Effects of Salicylic Acid on Fatty Acid Gene Expression in Carthamus tinctorious L. cv. Dinçer under Pendimethalin Stress

Abstract

Pendimethalin is a member of the dinitroaniline class herbicide. It used to control most annual grasses and many annual broad-leaved weeds. Salicylic acid acts as an endogenous signal molecule in charge of inducing environmental stress tolerance in plants. Omega-3 fatty acid desaturase is a key enzyme for α-linolenic acid biosynthesis. Here, we searched to understand the beneficial impacts of salicylic acid on fatty acid desaturase gene (FAD3 and FAD7) expression during pendimethalin stress in safflower (Carthamus tinctorious cv. “Dinçer). In this study, 0.004 and 0.01 M pendimethalin was applied to safflower plants grown under controlled climatic conditions in 36 pots. 0.05 mM salicylic acid was applied to the samples where pendimethalin was applied. After application, gene expression analyze were performed using quantitative polymerase chain reaction. The floor change between the test and control groups was calculated with the formula 2 ^ (delta delta CT). The change between gene expression levels was evaluated by t test (p <0.05). FAD3 and FAD7 expression levels decreased at low pendimethalin concentration. A down-regulation in FAD3 expression was observed in high pendimethalin stress, while an up-regulation in FAD7 expression was detected. Salicylic acid had a ameliorative effect on the negative effect of pendimethalin stress on FAD3 and FAD7 gene expression.

Pendimethalin dinitroanilin sınıfı bir herbisittir. Pendimethalin genellikle tek yıllık otsu bitkiler ve birçok geniş yapraklı ot ile mücadelede kullanılır. Salisilik asit bitkilerde çevresel stres toleransını indüklemekten sorumlu endojen bir sinyal molekülü olarak rol oynamaktadır. Omega-3 yağ asidi desatüraz, α-linolenik asit biyosentezi için anahtar bir enzimdir. Bu çalışmada salisilik asidin aspirde (Carthamus tinctorius L. cv. Dinçer) pendimethalin stresi altında yağ asidi desatüraz genlerinin ifade düzeyi üzerindeki etkileri araştırıldı. Çalışmada 36 saksıda kontrollü iklim koşullarında yetiştirilen aspir bitkilerine 0.004 ve 0.01 M pendimethalin uygulanmıştır. Pendimethalin uygulanan bitkilere sonrasında 0.05 mM salisilik asit uygulanmıştır. Uygulama sonrasında RNA izolasyonu, cDNA sentezi ve kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu yapılmıştır. Test ve kontrol grupları arasındaki kat değişimi 2 ^ (delta delta CT) formülü ile hesaplanmıştır. Gen ifade düzeyleri arasındaki değişim t testi ile değerlendirildi (p <0.05). FAD3 ve FAD7 ekspresyon seviyeleri düşük pendimethalin konsantrasyonunda azalmıştır. Yüksek pendimethalin stresinde FAD3 ekspresyonunda aşağı regülasyon gözlenirken, FAD7 ekspresyonunda yukarı regülasyon tespit edilmiştir. Salisilik asidin pendimetalin stresinin FAD3 ve FAD7 gen ifadesi üzerindeki olumsuz etkisini iyileştirici bir etki gösterdiği gözlemlenmiştir.