مطالعه و بررسي الگوي بيان ژن AUX1 و تأثير آن در ايجاد ريشه‌هاي نابجا در قلمه‌هاي زيتون (Olea europaea L.)

Identification and gene expression analysis of AUX1 influencing adventitious root induction in olive cuttings (Olea europaea L.)

زيتون (Olea europaea L.) از مهم‌ترين محصولات حوزه مديترانه است كه صرفاً با قلمه تكثير می‌شود. اگرچه ظرفيت ريشه‌دهی پايين در برخی از ارقام كارآيی تكثير غيرجنسی زيتون را به شدت تحت تأثير قرار می‌دهد اما رشد ريشه‌های نابجا مرحله كليدی در تكثير رويشی اين گياه است. ژن ناقل برون شارش اكسين 1 (AUX1) نقش كليدی را در تشكيل ريشه جانبی در بسياری از گونه‌های گياه ايفا می‌كند. اين ژن صدور IAA از برگ‌های تازه نمويافته به پريمورديای ريشه جانبی را تحريك می‌كند. همولوگ پيش فرض اين ژن در زيتون با روش طراحی آغازگر چندحالتی از مناطق حفاظت‌شده رونوشت‌های AUX1 در گياهان ديگر جداسازی شد. توالی رونوشت و آمينو اسيد اين ژن در ريشه (OeAUX1R) و انتهای قلمه (OeAUX1B) با هم تفاوت داشت. احتمالاً اين چندشكلی‌ها می‌تواند مربوط به نقش كليدی ژن در بافت‌های مختلف باشد. به منظور بررسی حالت‌های بيانی اين ژن، آزمايش PCR در زمان واقعی روی قلمه‌های جمع‌آوری شده طی ريشه‌دهی از ژنوتيپ‌هايی با توان ريشه‌دهی بالا و پايين انجام شد. همچنين، بيان ژن در بافت‌های مختلف زيتون نيز بررسی گرديد. نتايج مقدماتی نشان داد كه بيان ژن‌های OeAUX1R و OeAUX1B در انتهای قلمه و ريشه ژنوتيپ‌های با ريشه‌دهی بالا افزايش می‌يابد و پيشنهاد می‌شود كه OeAUX1 در ريشه‌دهی زيتون دخالت دارد. همچنين بررسی‌های بيوانفورماتيك نشان داد كه ژن AUX1 در زيتون دارای 8 اگزون است كه توالی آن طی تكامل گياهان حفاظت شده است.

Olive is one of the most important fruit crops throughout the Mediterranean Basin, mainly propagated by cuttings. The adventitious root development is a key stage in vegetative propagation; however the low rooting capacity of some cultivars severely affects the efficiency of olive clonal propagation. Auxin Influx Carrier gene (AUX1), plays a key role in lateral root formation in many plant species promoting the export of IAA from newly developing leaves to lateral root primordia. Putative olive homologues were amplified by using degenerate primers designed on the conserved regions of AUX1 transcripts identified in other plants. Transcript and amino acid sequences in root (OeAUX1R) and base of cutting (OeAUX1B) were different causes of polymorphisms relating to possible distinct roles in these tissues. In order to investigate the gene expression patterns, Real-time PCR was performed on cuttings during the rooting stage collected from genotypes characterized by high and low rooting ability. Moreover, the gene expression was investigated on different olive tissues. Preliminary results showed that the expression of OeAUX1B and OeAUX1R in base of cuttings and roots of the high-rooting genotype were higher which suggests the hypothesis of the involvement of OeAUX1 in olive rooting. Bioinformatics analysis revealed that AUX1 gene had 8 exons in olive and the sequence of this gene in plant was conserved during evolution.