عنوان مقاله :
بررسي بيان ژن هاي كليدي در مسير توليد گليكوزيدهاي استويول در گياه Stevia rebaudiana تحت اليسيتورهاي زيستي و غير زيستي
عنوان به زبان ديگر :
Expression analysis of genes involed in steviol glycosides biosynthesis pathway in Stevia rebaudiana Bertoni under biotic and abiotic elicitors
پديد آورندگان :
رسولي، دياكو دانشگاه زنجان - دانشكده كشاورزي - گروه زراعت و اصلاح نباتات , ملكي، بهرام دانشگاه زنجان - دانشكده كشاورزي - گروه زراعت و اصلاح نباتات , جعفري، حسين سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي زنجان - مركز تحقيقات و آموزش كشاورزي و منابع طبيعي استان زنجان - تحقيقات گياه پزشكي , بهاري، عباس دانشگاه زنجان - پژوهشكده فناوريهاي نوين زيستي - گروه بيوتكنولوژي
كليدواژه :
استويا , اليسيتور , بيان ژن , كيتوزان , متيل جاسمونات , گليكوزيدهاي استويول
چكيده فارسي :
اليسيتورها تركيباتي با منشا زيستي و يا غير زيستي هستند كه از طريق القاي پاسخ هاي دفاعي باعث بيوسنتز و انباشت متابوليت هاي ثانويه مي شوند. در اين پژوهش اثر اليسيتورهاي كيتوزان، عصاره مخمر و متيل جاسمونات بر بيان ژن هاي KO، UGT85C2، UGT74G1 و UGT76G1 در مسير توليد گليكوزيد هاي استويول در گياه Stevia rebaudiana مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور گياه استويا تحت اليسيتورهاي مذكور با غلظت هاي 20، 40 و 80 ميلي گرم بر ليتر تيمار شدند و بعد از يك ماه برداشت از برگ هاي انتهايي انجام گرفت. نتايج حاصل نشان داد كه كيتوزان در غلظت 20 (ميلي گرم بر ليتر) باعث افزايش معني دار بيان ژن هاي UGT85C2 و UGT76G1 نسبت به تيمار شاهد (16 و 5 درصد) شد. هم چنين غلظت 40 كيتوزان نيز باعث افزايش معني دار (14 درصد) بيان ژن UGT85C2 شد. تيمار متيل جاسمونات 20 باعث بيش ترين ميزان بيان ژن KO شد كه به نسبت تيمار شاهد 13 درصد افزايش داشت. هم چنين بيان ژن UGT85C2 تحت غلظت 20 متيل جاسمونات نيز افزايش معني داري نشان داد. طبق نتايج مشخص شد كه افزايش غلظت اليسيتورهاي كيتوزان و متيل جاسمونات (80 ميلي گرم بر ليتر) بر بيان ژن هاي مسير گليكوزيدهاي استويول اثر منفي داشته و باعث كاهش بيان ژن شدند. عصاره مخمر در غلظت 40 باعث افزايش معني دار بيان ژن هاي UGT85C2 و UGT76G1 شد كه به نسبت تيمار شاهد به ترتيب 11 و 5 درصد افزايش بيان نشان دادند. به نظر مي رسد كه غلظت 40 نسبت به غلظت هاي 20 و 80 عصاره مخمر تاثير بهتري در افزايش بيان داشته است. بنابراين با توجه به نتايج به دست آمده در اين تحقيق، مي توان نتيجه گرفت كه اليسيتورهاي كيتوزان و متيل جاسمونات در غلظت هاي پايين و عصاره مخمر در غلظت متوسط، مي توانند از طريق تحريك بيان ژن هاي درگير در مسير توليد گليكوزيدهاي استويول و افزايش ميزان تركيبات شيميايي در توليد متابوليت هاي ثانويه گياه استويا تاثير گذار باشند.
چكيده لاتين :
The elicitors are biotic and abiotic compounds that by stimulation of defensive responses causes biosynthesis and accumulation of secondary metabolites. In this research, the expression of KO, UGT85C2, UGT74G1 and UGT76G1 genes involve in production pathway of steviol glycosides in the Stevia rebaudiana were investigated under chitosan, yeast extract and methyl jasmonate as elicitors.
For this purpose, the stevia plants were treated by the elicitors in 3 concentrations of 20, 40 and 80 mg/L and then apical leaves were harvested after one month. The results showed that chitosan in the concentration of 20 (mg/L) significantly increased the expression of UGT85C2 and UGT76G1 genes compared to control plants (16 and 5%). Plus, Chitosan in the concentration of 40mg/l significantly increased the expression of UGT85C2 gene (14%). Methyl jasmonate 20mg/l caused the highest expression of KO gene, which increased by 13% in comparison with control plant. Also, the expression of UGT85C2 gene under the concentration of 20 methyl jasmonate showed a significant increase. According to the results, it was found that increasing the concentrations of chitosan and methyl jasmonate had a negative effect on gene expression profiles of steviol glycosides. Yeast extract in the concentration of 40mg/l significantly increased the expression of UGT85C2 and UGT76G1 genes, which showed 11 and 5% increase in expression, respectively. It was specified that concentration of 40mg/l compared to concentrations of 20 and 80mg/l of yeast extract had a better effect on gene expression enhancement. Hence, according to the results, it can be concluded that chitosan and methyl jasmonate at low concentrations and yeast extract in a moderate concentration can stimulate of the gene expression profiles that involved in the production of steviol glycosides, so increasing the amount of chemical compounds can be effective in the production of secondary metabolites in s. rebaudiana.