بیوتکنولوژی و بیوشیمی غلات
سال:1402 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

مقدمه: گرما و اثرات ناشی از آن یکی از تهدیدها و خسارت­های جدی در مسیر تولید محصولات زراعی و باغی در بسیاری از مناطق جهان محسوب می­شود. تنش حرارتی، تغییرات بسیار گسترده موروفولوژیکی، فیزیولوژیکی، آناتومی و مولکولی را منجر شده که سبب کاهش شدید عملکرد اقتصادی محصولات کشاورزی می­شود. امروزه جهت کاهش این اثرات بازدارنده علاوه بر روش­های اصلاحی کلاسیک و مرسوم می­توان از شیوه­های نوین و مولکولی، جهت شناسایی ژن­های متحمل به گرما بهره جسته و از آن­ها در برنامه­های به نژادی به منظور بهبود تحمل گیاهان به تنش­های محیطی استفاده نمود. مواد و روش ها: به منظور ارزیابی مقاومت به گرما چهار رقم محلی هویزه، حمر، عنبوری قرمز، چمپا و سه لاین امیدبخش متحمل به گرما V1، V2 و V3 که از برنامه­های به­نژادی بین­المللی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان بدست آمده بود با استفاده از واکنش زنجیره­ای پلیمراز در زمان واقعی در دو تاریخ کشت آزمایشی 20 اردیبهشت ماه (نامطلوب) و 20 خرداد ماه (مطلوب) 1401 توسط ژن­های osHTAS و HSP70 در اهواز مورد بررسی قرار گرفتند. یافته ها: نتایج بدست آمده از آنالیز بیان ژن توسط qPCR در تاریخ کشت اول حضور ژن osHTAS در ارقام و لاین­های برنج را تائید نمود به طوری که رقم محلی چمپا، هویزه و لاین V2 بیان نسبی بالایی را نسبت به سایر ارقام و لاین­های مورد مطالعه داشت و به طور معنی­داری با یکدیگر اختلاف داشتند. آنالیز بیان ژن osHTAS در تاریخ کاشت دوم (خرداد ماه) در اهواز نیز حضور ژن تحمل به درجه حرارت بالا در رقم هویزه، حمر و لاین V2 به خوبی نشان از این دارد که ارقام مذکور می­توانند به عنوان لاین­های والدی جهت انتقال ژن تحمل به گرما در برنامه­های به­نژادی مورد استفاده قرار گیرند و از نظر میزان بیان نسبی ژن با یکدیگر از نظر آماری اختلاف معنی­داری را نشان دادند. نتایج بیان نسبی ژن HSP70 در تاریخ کشت اردیبهشت ماه نشان داد که ارقام محلی چمپا، عنبوری قرمز و هویزه نسبت به بقیه برتری ویژه­ای داشتند. نتایج حاصل از بررسی الگوی بیان ژن HSP70 ارقام و لاین­های برنج در تاریخ کاشت دوّم نیز مشخص نمود که ارقام محلی عنبوری قرمز، چمپا، هویزه و حمر برتری را نشان دادند. تحمل ارقام محلی به تنش گرمایی به دلیل رشد سریع و ایجاد پوشش سبزینگی زیاد در مراحل اولیه رشد و سازگاری زیادی که نسبت به شرایط محیطی منطقه داشته­اند، می­باشد. نتیجه گیری: به دلیل حضور ژن­های تحمل به تنش حرارتی و سازگاری بالا نسبت به شرایط محیطی در ارقام محلی به دمای بالا و همچنین رشد سریع، پنجه­زنی بالا و ایجاد پوشش گیاهی زیاد می­توانند در انتقال ژن تحمل به گرما در برنامه­های به­نژادی به عنوان لاین والدی در تلاقی استفاده نمود.

