جداسازي ومطالعه پيشبر ژن اوژنول O-متيل ترانسفراز (EOMTs) گياه ريحان

Isolation and investigation of eugenol O-methyl transferase (EOMTs) gene promoter from Ocimum basilicum L.

ريحان Ocimum basilicum L. (48n=2)، گياهي دارويي و معطر از تيره نعناعيان است. اوژنول يكي از تركيبات مهم فنيل پروپانوئيدي موجود در اسانس ريحان است كه بر عليه باكتري­ها، قارچ‌ها، نماتدها، حشرات در صنايع مختلف مورد استفاده قرار مي­گيرد. فنيل­ پروپانوئيدها از جمله متيل اوژنول با داشتن خاصيت آنتي اكسيدانتي بر عليه راديكال­هاي آزاد تركيبي حفاظتي در پاسخ به تنش­هاي زيستي و غير­زيستي به شمار مي­آيد. متيل اوژنول O-متيل ترانسفراز (EOMTs) به عنوان يك آنزيم كليدي در مسير بيوسنتز فنيل پروپانوئيدها، متيلاسيون اوژنول به متيل اوژنول را انجام مي­دهد. در تحقيق حاضر، براي بررسي احتمال تنظيم بيان ژن اوژنول O-متيل ترانسفراز در شرايط مختلف محيطي و شناسايي موتيف­هاي تنظيمي، پيشبر اين ژن از گياه ريحان جداسازي و در ناقل pTG19-T همسانه ­سازي و سپس توالي­يابي شد. سپس مشخصه­يابي و بررسي عملكردي آن با استفاده از روش­هاي تجزيه بيوانفورماتيكي انجام شد. نتايج تجزيه پيشبر ژن EOMTs (bp 1209) نشان داد كه اين توالي شامل عناصر مهم تنظيمي پاسخ­ دهنده به دماي بالا و تنش خشكي از جمله MYB، MYC، HSE و WRKY است. بيان موقت ژن گزارشگر GUS تحت كنترل پيشبر ObEMOTs در برگ­هاي گياه توتون نشان داد كه با حضور عناصر پايه، اين پيشبر قادر به هدايت و بيان اين ژن است. با توجه به حضور جايگاه­ هاي تنظيمي پاسخ­ دهنده به تنش­هاي زيستي و غير زيستي در پيشبر ژن ObEOMTs، انتظار مي­رود اين پيشبر علاوه بر بيان ژن EOMTs در حد پايه، قادر باشد در مواجهه با تنش­هاي محيطي، ميزان بيان ژن را تغيير دهد.

Ocimum basilicum L. (2n=48) is a medicinal plant that belongs to Lamiaceae family. Eugenol is one of the most important components of basil essential oil which is utilized as an anti-bacterial and anti-fungal material in various industries. Phenylpropanoids such as methyl eugenol possess anti-oxidant properties against free radicals and act as protective compounds in plant responses to the biotic and abiotic stresses. Methyl eugenol O-methyl transferase (EOMTs), as a key enzyme of phenylpropanoids biosynthesis pathway, converts eugenol into methyl eugenol by methylation. In this study, we isolated EOMTs gene promoter from the basil plant and cloned in pTG19-T vector for sequencing. Then, this sequence w::as char::acterized and analyzed by bioinformatics softwares. We aimed to investigate the possible gene expression regulation of EOMTs gene under different environmental conditions and recognition different regulatory motifs of its promoter. Analysis of EOMTs gene promoter (1209 bp) indicated that this sequence included some important regulatory elements which could respond to high temperature and drought stress such as MYB, MYC, HSE, and WRKY. Transient expression of the GUS gene under ObEOMTs promoter control in Nicotiana tabacum leaves showed that this promoter including core elements was able to direct the basal expression of this gene. It is expected that this promoter will be capable of changing the expression levels of EOMTs gene in reaction to different environmental stresses because there are stress-responsive regulatory sites in ObEOMTs gene promoter.