فوق‌بيان ژن گلوتامات سمي‌آلدهيدآمينوترانسفراز گياه يونجه در گياه تنباكو و تحليل نتايج فيزيولوژيك آن

هدف: مسير بيوسنتز كلروفيل يكي از اهداف مهم ايجاد تغييرات ژنتيكي به‫منظور تغيير سرعت فتوسنتز و رشد گياهان براي تامين افزايش تقاضاي غذا در جمعيت رو به رشد جهان است. در اين مطالعه تاثير فوق بيان ژن GSA يكي از ژن‌هاي مسير بيوسنتز كلروفيل بر شرايط فيزيولوژيكي گياه تنباكو مورد بررسي قرار گرفت. 5-آمينولوولينيك اسيد (ALA) محصول ژن GSA است. ALA پيش‌ساز ساخت تتراپيرول‌ها است. اين تركيب نقش بسيار مهمي در سلول‌هاي زنده دارد مثلا به‫عنوان رنگدانه‌ها، گيرنده نور (فيتوكروم)، گروه پروستاتيك بسياري از پروتئين‌ها (مثل سيتوكروم‌ها، هموگلوبين، ميوگلوبين و لگ هموگلوبين) و آنزيم‌ها (مثل كاتالاز، آسكوربات، پراكسيداز و غيره) نقش دارند. امروزه ALA به‫دليل استفاده گسترده از آن در كشاورزي، جنگلداري و داروسازي مورد توجه زيادي قرار گرفته است. ALA در غلظت‌هاي پايين فتوسنتز، رشد و نمو، عملكرد و بهره‌وري را افزايش مي‌دهد. همچنين ظاهر، رنگ ميوه ، كيفيت و طعم محصولات را در گياهان تيمار شده در شرايط عادي و استرس‌زا افزايش مي‌دهد. ALA همچنين ويژگي‌هاي آنتي اكسيداني، جذب مواد مغذي، راندمان مصرف آب و تعادل اسمزي را در گياهان بهبود مي‌بخشد. مواد و روش‌‌ها: در اين تحقيق با توجه به مطالعات بيوانفورماتيكي cDNA ژن MsGSA گياه يونجه رقم اصفهاني براي انتقال به گياه تنباكو رقم Xanthi انتخاب گرديد. از ناقل بياني دوگانه گياهي ‏pBI121‎‏ كه داراي ژن مقاومت آنتي‌بيوتيك كانامايسين براي انتخاب در باكتري‌ها و گياهان، محل‌هاي برش براي آنزيم‌هاي SacI و BamHI، پروموتر CaMV35S (پرموتور ويروس موزاييك گل كلم)، توالي خاتمه دهنده ي نسخه‌برداري nos و ژن گزارشگر β-گلوكورونيداز (GUS) استفاده شد. پس از ساخت سازه ژني pBI121-GSA و تاييد انتقال سازه با استفاده از سه روش كلون PCR، هضم آنزيمي و ترادف‌يابي سازه مربوطه به اگروباكتريوم تومفسينس سويه  LB4404انتقال داده شد. با استفاده از اگروباكتريوم واجد سازه ژني، ژن مربوطه به ژنوم گياه تنباكو منتقل و گياهان تراريخته روي محيط گزينشي انتخاب شدند و وجود ژن با انجام PCR در گياهان باززايي شده تاييد شد. جوانه‌هاي تراريخته ريشه‌دار شده به خاك منتقل شدند. ميزان بيان ژن GSA در گياهان تراريخته حاصل با RT-PCR مورد ارزيابي قرار گرفت و ميزان رشد و محتواي بيوشيميايي آن‌ها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج: نتايج نشان داد كه رشد گياهان تراريخته به‫صورت معني‌داري بسته به ميزان بيان ژن GSA افزايش يافت همچنين محتواي ALA (آمينولوولينيك اسيد)، كلروفيل a، b و كلروفيل كل كه محصول بيان ژن مربوطه مي‌باشد. همچنين نتايج نشان مي‌دهد كه محتواي آنتوسيانين‌ها، فلاونوئيدها و تركيبات فنل گياهان تراريخته متناسب با ميزان افزايش بيان ژن GSA به‫طور معني‌داري نسبت به گياهان تيپ وحشي افزايش پيدا كرده است.نتيجه‌گيري: افزايش ميزان رشد، محتواي كلروفيل a،b ، كلروفيل كل،  ALA، آنتوسيانين، فلاونوئيدها و فنل گياهان تراريخته متناسب با ميزان افزايش بيان ژن GSA است و اين بيانگر افزايش توان رشدي و افزايش پتانسيل مقاومت در گياهان تراريخته تحت تاثير ژن انتقالي GSA و افزايش محتوايALA  است