مقدمه: از معایب استفاده از بذر جهت ایجاد جهش ژنتیکی می توان به افزایش مدت زمان تحقیق، لزوم کشت کشت گیاه جهت اندازه گیری صفات وو وجود شیمر در گیاهان موتانت اشاره نمود. برای حل این مشکلات امروزه از فنون بیوتکنولوژی مخصوصاً کشت بافت استفاده می شود. در این روش برای ایجاد جهش در گیاه برنج نیاز به سیستم باززایی تکرار پذیر و کارا است تا بتوان از بافت های تغییر یافته، گیاهان بارور به دست آورد. مواد و روش ها: جهت تعیین دز مناسب القاء جهش برای ایجاد تغییرات ژنتیکی در بافت کالوس حاصل از جنین بالغ و نابالغ واریته های نعمت و طارم محلی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با استفاده از دزهای 20 ، 30، 40، 50 و 60 گری (GY) پرتو گاما به همراه شاهد در چهار تکرار اجرا گردید. جهت کالوس‎زایی، محیط کشت MS با 5/0 میلی گرم در لیتر توفوردی و 1 میلی گرم در لیتر کازئین، برای هر دو رقم مناسب تشخیص داده شد. همچنین برای باززایی کالوس های حاصل از هر دو نوع جنین رقم طارم، محیط پایه MS حاوی 4 میلی گرم در لیتر BAP و 5/0 میلی گرم در لیتر IAA و 5/0 میلی گرم در لیتر NAA  و 5 میلی گرم در لیتر کازئین و برای رقم نعمت در هر دو نوع ماده گیاهی محیط کشت MS تکمیل شده با 2 میلی گرم در لیتر BAP ، 2 میلی گرم در لیتر KIN  و 1 میلی گرم  در لیتر IAA استفاده شد. در مرحله نهایی کالوس های 30 روزه پرتودهی شده به همراه تیمار شاهد در مرحله باززایی با یکدیگر از نظر صفاتی همچون درصد رطوبت، سرعت رشد و درصد باززایی مقایسه شدند. یافته ها: پس از پرتوتابی، اثر رقم بر درصد باززایی، سرعت رشد بر اساس وزن و سرعت رشد قطر کالوس و اثر نوع جنین بر درصد باززایی و درصد رطوبت، اثر پرتو برای تمام صفات مورد بررسی، اثر متقابل رقم×جنین نیز فقط برای درصد باززایی و درصد رطوبت، اثر متقابل رقم×پرتو برای تمام صفات و اثر متقابل جنین×پرتو و رقم×جنین×پرتو فقط برای درصد باززایی معنی دار شد. متوسط دز کشنده (LD50) بدست آمده در رقم نعمت و طارم با جنین بالغ به ترتیب مربوط به دزهای 78/26 و 83/41 گری و با جنین نابالغ به ترتیب 55/14 و 30/35 گری بود. نتیجه گیری: اختلاف حاصل در این آزمایش نه تنها می تواند ناشی از تفاوت های ژنتیکی باشد بلکه می تواند به دلیل تفاوت در میزان رطوبت کالوس و تأثیر پرتو گاما باشد.

