نقش كاركردي ژن پراكسيداز در مقاومت گل شاخه بريده ژربرا (Gerbera jamesonii H. Bolus ex Hook. f.) به عارضه خميدگي ساقه گل دهنده

Functional role of peroxidase gene in the resistance of the cut gerbera flower (Gerbera jamesonii) to stem bending disorder

پراكسيداز از مهمترين ژن هاي موثر در مسير بيوسنتزي ليگنين است. مهم ترين كاركرد اين آنزيم پليمريزه كردن مشتقات فنلي به ليگنين، ايجاد ارتباط بين پليمرهاي ديواره سلولي و شكل گيري اتصال هاي متقابل منوليگنول ها و در نتيجه استحكام ديواره سلولي است. بر همين اساس، ژن پراكسيداز از گياه ژربرا جداسازي و به منظور افزايش بيان ژن در وكتور بياني PK7WG2 با سيستم گيت وي كلون شد. گل ژربرا رقم پانوراما با استفاده از Agrobacterium tumefaciens سويه PGV 3101 تراريزش و پس از باززايي، گياهچه هاي تراريخت به گلخانه بدون خاك منتقل شدند. بررسي هاي مولكولي گياهان تراريخته نسل دوم با استفاده از آزمون هاي PCR و Real Time-PCR تاييد كرد كه هر دو ژن داخلي و تراژن در گياهان تراريخته وجود داشته است. فعاليت آنزيم پراكسيداز گياهان تراريخته به طور معني داري در مقايسه با شاهد افزايش نشان داد. مطالعات فنوتيپي و فيزيولوژيكي نشان داد كه گياهان تراريخته به طور معني داري عارضه خميدگي كمتري در مقايسه با گياهان شاهد داشتند. همچنين شاخص هاي كيفي گل شامل ماندگاري و پايداري غشاي سلولي در گياهان تراريخته به طور معني داري در مقايسه با شاهد افزايش يافت. انتقال تراژن پراكسيداز ضمن بهبود پارمتراهاي كيفي گل و افزايش جذب آب توسط ساقه گل دهنده، به طور قابل توجهي عارضه خميدگي ساقه گل دهنده ژربرا را كاهش داد.

Peroxidase is one of the most important genes in the lignin biosynthesis pathway. The main functions of this enzyme are polymerization of the phenolic derivatives into lignin, a connection between cell wall polymers such as monolignules, and consequently, cell wall strength. Accordingly, endogenous POD gene was isolated and cloned into gateway expression vector (PK7WG2) containing CAMV 35S promoter. Agrobacterium-mediated transformation was performed to induce the construction of gerbera 'Panorama' cultivar. Following regeneration, putative transgenic plantlets were transferred to a soilless greenhouse. Molecular analysis of second-generation of transgenic plants by realtime PCR confirmed the presence of both internal and transgene in transgenic plants. In compared to wild-type, the POD enzyme activity was increased significantly in transgenic plants. Based on the results, transgenic plants showed higher enzyme activity and as a consequence less stem bending disorder than wild-type with lower enzyme activity and higher stem bending degree. Also, flower quality indices such as vase life and cell membrane stability in transgenic plants increased significantly compared with control. Transfer of transgen POD, in addition to improving the qualitative parameters of flower and increasing the water uptake by the flowering stem, significantly reduced the stem bending disorder of gerbera cut flower.