امروز چهارشنبه 1 آذر 1396

ردیابی ژن‌های دخیل در مسیر بیوسنتزی آنتوسیانین بر اساس الگوهای باندی هضم آنزیمی در ارقام سیب‌زمینی (.Solanum tuberosum L) رنگی و سفید

Detection of anthocyanin biosynthesis key genes and their restriction fragment patterns in colourful and white cultivars of Solanum tuberosum

MGJ-16-B-00390

ژنتیک گیاهی

پژوهشی کامل

Fa

 

 

با توجه به فواید مصرف مواد گیاهی حاوی آنتوسیانین بالا و تاثیر آن بر سلامتی افراد، تولید و مصرف سیب‌زمینی‌های با غده رنگی غنی از آنتوسیانین، در سال‌های اخیر اهمیت زیادی پیدا کرده است. به‌دلیل اینکه درک روابط آلل‌های غالب و مغلوب ژن‌های R، P و D برای تعیین عملکرد غده‌های سرشار از آنتوسیانین ضروری است، در مطالعه حاضر، آرایش ژن‌های آنتوسیانین 17 ژنوتیپ سیب‌زمینی دارای رنگ پوست متفاوت، با استفاده از روش تکثیر نواحی ژنی R، P و D در این ارقام با جفت آغازگرهای اختصاصی و برش آنزیمی محصولات PCR بررسی شد. نتایج نشان داد که آلل عملکردی P در ارقام بنفش غالب است و ارقام سفید و قرمز آلل غیرعملکردی p را دارند. با وجود اینکه ارقام سفید دارای آلل مغلوب r تشخیص داده شدند، ارقام قرمز و بنفش واجد هر دو آلل غالب R و مغلوب r بودند که نشان داد ارقام رنگی تتراپلویید استفاده شده هتروزایگوت بوده، ولی ژنوتیپ آن‌ها مشخص نیست. در پژوهش حاضر، بر اساس الگوی هضم آنزیمی، هیچکدام از سیب‌زمینی‌های سفید مورد آزمایش دارای آلل غالب D نبودند، ولی ارقام رنگی حالت هتروزایگوت با ترکیب نامشخصی از دو آلل Dd را داشتند. مکان ژنی D در سیب‌زمینی برای تنظیم ژن‌های کلیدی R و P در تولید آنتوسیانین و تظاهر آن در بافت غده ضروری است و به همین دلیل، با وجود حضور دو ژن کلیدی R و P به‌صورت غالب در ارقام سفید، در غیاب آلل غالب ژن D غده‌های رنگی تولید نمی‌شود. به رغم آنکه، روش تعیین الگوی هضم آنزیمی مکان‌های ژنی ارقام سیب‌زمینی، برای تفکیک نتاج ارقام رنگی از ارقام سفید سیب‌زمینی حاوی آلل‌های مغلوب p وr مناسب تشخیص داده شد، در پژوهش حاضر به دلیل تاثیر مستقیم لوکوس D در بیان ژن‌های P و R، تعیین غالبیت آلل D در این ارقام ضروری می‌باشد.

The health aspects of vegetables containing high anthocyanin has increased the consumption of colored potatoes rich in anthocyanin in recent years. Anthocyanin’s in blue and purple potatoes are derived from delphinidin, while in the red ones they are resulted from pelargonidin. Three genes, D, P and R interact for production of delphinidin and pelargonidin within the anthocyanin biosynthesis pathway that eventually results in colored potato flesh. Studying genetic and allelic relations among these three major genes provides a better understanding of anthocyanin biosynthesis pathway in potato. In this research, 17 potato genotypes of varying tuber color were used to detect the three key genes of D, P and R using specific primers and to compare their restriction fragment patterns. Results showed that purple genotypes contained the dominant allele for the P locus and the white and the red genotypes had the recessive allele. The white colored potatoes contained only the r allele in a homozygous state while the red and purple colored potatoes had both R and r alleles in a heterozygous condition masking the phenotypical presence of r. Restriction fragment patterns of the PCR products clearly revealed that none of the white potato genotypes possessed the D allele but the colored genotypes contained both D and d alleles in a heterozygous condition with an unknown allelic arrangements. D is an important regulatory gene for both P and R genes and the dominant allele D is required for their expression and anthocyanin production in the potato tuber. In other words, having dominant alleles of P and R in a potato plant does not necessarily give colored potato if the dominant allele D is not present. Albeit, restriction fragment pattern procedure discriminated the colored genotypes from the white tuber ones in P and R genes but primarily determination of D locus dominant status as a key regulatory factor in anthocyanin biosynthesis pathway is more important.

نویسندگان مقاله
ناممحل خدمتپست الکترونیکی

هاله سلیمی
h Salimi

نویسنده مسئول

مسعود بهار
m bahar

نویسنده مسئول

آقافخر میرلوحی
a mirlohi

نویسنده مسئول

مجید طالبی
m talebi

mtalebi[AT]cc.iut.ac.ir نویسنده مسئول

مقالات چاپ شده