مقدمه: در بین غلات گندم دوروم (Triticum turgidum L. var. durum) پس از گندم نان یکی از مهم­ترین منابع پروتئین و انرژی است و در اکثر کشورهای جهان نقش عمده­ای در تغذیه انسان دارد.مواد و روش ها: در این مطالعه به منظور شناسایی و مکان­یابی جایگاه­های ژنی کنترل کننده صفات مرتبط با برگ پرچم و پدانکل، 118 رگه درون­زاد نوترکیب گندم دوروم حاصل از تلاقی بین ژنوتیپ بومی ایران-249 با منشاء غرب ایران و رقم بومی زردک با منشاء کرمانشاه در سه محیط تحت شرایط دیم و با استفاده از طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار به همراه والدین ارزیابی شدند. تجزیه QTL برای هر صفت با استفاده از روش مکان یابی فاصله ای مرکب فراگیر برای شناسایی مناطق ژنومی که تأثیر قابل توجهی بر صفات مورد مطالعه داشتند، انجام شد.یافته ها: براساس نتایج تجزیه واریانس، اثر ژنوتیپ­ (رگه درون­زاد) از نظر صفات مرتبط با برگ پرچم و پدانکل در هر سه محیط مورد مطالعه معنی دار بود که نشان دهنده سطوح مناسبی از تنوع ژنتیکی در جمعیت مورد بررسی برای صفات مطالعه شده می­باشد. نتایج تجزیه QTL با استفاده از روش مکان یابی فاصله ای مرکب فراگیر منجر به شناسایی 33 عدد QTL برای صفات مورد بررسی شد. QTLهایی QTLهای مرتبط با صفات طول و قطر پدانکل بر روی کروموزوم­های 1A، 1B.1، 2B.1 و 5A و QTLهای مرتبط با صفت طول برگ پرچم، عرض برگ پرچم و سطح برگ پرچم بر روی کروموزوم­های 2A، 5A و 7A به صورت مشترک و پایدار در حداقل دو محیط مکان­یابی شدند. شناسایی QTLهای تکرارپذیر در محیط­های مورد مطالعه برای صفات مرتبط با برگ پرچم و پدانکل، می تواند بیانگر وجود نواحی ژنومی مرتبط و پایدار با این صفات ­باشد. از طرفی، همبستگی مثبت و معنی‎دار بین صفات مشاهده شد که احتمالاً به علت پیوستگی یا اثر پلیوتروپیک QTLهای کنترل کننده آنها باشد. بر اساس نتایج تجزیه QTL به روش دو لوکوسی اثر اصلی افزایشی و همچنین اثر متقابلQTL  × محیط برای همه صفات اندازه گیری شده بجز صفات قطر میانه و پایین پدانکل معنی­دار بود. در مجموع شش مکان ژنی با اثرات اپیستازی معنی­دار افزایشی× افزایشی، برای صفات سطح برگ پرچم  و قطر بالای پدانکل شناسایی شدند.نتیجه گیری: شناسایی و مکان­یابی QTLهای پایدار و تکرارپذیر در محیط های مختلف برای برخی از صفات مرتبط با برگ پرچم و پدانکل می تواند به درک بهتر پتانسیل و اساس ژنتیکی این صفات جهت استفاده در برنامه های به نژادی گندم دوروم به ویژه در پروژه های انتخاب به کمک نشانگر کمک نماید.

مقدمه: گندم نیز مانند سایر گیاهان در مقابله با تولید بالای رادیکال‏های آزاد اکسیژن از آنزیم های آنتی اکسیدانی جهت تخریب آن‏ها استفاده می کند. آنزیم های آنتی اکسیدان، پروتئین یا پلی پپتیدهایی هستند که در همکاری با مواد سلولی یا عناصر معدنی فعال شده و در موجودات نقش سمیت زدایی گونه های فعال اکسیژن را بر عهده دارند. سوپراکسید دیسموتاز یکی از آنزیم های آنتی‎اکسیدانی مهم در پاسخ گیاهان به تنش