بررسي نقش كاركردي ژن شبه استريكتوسيدين سينتاز- 6 در گياه آرابيدوپسيس تاليانا در شرايط تنش شوري

Functional characterization of Arabidopsis thaliana strictosidine synthase Like-6 gene under salt stress

در آرابيدوپسيس ژن هايي شناسايي شده كه داراي همولوژي بالايي با ژن استريكتوسيدين سينتاز گياه پريوش (Catharanthus roseus) مي باشند. آنزيم استريكتوسيدين سينتاز در بيوسنتز مونوايندول الكالوئيدها نقش دارد. يكي از ژن هايي كه بيان آن تغييرمعني داري را در پاسخ به تنش هاي محيطي داشته ژن شبه استريكتوسيدين سينتاز شماره 6 (SSL6) مي باشد. به منظور بررسي نقش ژن SSL6 در واكنش به تنش شوري، از لاين موتانت حاصل از درج T-DNA در ژن SSL6 (ssl6) در آرابيدپسيس استفاده شد. برخي ويژگيهاي مرفولوژي، فيزيولوژيكي و ملكولي شامل درصد جوانه زني، طول ريشه، فعاليت آنزيم هاي كاتالاز(CAT)، پراكسيداز(POD) و سوپراكسيد ديسموتاز(SOD) و بيان نسبي ژن هاي واكنش گر به تنش شامل AAO3، RD29A، NCED3 و P5CS1 در واكنش به شوري در لاين هاي جهش يافته اندازه گيري و با گياهان شاهد مقايسه شد. داده هاي آزمايشي بر مبناي آزمايش فاكتوريل و در قالب طرح كامل تصادفي آناليز شدند. فاكتورها شامل ژنوتيپ تيپ وحشي (Col-0) و جهش يافته (ssl6) و سطوح مختلف شوري شامل صفر، 100 و 200 ميلي مولار بود. نتايج آزمايش نشان داد كه درصد جوانه زني، طول ريشه و فعاليت آنزيم هاي SOD و POD در سطح يك درصد و آنزيم CAT در سطح پنج درصد در گياه جهش يافته نسبت به گياه تيپ وحشي داراي تفاوت معني دار است. ژن هاي مورد بررسي در گياه جهش يافته در زمان هاي 3 و 6 ساعت پس از تيمار شوري بيان بالاتري نسبت به گياه تيپ وحشي نشان دادند. نتايج اين تحقيق براي اولين بار نقش خاموشي ژن SSL6 بر بر افزايش تحمل آرابيدوپسيس به تنش شوري را گزارش ميكند. در واقع نقش كاركردي اين ژن بر تنش شوري در آرابيدپسيس احتمالا منفي است.

A gene family called Strictosidine synthase like (SSL) exists in Arabidopsis thaliana genome. Orthologs gene in Catharanthus roseus is involved in monoterpenoid indole alkaloids biosynthesis. A member of gene family (SSL6) has been induced by various biotic and abiotic stresses. To further analyse of the functional role of the gene in response to salt stress, the SSL6 T-DNA insertional mutant (ssl6) was used in response to 0, 100 and 200 mM NaCl. Therefore, several morphological, physiological and molecular traits including the percentage of seed germination, root length, Catalase (CAT), Peroxidase (POD) and Superoxide dismutase (SOD) enzyme activity, and relative expression levels of AAO3, RD29A, NCEDD3 and P5CS1 were measured. The obtained data have been analyzed using a factorial experiment (with two factors) based on completely randomized design (CRD) with three replications. The obtained results demonstrated that the percentage of germination, root length and activity of SOD, POD and CAT enzymes were significantly higher in ssl6 genotype when compared with the wild type Col-0. The expression level of responsive genes at 3 and 6 h after salt stress treatment were significantly increased in ssl6 mutant genotype compared to Col-0 genotype. Results of this study for the first time reported that SSL6 genes in involved in plant responses to salinity stress and suppression of SSL6 gene resulted in increased tolerance to salt stress in Arabidopsis.