تاثير ميزبان‌ها و مراحل نموي مختلف روي تغييرات فعاليت دو آنزيم مهم در تنظيم اسمزي گل جاليز مصري

The effect of different hosts and developmental stages of Egyptian broomrape on changes of two important enzymes involved in the parasite osmoregulation

گل جاليز يك تمام‌انگل اجباري در بسياري از گياهان زراعي مهم و اقتصادي است كه با روش‌هاي سنتي معمول بطور موثر كنترل نمي‌شود. شناخت ويژگي‌هاي متابوليكي و فيزيولوژيكي انگل مي‌تواند به ايجاد روش‌هاي جديد كنترل كه متابوليسم يا فيزيولوژي انگل را هدف قرار مي‌دهند كمك ‌كند. تنظيم اسمزي با ايجاد پتانسيل اسمزي منفي‌تر نسبت به ميزبان باعث حركت آب و عناصر غذايي از ميزبان به انگل مي‌شود. دو آنزيم مهم در اين فرآيند، ساكارزسنتاز (SUS1) و مانوز-6-فسفات ردوكتاز (M6PR) مي‌باشند. در اين مطالعه تاثير ميزبان (كرفس، خيار و گوجه‌فرنگي) و اندام‌هاي مختلف انگل در سه مرحله نموي روي فعاليت اين دو آنزيم مورد بررسي قرار گرفت. بالاترين ميزان فعاليت آنزيم M6PR در مرحله غده‌تاجي انگل رشدكرده روي ميزبان خيار مشاهده شد كه احتمالا با ظهور سريع‌تر انگل از خاك در اين ميزبان ارتباط دارد. در مقابل، در گوجه‌فرنگي و كرفس فعاليت اين آنزيم در مراحل پس از رويش انگل از خاك بيشتر بود. بالاترين ميزان فعاليت آنزيم SUS1 هم در مرحله غده‌تاجي انگل رشد‌كرده روي ميزبان كرفس بود. فعاليت SUS1 در شاخه‌ها خصوصا پس از رويش انگل از خاك(AP) بيشتر از غده‌ها بود. ميزان فعاليت اين آنزيم‌ها در انگل در هر سه ميزبان مورد مطالعه همواره در انتهاي شاخه‌هاي گل‌دهنده (AP) نسبت به پايه شاخه‌هاي گل‌دهنده (BP) بالاتر بود. فعاليت اين آنزيم‌ها در تمام مراحل نموي انگل روي ميزبان‌هاي مختلف تشخيص داده شد كه نشان از اهميت آنها براي اين انگل دارد. بر اين اساس، توليد گياهان مقاوم به انگل از طريق بازدارنده‌هاي پروتئيني عليه اين آنزيم‌ها يا تكنولوژي خاموشي عليه ژن آن‌ها به منظور مديريت اختصاصي و موثر انگل پيشنهاد مي‌شود.

Broomrape is a holoparasitic weed in many economically important crops that has not effectively controlled by traditional weed control strategies. Understanding the metabolic and physiological traits of the parasite can provide specific management strategies against parasite metabolism or physiology. Parasite osmoregulation facilitates the water and nutrient movement from the host to the parasite through more negative osmotic potential in the parasite. Sucrose synthase (SUS1) and mannose 6-phosphate reductase (M6PR) are two important enzymes in this process. In this research, the effect of host (celery, cucumber, and tomato) and parasite organs at different developmental stages on these enzymes was studied. The highest M6PR activity was observed at TubIII stage of the parasite on cucumber that is probably related to earlier appearance of the parasite from the soil. In contrast, high M6PR activity was observed on celery and tomato after the parasite emergence from the soil. In addition, the maximum SUS1 activity was observed at TubIII of the parasite on celery. SUS1 activity was higher in shoots than in tubercles especially after the parasite emergence from the soil. Higher values of the mentioned enzymes were detected at AP than BP in the parasite on all three studies hosts. Detection of enzymes activities at all developmental stages of Egyptian broomrape on different hosts showed the importance of them for the parasite. Accordingly, generating transgenic tomato plants resistant to the parasite through proteinaceous inhibitors against these enzymes or silencing strategy against the corresponding genes is suggested for specific and effective parasite management.