های غیرزنده است. این پژوهش با هدف بررسی ناحیه پروموتوری مربوط به ژن های رمزکننده سوپراکسید دیسموتاز در ژنوم گندم جهت یافتن عناصر تنظیمی تأثیر گذار بر بیان آن ها انجام شد. مواد و روش ها: برای بررسی نحوه تنظیم بیان ژن و فاکتورهای مؤثر در تنظیم ژن مربوط به آنزیم سوپراکسید دیسموتاز با استفاده از روش های بیوانفورماتیک، بررسی ناحیه پروموتوری در ژن های MnSOD، Cu/Zn-SOD و FeSOD انجام شد. دلیل انتخاب این ژن‏ها، اهمیت آن‏ها در کنترل شرایط تنش و حذف رادیکاهای آزاد اکسیژن است. همچنین نحوه تنظیم بیان این ژن‏ها در شرایط تنش بسیار حایز اهمیت است. برای بررسی ناحیه پروموتوری این ژن‏ها، ابتدا با استفاده از سایت NCBI توالی مربوط به ژن های رمزکننده این آنزیم در گیاه گندم دانلود شد. پس از دریافت توالی ژن های مورد نظر، توالی مربوط به ژن های MnSOD، Cu/Zn-SOD با هدف یافتن نسخه های مختلف ژن SOD در ژنوم گندم در مقابل توالی ژنومی این گیاه که تا زمان نگارش این مقاله در این سایت شناسایی و گزارش شده است، جستجو شد. هر یک از این توالی های پروموتوری دریافت شده مورد بررسی قرار گرفته و عناصر تنظیمی موجود در آن ها مشخص شد. پانزده ژن رمزکننده سوپراکسید دیسموتاز در کروموزم‏های مختلف ژنوم‎های A و D گندم شناسایی شدند و سپس 1500 جفت نوکلئوتید از توالی‏های بالادست به عنوان ناحیه پروموتوری جهت شناسایی عناصر تنظیمی مؤثر و معنی‎دار از لحاظ آماری بررسی شدند. توالی های جدا شده به صورت تک تک و گروهی تجزیه و تحلیل شده و عناصر تنظیمی آن ها مشخص گردید. بررسی تکی پروموتورها با استفاده از ابزار آنلاین در سایت PlantCare و بررسی گروهی نیز با استفاده از سایت RSAT انجام گرفت. یافته ها: نتایج نشان داد که عناصر تنظیمی متنوعی که در مسیرهای بیوشیمیایی مختلف دخالت دارند، می توانند بر میزان بیان ژن‏های سوپراکسید دیسموتاز در گندم تأثیرگذار باشند. از جمله عناصر تنظیمی که بوسیله آنالیز گروهی و تکی پروموتور شناسایی گردید، می توان G-Box, I-box,MBS, TGA-element, A-box, ABRE ARE را نام برد. در این بررسی ژن های رمزکننده سوپراکسید دیسموتاز اکثراً روی کروموزم های مختلف ژنوم های A و D گندم شناسایی شدند. این، نشان‎دهنده این است که این ژن ها احتمالاً از والدینی از گندم که دارای این دو ژنوم اصلی بوده اند، به گندم انتقال یافته است. نتیجه گیری: در نهایت تحلیل ها نشان داد که عناصر تنظیمی مهم شناسایی شده در این مسیر می تواند شامل ABRE، ARE، CCAAT-box، G-Box، Skn-1_motif و circadian باشد که به ترتیب دارای نقش در مسیر پاسخ به آبسیزیک اسید، پاسخ به واکنش ها غیر هوازی، مکان اتصال عناصر مربوط به ژن های رمزکننده عامل رونویسی MYB، واکنش به شرایط نوری، مسیر بیانی آندوسپرم و مسیر تنظیم واکنش های دوره ای نور هستند. اکثر عناصر تنظیمی این ژن ها به گونه ای در پاسخ به واکنش های نوری و همچنین تنش های محیطی درگیر بوده و موجب حفاظت از گیاه در برابر آسیب های ناشی از آن می گردند.

