مقايسه توالي پيشبر ژن‌ هاي كنترل گل‌دهي، FT1 و سه نسخه از ژن VIN3 در ژنوتيپ‌ هاي چغندرقند حساس و مقاوم به بولتينگ

Comparison of Promoter Sequences of Flowering Control Genes, FT1 and Three Versions of VIN3, in Susceptible and Resistant Sugar Beet Genotypes to Bolting

كشت پاييزه چغندرقند به عنوان كشت مناسب در كشاورزي پايدار به شمار مي رود. ساقه روي چغندرقند در سال اول كشت (بولتينگ) پديده نامطلوبي است كه موجب كاهش عملكرد چغندرقند مي شود و مهمترين عامل محدودكننده در كشت پاييزه است. شناسايي و مقايسه توالي ژن هاي گلدهي در ژنوتيپ هاي مختلف مي تواند به درك كنترل مولكولي بولتينگ كمك كند. در پژوهش هاي پيشين، مشخص شده است كه ميزان بيان ژن هاي FT1 و VIN3 در چغندرقند با صفت مقاومت به بولتينگ در ارتباط است. در اين تحقيق، توالي پيشبر ژن FT1 و توالي پيشبر سه نسخه از ژن VIN3 مربوط به گياه چغندرقند، در سه ژنوتيپ مقاوم به بولتينگ و سه ژنوتيپ حساس به بولتينگ مورد مقايسه قرار گرفت. طراحي آغازگرهاي مربوط به هر ژن با استفاده از توالي هاي DNA موجود در پايگاه NCBI انجام شد. از گياهان كشت شده در گلدان، نمونه هاي برگي تهيه و DNA آنها استخراج شد و به عنوان الگو در واكنش PCR مورد استفاده قرار گرفت. قطعات تكثير شده، در حدود 1000 جفت‌باز براي هر پيشبر ژن، در ژنوتيپ هاي حساس و مقاوم به بولتينگ كه از نظر طول توالي پيشبر مشابه بودند، براي بررسي دقيق تر توالي يابي شدند. در پيشبر ژن FT1 جهشي شناسايي نشد اما، در پيشبر سه نسخه از ژن VIN3 تعداد 624 جهش از نوع جهش جايگزيني و جهش حذف و اضافه مشاهده شد. در پيشبر ژن VIN3-like1، ناحيه حذف و اضافهاي به طول 228 جفت‌باز شناسايي شد. اين ناحيه عناصر پيشبر داشته و به‌نظر ميرسد عملكرد كنترلي دارد. مقايسه جهش هاي شناسايي شده بين ژنوتيپ هاي حساس و مقاوم الگوي متمايزي براي صفت بولتينگ نشان نداد.

Autumn sowing of sugar beet is a suitable way in sustainable agriculture. Bolting is an undesirable phenomenon which reduces sugar beet yield and it is the most important limiting factor in autumn sowing of sugar beet. Identification and comparison of the sequence of flowering genes in various genotypes can help to understand the molecular mechanisms controlling bolting. In the previous studies, it was revealed that expression level of FT1 and VIN3 genes in sugar beet is associated with bolting resistance. In this study, the sequence of FT1 gene promotor and three versions of VIN3 gene promoters of sugar beet were compared in three bolting resistant and three bolting susceptible genotypes. Primer design for each gene was carried out using the DNA sequences found at the NCBI database. DNA was extracted from leaf samples growing in pots and was used as template in PCR reactions. Similar length of amplified fragments for each promoter gene in bolting susceptible and bolting resistant genotypes were selected and sequenced for more accurate assessment. There was no mutation in the FT1 gene promoter, however 624 substitution and insertion/deletion mutations were observed in the promoter of three versions of VIN3 gene. A 228-bp ins/del region was detected in the VIN3-like1 promoter. This region contains promoter elements and seems to have a control function. Comparison of detected mutations between susceptible and resistant genotypes did not show a distinct pattern for bolting.