GAMMA IRRADIATION AND SODIUM AZIDE INDUCED CHANGES IN GROWTH, LEAF PROTEIN PATTERNS
AND GENOMIC DNA OF TWO STRAINS OF MAIZE
UNDER DROUGHT STRESS 

AHMED, H.F.S. (1), MAHMOUD, A.A.(2), HAMID-ELDIN, N.(2)
and BHIELDIN, A.(3)
(1) Botany Department, Faculty of Science, Ain Shams University,
Cairo, Egypt, (2) National Production Dept., National Center
for Radiation Research and Technology, AEA, Cairo, Egypt
and (3) Genetics Dept., Faculty of Agriculture,
Ain Shams University, Cairo, Egypt.
Key words: Drought stress, Maize irradiation, Maize genomic DNA.
 

التغيرات المستحثة بأشعة جاما وأزيد الصوديوم فى النمو وأنماط البروتين والحمض النووى الجينى

 د ن ا) فى سلالتين من الذرة تحت ظروف الجفاف )
هالة فتوح سيد أحمد و اسمهان أحمد محمود و نهله حميد الدين و أحمد بهى الدين

 
خلاصـــة

تم تقييم معدلات النمو فى سلالتين نقيتين من الذرة الشامية G4) و (Rg11 تحت ظروف الرى المعتاد والجفاف. خلصت النتائج بوجه عام إلى تفوق نمو السلالة Rg11 تحت ظروف الرى المعتاد، بينما تميزت نباتات السلالة G4 تحت ظروف الجفاف، كما أدت معاملة البذور الجافة بأشعة جاما (60 جراى) أو أزيد الصوديوم (0.001 جزيئى) إلى زيادة ملموسة فى معدلات نمو السلالة G4 وعلى وجه الخصوص باستخدام أشعة جاما مع الرى المعتاد أو الجفاف. كانت المعاملة بأزيد الصوديوم أفضل تأثيرا على نمو نباتات السلالة Rg11 . صوحبت التغيرات المذكورة فى معدلات النمو بتغيرات فى أنماط البروتينات بأوراق كلتا السلالتين قيد الدراسة. من أهم النتائج التى تم التوصل إليها فى هذا الصدد استحثاث ستة بروتينات جديدة على الأقل فى السلالة G4 وثلاثة فى السلالة Rg11 وذلك تحت ظروف الجفاف مقارنة بنظائرها تحت ظروف الرى المنتظم وفى الوقت ذاته تم اختفاء ثلاثة بروتينات متماثلة (أوزانها النسبية
74 و53 و41 كيلو دالتن) من أوراق نباتات كلتا السلالتين. اتضح من النتائج أيضا ظهور بعض أنماط البروتين كدلالات للمعاملة بأشعة جاما أو بأزيد الصوديوم أو بصورة مشتركة فى الحالتين. ومن الجدير بالذكر أن بعض البروتينات المستحدثة اثر المعاملة بأشعة جاما أو أزيد الصوديوم تستحث أيضا تحت ظروف الجفاف مما يشير إلى أن المعاملات المستخدمة من أشعة جاما أو أزيد الصوديوم قد أدت إلى حدوث طفرات نافعة تزيد من مقاومة النباتات للجفاف. أوضحت النتائج أيضا أن نسبة التباين الوراثى فى السلالة G4 نتيجة المعاملة بأشعة جاما (41.5%) كانت أكبر من تلك الناتجة عن المعاملة بأزيد الصوديوم (22%). أما فى السلالة Rg11 فقد كانت نسبة التباين الجينى أقل بالنسبة للمعاملة بأشعة جاما (5‚19%) بينما كانت القيمة الناتجة عن المعاملة بأزيد الصوديوم مماثلة لتلك المسجلة معها فى حالة السلالة G4 (22%).
 

ABSTRACT

Growth potentials of two pure strains (G4 and Rg11) of maize (Zea mays L.) were evaluated under normal irrigation and drought stress. It could be generally concluded that Rg11 was more fitting under normal irrigation, whereby G4 strain coped better with drought stress. Grain treatment with gamma irradiation (60 Gy) or sodium azide (0.001 M) induced significantly enhanced growth in case of strain G4, under normal irrigation or drought condition, with a higher performance by gamma rays. Treatment with sodium azide gave better results with Rg11 plants. These changes were accompanied with a marked modulation in the protein patterns of leaves of both strains. The most interesting results were the induction of at least six new protein bands in strain G4 under drought stress and three in the Rg11 plants, as compared with those in corresponding control plants subjected to normal irrigation. Meanwhile, similar three proteins (Mr: 74, 53, 41 KDa) were repressed in each strain in response to drought. Certain proteins also appeared to be treatment-specific to gamma irradiation, Na-azide or both. Some of these proteins were also induced by drought stress alone, which might indicate that the applied doses of gamma irradiation and Na-azide induced beneficial mutations for enhancement of drought tolerance. Genomic DNA of the leaf extracts showed that the percentage polymorphism in strain G4 was higher with respect to gamma irradiation (41.5%) than
Na-azide (22%). In strain Rg11, polymorphism by gamma irradiation was relatively low (19.5%), whereby the value obtained with Na-azide was comparable to that obtained with strain G4 (22%).