مقدمه: افزایش سریع جمعیت جهان و نیاز به افزایش تولیدات کشاورزی و از سویی دیگر تغییرات سریع شرایط آب و هوایی از چالش­های مهم پیش‎رو جهان در سال­های آتی می­باشد. گندم به عنوان مهم­ترین گیاه خانواده غلات، نقش بسیار مهمی در امنیت غذایی جهان در حال حاضر و آینده دارد. بنابراین تولید رقم­های جدید و پرتولید گندم و انتخاب دقیق رقم­های مناسب جهت کشت در مناطق مختلف آب و هوایی، از اولویت­های تحقیقاتی آینده می­باشند.مواد و روش ها: این تحقیق با هدف بررسی نحوه واکنش رقم­های مختلف گندم نان از نظر عملکرد و اجزای آن و همچنین مطالعه نیاز حرارتی و برخی از صفات فیزیولوژیک مرتبط با تحمل به سرما در ارقام مختلف گندم نان انجام شد. این تحقیق به صورت دو آزمایش مستقل در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه اجرا گردید. آزمایش اول به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی و با هدف بررسی عملکرد  و اجزاء آن در سه تکرار روی 12 رقم گندم نان از تیپ­های مختلف رشدی شامل نورستار، زرین، کویر، باز، سیوند، الوند، پیشگام، پیشتاز، اروم، شهریار، بهار و پارسی اجرا شد. آزمایش دوم به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و به منظور مطالعه مقاومت به سرما رقم­های مختلف گندم در سه تکرار انجام شد. در این آزمایش 12 رقم گندم نان به عنوان فاکتور اول و زمان نمونه برداری به عنوان دومین فاکتور در سه سطح (اواخر دی ماه، اواخر بهمن ماه و اواخر اسفند ماه مورد بررسی قرار گرفتند.یافته ها: نتایج این پژوهش نشان داد که ارقام بهاره سیوند و پارسی، با بالاترین سرعت رشد گیاه در مراحل مختلف نمو، به ترتیب با 5170 و 5100 کیلوگرم در هکتار، بیش­ترین و رقم زمستانه نورستار با کم­ترین سرعت رشد گیاه در مراحل مختلف نمو، با 2230 کیلوگرم در هکتار، کم ترین مقدار عملکرد دانه را داشتند. همبستگی بین عملکرد دانه با نیاز حرارتی تا گلدهی (R=-0.86) و رسیدگی فیزیولوژیک (R=-0.87)، به صورت منفی و معنی دار بود. بنابراین ارقام دارای عملکرد دانه کم­تر، دارای نیاز حرارتی بیش­تری بودند و بررسی نیاز حرارتی ارقام مورد بررسی تا مرحله گلدهی نشان داد که ارقام بهاره به طور متوسط نیاز حرارتی کم تری نسبت به ارقام زمستانه دارند. تجمع قندهای محلول در طوقه ارقام زمستانه و بینابین در طول فصل زمستان نسبت به ارقام بهاره بیش­تر بود. روند تجمع قندهای محلول در طوقه بوته های گندم در طول فصل زمستان به صورت نزولی بود، به طوری که در ابتدای زمستان، طوقه دارای محتوای قند بیش­تری نسبت به اواسط و اواخر زمستان بود. ارقام زمستانه و بینا بین به طور متوسط دارای سبزینگی برگ و حداکثر کارآیی فتوشیمیایی فتوسیستم II بیش­تری نسبت به ارقام بهاره بودند.نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده در منطقه مورد مطالعه، به طور میانگین رقم­های زمستانه و بینا بین نسبت به رقم­های بهاره از نظر صفات فیزیولوژیک مرتبط با تحمل سرما برتر بودند. اما با توجه به عملکرد دانه به دست آمده در این تحقیق، در کرمانشاه و مناطق آب و هوایی مشابه بین رقم­های کشت شده، احتمالاً کشت رقم­های بهاره نسبت به دو تیپ رشدی دیگر بیش­تر قابل توصیه است.

