بهينه سازي ارگانوژنز نابجا به شيوه ي يك و دو مرحله اي جهت انتقال ژن به روش آگروباكتريوم به گياه سيب زميني (Solanum tuberosum L.)

The Optimization of One and Two-Step Adventitious Organogenesis for Agrobacterium- Mediated Transformation in (Solanum tuberosum L.)

سابقه و هدف سيستم هاي گياهي داراي پتانسيل هاي بالايي در توليد ايمن، اقتصادي، ارزان و در مقياس زياد زيست داروها هستند. گياه سيب زميني يك بيورآكتور مناسب و گزينه ي بسيار خوبي براي دستورزي هاي ژنتيكي است. باززايي سريع و موثر، اولين و مهم ترين نياز پس از تراريخت سازي ريز نمونه هاست. مواد و روش ها پس از بررسي محيط هاي كشت يك و دو مرحله اي مختلف و محاسبه ي درصد باززايي نوساقه از ريز نمونه هاي ميان گرهي ارقام دزيره، اگريا و مارفوناي گياه سيب زميني، بهترين محيط هاي كشت يك و دو مرحله اي براي هر يك از اين ارقام معرفي و ژن پروانسولين انساني به روش انتقال به وسيله يAgrobacterium tumefaciens به ژنوم هسته اي اين گياه منتقل شد. يافته ها ميزان هورمون هاي زآتين ريبوزايد، نفتالن استيك اسيد و جيبرليك اسيد مورد نياز براي حصول حداكثر باززايي در محيط هاي مرحله ي اول كشت دو مرحله اي در ارقام دزيره، اگريا و مارفونا به ترتيب (3، 1/0، 02/0)، (3، 1/0، 02/0) و (5/3، 1/0، 02/0) و در محيط هاي كشت يك مرحله اي به ترتيب (4، 02/0، 05/0)، (3، 02/0، 05/0) و (4، 02/0، 05/0) ميلي گرم در ليتر به دست آمد. در محيط هاي كشت مرحله دوم دو مرحله اي نيز ميزان هورمون زآتين ريبوزايد و نفتالن استيك اسيد به ترتيب به بيست در صد كمتر و يك دهم مقدار مورد استفاده در محيط هاي كشت مرحله ي اول كاهش يافت. بررسي گياهان تراريخت در سه سطح DNA)، RNA و پروتيين( انجام شد. نتيجه گيري بهينه سازي ارگانوژنز نابجا در گياه سيب زميني (ارقام دزيره، اگريا و مارفونا) مي تواند در زمينه هاي مختلف از جمله انتقال ژن هاي گوناگون به اين ارقام مورد استفاده ي ساير محققين قرار گيرد

Aim and Background Plant based systems offer the potential for safe, economical and high-capacity production for many biopharmaceuticals. Potato (Solanum tuberosum L.) is a proper bioreactor and a very good candidate for genetic manipulation. After gene transformation to the explants, shoot regeneration is the first and the most remarkable necessity. Materials and Methods After investigation of various one and two-step culture media for shoot regeneration of Desiree, Agria and Marfona internodal explants and calculation of shoot regeneration percentage, the best one and two-step shoot regeneration media is introduced for adventitious organogenesis in each of these varieties. Human proinsulin gene is transferred into nuclear genome of potato plant via Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation method. Results The appropriate amounts of Zeatin Riboside, Naphthalene Acetic Acid and Gibberellic Acid hormones needed for maximum regeneration in two-step culture media for shoot regeneration of Desiree, Agria and Marfona internodal explants in the first stage were (3, 0.1, 0.02), (3, 0.1, 0.02) and (3.5, 0.1, 0.02) mg L-1 respectively. These amounts in one- step culture media were (4, 0.02, 0.05), (3, 0.02, 0.05) and (4, 0.02, 0.05) mg L-1 in that order. In the second stage of two- step culture media, zeatin riboside and naphthalene acetic acid levels were reduced by 20% and the factor of 10 respectively. Assessment of transgenic plants was carried out in 3 levels (DNA, RNA and protein). Conclusion The optimization of adventitious organogenesis in Desiree, Agria and Marfona cultivars will be helpful for other researchers who want to study the transformation of these cultivars in future.