امروز چهارشنبه 1 آذر 1396

بررسی الگوی بیان ژن متیل چاویکول O-متیل ترانسفراز (CVOMTs)، تعیین توالی و مشخصه یابی پروموتر ژن CVOMTs در گیاه ریحان تحت تنش خشکی

Study of gene expression pattern of chavicol O- methyl transferase gene (CVOMTs), sequencing and characterization of promoter of CVOMTs gene of basil (Ocimum basilicum) under water deficit stress

MGJ-16-B-00401

ژنتیک گیاهی

پژوهشی کامل

Fa

 

 

ریحان ((Ocimum basilicum L.، گیاهی از خانواده نعناعیان است که به‌عنوان یک گیاه دارویی در طب سنتی ایران مورد استفاده قرار می‌گیرد. اسانس ریحان منبع غنی از ترکیبات ترپنوئیدی و فنیل پروپانوئیدی است و در درمان بیماری‌هایی مانند اسهال، سرفه، انگل‌های روده و ناراحتی‌های کلیه و کبد مورد اهمیت می‌باشد. ترکیب با ارزش متیل‌چاویکول حجم عمده اسانس ریحان را تشکیل می‌دهد که اخیراً توجه زیادی به‌علت ارزش دارویی و فعالیت‌های فارماکولوژیکی خصوصاً به‌عنوان پیشگیری کننده میگرن به خود جلب نموده است. آنزیم متیل چاویکول O-متیل ترانسفراز (CVOMTs) یک آنزیم کلیدی در مسیر بیوسنتز فنیل پروپانوئید است و با انجام عمل متیلاسیون، چاویکول را به متیل چاویکول تبدیل می‌کند. در تحقیق حاضر، برای بررسی تاثیر تنش خشکی بر شکل‌گیری و کنترل تنظیم نسخه-برداری مسیر بیوسنتز ترکیب متیل‌چاویکول در سه توده دارویی ریحان، پروفیل مقادیر mRNA ژن‌ کلیدی متیل چاویکول O-متیل ترانسفراز (CVOMTs) در سه سطح تنش خشکی (%75:1S، %50 :2 S و %25 :3S ظرفیت زراعی) با استفاده از واکنش زنجیره‌ای پلیمراز در زمان واقعی (qRT-PCR) اندازه-گیری شد. به منظور ارتباط دقیق‌تر الگوی بیان ژن CVOMTs در شرایط تنش خشکی جداسازی، مشخصه‌یابی و تجزیه عملکردی پروموتر pCVOMTs نیز انجام گرفت. بررسی الگوی بیان ژن CVOMTs نشان داد که مقادیر نسخه‌های این ژن به‌طور معنی‌داری تحت تاثیر توده و سطوح تنش قرار دارد. سطح نسخه‌های ژن CVOMTs در شرایط تنش خشکی افزایش تدریجی نشان داد و در کولتیوار سه بیش‌ترین میزان بیان این ژن در 2S مشاهده شد. نتایج تجزیه پروموتر ژن CVOMTs نشان داد که این توالی شامل عناصر مهم تنظیمی پاسخ‌دهنده به دمای بالا و تنش خشکی از جمله MYB، MYC و HSE می‌باشد. بنابراین افزایش بیان این ژن در سطوح بالای تنش مربوط به جایگاه‌های اتصال فاکتورهای نسخه‌برداری است که در شرایط تنش خشکی موجب افزایش بیان این ژن می‌شود.

Basil (Ocimum basilicum L.), a member of a Lamiaceae family, is used in traditional Iranian medicine. Essential oils of basil leaves are composed of terpenoids and phenylpropanoids which are important in treatment of diarrhea, coughs, warts, worms and kidney malfunctions. The valuable compound of methylchavicol makes up the bulk of plant volatile oils which recently raised researcher's attention due to its medicinal value and pharmacological activities, especially as a migraine prophylaxis agent. Chavicol O-methyl transferase (CVOMTs) is a key enzyme in phenylpropanoid pathway. It catalyzes the methylation of chavicol, to produce methyl chavicol. In current research, to explore the formation and transcriptional control exerted on these pathways, mRNA accumulation profiles of key gene in the biosynthesis pathway of methylchavicol were evaluated in the three chemotypes of O. basilicum under three treatments of water deficit stress (S1: 75% FC, S2: 50% FC and S3: 25% FC) using quantitative real-time PCR. In order to study key biosynthetic pathway accurately gene expression pattern methylchavicol combination under water deficit stress, isolation, characterization and functional analysis of promoter of CVOMTs (pCVOMTs) was investigated for the first time. The study profile of gene expression of CVOMTs indicated that the transcript accumulation of this gene was significantly affected by chemotypes and water stress levels. The level of transcripts of CVOMT gene was gradually up-regulated and then sharply increased to mainly detectable levels under S2 in cultivar 3. The analysis of promoter of CVOMT gene (pCVOMTs) revealed that pCVOMTs contained some important cis-acting element like high temperature and water stress- response related elements. So, in the chemotype 3, the increase of gene expression is related to the binding site of transcription factor that is excied by water deficit stress.

نویسندگان مقاله
ناممحل خدمتپست الکترونیکی

فاطمه خاکدان
f khakdan

نویسنده مسئول

فرج اله شهریاری احمدی
f Shahriari Ahmadi

shahriari[AT]um.ac.ir نویسنده مسئول

مجتبی رنجبر
m Ranjbar

نویسنده مسئول

عبدالرضا باقری
a Bagheri

نویسنده مسئول

هوشنگ علیزاده
h Alizadeh

نویسنده مسئول

مقالات چاپ شده