مقدمه: گندم از مهم­ترین غلات و قوت غالب مردم جهان است این گیاه منبع مهمی از کربوهیدرات بوده و دارای فیبر زیادی می­باشد. رقم ریژاو سازگار با شرایط کشت دیم و آبیاری تکمیلی در مناطق معتدل- ایران می­باشد و می تواند نقش مهمی در افزایش تولید و پایداری عملکرد گندم دیم ایفا کند. رقم ریژاو از کیفیت نانوایی بالایی برخوردار است که موجب افزایش کیفیت نان و کاهش ضایعات می­شود. الکتروفورز دو بعدی در واقع ترکیبی از ایزوالکتریک فوکوسینگ[1] در بعد اول و SDS-PAGE در بعد دوم است که امکان جداسازی پروتئین­ها را بر اساس بار الکتریکی و وزن ملکولی فراهم می­کند. مواد و روش ها: در این مطالعه از رقم گندم ریژاو جهت مطالعه، شناسایی وضوح و تمرکز تصویر (تفاوت) لکه­های پروتئینی در دو بازه مختلف ایزوالکتریک با پی اچ خطی 4 تا 7 و پی اچ غیرخطی 3 تا 10 استفاده گردید. برای این منظور بذر گندم نان رقم ریژاو از معاونت مؤسسه تحقیقات کشاورزی دیم سرارود تهیه شد و در گلخانه دانشگاه پیام­نور و آزمایشگاه بخش پروتئین مرکز تحقیقات بیولوژی پزشکی دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه و در شرایط نرمال (طبیعی) در گلدان کشت گردید. در مدت آزمایش، دوره روشنایی 14 ساعت بود و برای تنظیم این نور از روشنایی طبیعی و در حد نیاز از لامپ­های فلورسانت استفاده شد. دمای روزانه حدوداً 20 درجه سلسیوس و دمای شبانه نیز حدود 10 تا 12 درجه سلسیوس انتخاب گردید. نهایتاً نمونه­های برگی جهت استفاده در استخراج پروتئین برای الکتروفورز دو بعدی تهیه و پروتئین کل آن استخراج گردید. یافته ها: نتایج حاصل نشان دهنده تغییرات وضوح پروتئین­های بیان شده در دو پی اچ 4 تا 7 خطی و 3 تا 10 غیر خطی متفاوت بود به عبارت دیگر در هر دو بازه پی اچ لکه­های پروتئینی امکان تشکیل داشتند. اگر چه وضوح تصویر و تفکیک لکه­های پروتئینی در پی اچ 3 تا 10 غیر خطی به لحاظ وسیع تر بودن دامنه پی اچ بسیار مطلوب و مناسب بود، حرکت پروتئین­ها در الکتروفورز دوبعدی نشان داد که این ملکول­ها علاوه بر تفاوت نقطه ایزوالکتریک pI[2]، دارای رفتار و عملکرد قابل توجهی در شرایط SDS-PAGE و الکتروفورز دوبعدی هستند که در روش معمول SDS-PAGE دیده نمی­شود. به عبارت دیگر در الکتروفورز دو بعدی پروتئین­ها بر اساس بار الکتریکی و نیز وزن مولکولی جدا می­شوند ولی در الکتروفورز یک بعدی بر اساس وزن مولکولی تفکیک می­شوند به همین دلیل ممکن است مجموعه­ای از پروتئین­ها دارای وزن مولکولی یکسان باشند. نتیجه گیری: به طور کلی این درجه از تنوع پروتئینی و رفتار نسبتاً ناهمگون الکتروفورز پروتئین­های حاصل از برگ گندم رقم ریژاو که اولین مطالعه با استفاده از تکنیک الکتروفورز دوبعدی در این رقم می­باشد، نشان داده شده است، قابل تأمل و نیازمند مطالعات بیشتر در این گونه تحقیقات در سایر گونه­های مرتبط می­باشد. نتایج بدست آمده از مطالعه الکتروفورز دوبعدی در این مطالعه می­تواند راهگشای مطالعات پروتئومیکی در آینده می­باشد.

