لاین ­1-7-111-37 از نظر مورفولوژیکی تقریبا مشابه با لاین تیپ­طبیعی رفتار نمود، اما لاین‌های آنتی­سنس در کلیه صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی تحت شرایط تنش، نسبت به پس زمینه ژنتیکی خود یعنی تای­پای، برتری داشتند. پس از بررسی میزان بیان ژن­های خانواده ناقلین ساکارز در برنج (OsSUT) در غلاف برگ لاین تای­پای و لاین‌های آنتی­سنس، در شرایط تنش نسبت به شاهد، مشخص گردید که در تمامی لاین‌ها بیان ژن­های ناقلین ساکارز در شرایط تنش کاهش یافت. همچنین نتایج حاصل نشان داد که میزان بیان ژن­های OsSUT2، OsSUT3، OsSUT4 و OsSUT5 به ویژه OsSUT2 و OsSUT3 در لاین‌های آنتی‌سنس نسبت به تای‌پای در شرایط تنش 75 میلی‌مولار نسبت به صفر میلی‌مولار افزایش یافته است (شکل2).

شکل2- آنالیز بیان خانواده ژنی ناقلین ساکارز در غلاف برگ­ برنج تای­پای و لاین­های آنتی­سنس در تیمارهای شوری.

Figure 2- Gene expression analysis of OsSUT-gene family in the samples of leaf sheath from individuals of Oryza sativa cv. Tai pai and antisense lines during salt treatment.

چنین به نظر می‌رسد که کاهش بیانOsSUT1  بوسیله افزایش بیان دیگر اعضای خانواده این ژن جبران می‌گردد et al. . Siahpoosh (2012) در آزمایش خود نشان دادند که علی‌رغم کاهش بیان ژن OsSUT1 در لاین­های آنتی‌سنس میزان ساکارز در ریشه این گیاهان نسبت به لاین تیپ طبیعی افزایش داشته است. افزایش بیان سایر ژن‌های خانواده ناقلین ساکارز بویژه OsSUT2 و OsSUT3 در شرایط تنش نسبت به شرایط نرمال در مقایسه با لاین تیپ طبیعی می‌تواند توجیه کننده این پدیده باشد. علاوه بر این کاهش متوسط بیان ژن OsSUT1 در لاین تای­پای احتمالاً به دلیل اثرات پلیوتروپی این ژن منجر به رفتارهای فیزیولوژیکی متفاوتی در لاین‌های آنتی‌سنس می‌شود که نتیجه نهایی آن عملکرد بهتر این لاین‌ها در شرایط تنش می‌باشد.

نقش پنج عضو خانواده ژن‌های ناقلین ساکارز برنج (OsSUT) تا حد زیادی ناشناخته است (Braun et al., 2009). در این میان، ژن OsSUT1 بیش از سایر ژن‌ها­ی این خانواده مورد بررسی قرار گرفته است و شواهد حاکی از نقش مهم این ژن در توزیع و انتقال مجدد کربوهیدرات­ها بویژه در زمان پر شدن دانه و جوانه­زنی بذور است (Aoki et al., 2003; Scofield et al., 2002 ). با بررسی پروفایل بیان ژن OsSUT1 مشخص شد که این ژن در سلول­های همراه عناصر آوندی در دستجات آوندی بیان می­شود و این خود مبین نقش فعال این ژن در بارگیری ساکارز در آوندهای آبکش به منظور انتقال به بافت­های هتروتروف در شاخساره و ریشه می­باشد (Scofield et al., 2007). با استفاده از لاین­های آنتی­سنس ناقل همراه ساکارز-­پروتون نشان داده شده است که ناقلین ساکارز نقش مهمی در انتقال فلوئمی دارند. بر اساس نتایج، انتقال فعال آپوپلاستی عامل اصلی انتقال ساکارز به فلوئم می‌باشد. بر اساس این مدل ناقلین ساکارز در دیواره پلاسمایی استقرار داشته و مسیر اولیه حرکت ساکارز در مسیر طولانی انتقال را فراهم می‌کنند و بهترین حالت رایج آن در برنج و سایر گرامینه­ها به اثبات رسیده است (Riesmeie et al., 1993). بر این اساس چنانچه فرض بر این باشد که کاهش بیان OsSUT1 در شرایط شوری، منجر به کاهش بارگیری فلوئم آپوپلاستی و در نتیجه از دست­روی ساکارز در طی مسیر طولانی انتقال به ساقه می­گردد، ممکن است چنین تصور گردد که در این شرایط، ساکارز کمتری به ریشه اختصاص می­یابد و مطابق این استدلال، لاین­های آنتی­سنس OsSUT1 به دلیل کارآمدی کمتر آن­ها در تحویل ساکارز به ریشه، به­شدت نسبت به تنش شوری حساس می‌گردند، اما مشاهدات این آزمایش، کاملاً در تضاد با این انتظار بود. چرا که لاین­های آنتی­سنس OsSUT1 مشابه لاین والدینی خود (تای­پای) رفتار نموده و حتی کاهش بیان ژن  OsSUT1 در لاین­های آنتی­سنس سبب بهبود رفتار­های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گردید. این نتایج با یافته­های (Siahpoosh et al., 2012) همخوانی داشت.

به طور خلاصه، نتایج این تحقیق نشان داد که تخصیص بیشتر مواد فتوسنتزی به ریشه، به منظور افزایش تحمل به شوری در برنج می­تواند یکی از اهدف اصلی برنامه­های اصلاحی واقع شود. قابل ذکر است که اگر دستیابی به این هدف با دستکاری ناقلین ساکارز مورد نظر باشد، محققین با دو محدودیت روبرو خواهند بود: اول، انتخاب یا مهندسی این صفت باید در جهت کاهش متوسط و بهینه ژن OsSUT1 صورت پذیرد. به عبارت دیگر بایستی از کاهش بیان بیش از حد این ژن خودداری کرد. چرا که به علت ضعف شدید لاین آنتی­سنس 1-6-45-34 با 16 درصد بیان ژن  OsSUT1 امکان کشت آن در شرایط مزرعه وجود نداشت و به ناچار اقدام به حذف این لاین گردید. دوم این که از آن­جا که فعالیت ژن OsSUT1 برای پر شدن دانه و جوانه‌زنی مطلوب در شرایط شوری مورد نیاز است، لذا تلاش در جهت تغییر بیان ژن OsSUT1 فقط در مراحل رشدی مشخص می‌تواند منجر به نتایج مطلوب شود. به عبارتی پیشرفت در مهندسی بیان ژن در تنظیم بیان ژن‌ها در مراحل مختلف رشدی گیاه می­تواند نوید بخش پیشرفت‌های شگرف در علم اصلاح نباتات در آینده باشد.  

سپاسگزاری

به این وسیله از جناب آقای دکتر یوست فان دونگن (Joost T. van Dongen) عضو هیئت علمی موسسه ماکس پلانک در فیزیولوژی مولکولی کشور آلمان که در تهیه بذور و قسمتی از مراحل اجرایی این تحقیق، ما را یاریگر بودند سپاسگزاری می‌شود.