تأثير متيل ژاسمونات بر ميزان استويوزيد و رباديوزيد A و بيان ژن كائورنوئيك اسيد 13-هيدروكسيلاز در گياه استويا در شيشه

Effects of methyl jasmonate, on stevioside & rebaudioside A content and expression of the ent-Kaurenoic acid 13-hydroxylase gene in Stevia rebaudiana Bert. in vitro

گليكوزيدها شكلی از متابوليت‌های ثانويه هستند كه دارای تنوع ساختاری وسيعی هستند و در مواردی، در متابوليسم اوليه گياهان نيز نقش دارند. گليكوزيدهای استويول كه تنها در گياه استويا توليد می‌شود، به عنوان شيرين‌كننده طبيعی در صنايع غذايی و دارويی اهميت ويژه‌ای دارند. سنتز استويول از مسير ترپنوئيدی كلروپلاستی آغاز شده و با توليد آن از كائورنوئيك اسيد توسط كائورنوئيك اسيد 13-هيدروكسيلاز به سنتز گليكوزيدهايی همچون استويوزيد و رباديوزيد A منجر می‌شود كه گروهی از دی ترپن‌ها به حساب می‌آيند. هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی تأثير متيل ژاسمونات بر ميزان گليكوزيدهای استويا بود كه با دستگاه HPLC به سنجش دقيق گليكوزيدها پرداخته شد. بيان ژن كليدی اين مسير با روش نيمه‌كمّی RT-PCR صورت گرفت. نتايج تيمار متيل ژاسمونات (در غلظت 20 ميكرومولار) بر گياهچه‌های درون شيشه نشان دهنده افزايش گليكوزيدها بود و بيشترين ميزان اين تركيبات 3 روز پس از تيمار مشاهده شد. تيمار در غلظت‌های بالا (100 ميكرومولار) بر رشد و توليد گليكوزيدها در گياه استويا تأثير منفی داشت. همچنين، تيمار متيل ژاسمونات سبب افزايش بيان ژن كائورنوئيك اسيد 13-هيدروكسيلاز پس از 6 تا 48 ساعت نيز شد. از آنجا كه ژاسمونات‌ها در ايمنی گياه نقش كليدی دارند، نتايج نشان می‌دهد كه عملكرد اين گليكوزيدها می‌تواند در پاسخ‌های دفاعی به پاتوژن‌های خارجی يا آسيب‌های فيزيكی باشد. همچنين، غلظت‌های مختلف متيل ژاسمونات بيش از آن كه سبب افزايش يك نوع گليكوزيد شود باعث تغيير نسبت بين دو گليكوزيد مذكور می‌شود.

Glycosides are a form of secondary metabolites that consist variety compounds and in some cases can play a role in primary metabolism. Steviol is lipophilic skeleton of Stevioside and Rebaudioside A, two main glycosides of Stevia rebuadiana. Steviol glycosides which are synthesized in S.rebaudiana have important medical and nutritional values as high intensity natural sweeteners. Steviol is synthesized from Kaurenoic acid in chloroplastic Terpenoid pathway that mediated by Kaurenoic acid 13-hydroxylase. In this study, HPLC method and RT-PCR were performed for quantification of glycosides and gene expression (ent-Kaurenoic acid 13-hydroxylase) respectively. Methyl jasmonate treatment (at 20 micromolar) in vitro induced glycoside biosynthesis significantly (P≤0.05) whereas higher concentration of Methyl jasmonate (100 µM) caused a decrease in glycoside production and growth. The most glycoside content of the plant was three days after treatment. Also Methyl jasmonate treatment caused an increase in ent-Kaurenoic 13-hydroxylase gene expression from 6 hours to 48 hours (after treatment) Results showed that biosynthesis of Stevia glycosides was probably a defense mechanism against pathogens and herbivore insects. Also we found that different concentrations of Methyl jasmonate, alter the ratio between glycosides rather than the increase in glycoside contents.