گرمایش جهانی میانگین دمای زمین را افزایش داده است و تنش های حاصل از گرمای شدید در مناطق مختلف افزایش یافته است. تنش گرمایی به صورت افزایش دما فراتر از آستانه بحرانی برای مدت معین در مراحل مختلف رشد گیاهان زراعی رخ می دهد. بر این اساس تغییرات کمی و کیفی گیاهان زراعی از جمله برنج در اثر تنش گرمایی ناشی از افزایش جهانی دما یکی از دغدغه ها و نگرانی های مهم در بسیاری از مناطق برنج خیز دنیا از جمله کشور ما محسوب می شود. گیاهان با تغییر متابولیسم در سطوح فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی با تنش گرمایی سازگار می شوند. یک سیستم فتوسنتزی پایدار  می تواند آسیب ناشی از حرارت را کاهش دهد و عملکرد دانه را تحت شرایط تنش گرمایی افزایش دهد. آسیب ناشی از دمای بالا می تواند در مراحل مختلف رشد برنج، از مرحله جوانه زنی تا گیاهچه ای، گلدهی و رسیدگی دانه متفاوت باشد. مراحل گلدهی و پر شدن دانه از مراحل حساس به گرما در گیاه برنج هستند. آسیب حرارتی در این مراحل می تواند زیان اقتصادی قابل توجهی را به تولید برنج وارد کند. در این مقاله سعی شده است تا تغییرات فیزیولوژیکی برنج تحت تاثیر تنش گرمایی مورد ارزیابی قرار گیرد. تغییرات مورد بررسی شامل واکنش بیوشیمیایی گیاه (نشت الکترولیت، سطح پراکسیداسیون لیپیدی و فعالیت آنزیم آنتی اکسیدانی)، سطح فتوسنتز، تغییرات غشایی، تغییرات گیاه جهت تحمل یا فرار از تنش، تغییر متابولیسم در سطوح فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی در جهت سازگاری به گرما، تنظیم فعالیت عوامل رونویسی مرتبط با پاسخ تنش حرارتی و تغییرات الگوی بیان ژن ها تحت تاثیر تنش گرمایی است. همچنین در این مطالعه ارتباط تنش گرما و ویژگی های بیوشیمیایی تعیین کننده کیفیت برنج و عوامل موثر بر کارایی کیفیت دانه برنج از جمله فعالیت های متابولیک قند و نشاسته و بیان ژن صفات کیفی برنج تحت تاثیر تنش گرمایی، مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت بررسی قابلیت اصلاح ارقام برنج برای مقابله با تنش گرمایی مرور گردید. در بحث اصلاح برای تحمل گرما در برنج، وراثت پذیری و تنوع ژنتیکی صفات مرتبط با تحمل تنش، نتایج مطالعات صورت گرفته در زمینه شناسایی  QTLهای مرتبط با تحمل گرما، کاربرد روش های کلاسیک جهت معرفی ارقام متحمل به گرما و جهش القایی در اصلاح برنج برای افزایش تحمل تنش گرمایی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داده است گیاه برنج می تواند تنش گرمایی غیرکشنده را با اجتناب، فرار یا تغییرات فیزیکی در سطح سلولی مانند تغییر وضعیت فیزیکی غشاء، سنتز پروتئین­های شوک حرارتی تخصصی و دفاع ضد اکسیداتیو تقویت شده، تحمل کنند. تغییرات در وضعیت فیزیکی غشاء و ترکیبات آن، تولید پروتئین های شوک حرارتی، عوامل رونویسی، اسمولیت ها و افزایش سطح دفاع آنتی اکسیدانی، فرآیندهای کلیدی برای حفظ تعادل اکسایش- کاهش سلولی در تنش گرمایی هستند. بررسی تغییرات کیفی برنج تحت تنش گرما نشان داد که کاهش سطح آنزیم ها در سنتز ساکارز و نشاسته آسیب قابل توجهی به عملکرد و کیفیت دانه در هوای گرم وارد می کند. همچنین، شناسایی چندین QTL برای تحمل گرما، جهش القایی، اصلاح کلاسیک با استفاده از تلاقی واریته باکیفیت و واریته مقاوم به تنش گرمایی، نتایج مطلوبی در زمینه شناسایی و معرفی ارقام مقاوم به تنش گرمایی داشته است. بر اساس نتایج بررسی شده می توان این نتیجه گیری را حاصل نمود که تنش گرمایی، شرایط اجنتاب ناپذیری در کشت برنج است؛ بنابراین شناسایی و مرور تغییرات فیزیولوژیک آن می تواند بسیار حائز اهمیت باشد و به تعیین اهداف اصلاحی مناسب کمک نماید.