امروز جمعه 23 آذر 1397

بررسی بیان ژن‌های کلیدی در مسیر تولید گلیکوزیدهای استویول در گیاه Stevia rebaudiana تحت الیسیتورهای زیستی و غیر زیستی

Expression analysis of genes involed in steviol glycosides biosynthesis pathway in Stevia rebaudiana Bertoni under biotic and abiotic elicitors

MGJ-18-B-00503

ژنتیک گیاهی

پژوهشی کامل

Fa

 

 

الیسیتورها ترکیباتی با منشا زیستی و یا غیر زیستی هستند که از طریق القای پاسخ‌های دفاعی باعث بیوسنتز و انباشت متابولیت‌های ثانویه می‌شوند. در این پژوهش اثر الیسیتورهای کیتوزان، عصاره مخمر و متیل جاسمونات بر بیان ژن‌های KO، UGT85C2، UGT74G1 و UGT76G1 در مسیر تولید گلیکوزید‌های استویول در گیاه Stevia rebaudiana مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور گیاه استویا تحت الیسیتورهای مذکور با غلظت‌های 20، 40 و 80 میلی‌گرم بر لیتر تیمار شدند و بعد از یک ماه برداشت از برگ‌های انتهایی انجام گرفت. نتایج حاصل نشان داد که کیتوزان در غلظت 20 (میلی‌گرم بر لیتر) باعث افزایش معنی‌دار بیان ژن‌های UGT85C2 و UGT76G1 نسبت به تیمار شاهد (16 و 5 درصد) شد. هم‌چنین غلظت 40 کیتوزان نیز باعث افزایش معنی‌دار (14 درصد) بیان ژن UGT85C2 شد. تیمار متیل جاسمونات 20 باعث بیش‌ترین میزان بیان ژن KO شد که به نسبت تیمار شاهد 13 درصد افزایش داشت. هم‌چنین بیان ژن UGT85C2 تحت غلظت 20 متیل جاسمونات نیز افزایش معنی‌داری نشان داد. طبق نتایج مشخص شد که افزایش غلظت الیسیتورهای کیتوزان و متیل جاسمونات (80 میلی‌گرم بر لیتر) بر بیان ژن‌های مسیر گلیکوزیدهای استویول اثر منفی داشته و باعث کاهش بیان ژن شدند. عصاره مخمر در غلظت 40 باعث افزایش معنی‌دار بیان ژن‌های UGT85C2 و UGT76G1 شد که به نسبت تیمار شاهد به‌ترتیب 11 و 5 درصد افزایش بیان نشان دادند. به‌نظر می‌رسد که غلظت 40 نسبت به غلظت‌های 20 و 80 عصاره مخمر تأثیر بهتری در افزایش بیان داشته است. بنابراین با توجه به نتایج به‌دست آمده در این تحقیق، می‌توان نتیجه گرفت که الیسیتورهای کیتوزان و متیل جاسمونات در غلظت‌های پایین و عصاره مخمر در غلظت متوسط، می‌توانند از طریق تحریک بیان ژن‌های درگیر در مسیر تولید گلیکوزیدهای استویول و افزایش میزان ترکیبات شیمیایی در تولید متابولیت‌های ثانویه گیاه استویا تأثیر گذار باشند.

The elicitors are biotic and abiotic compounds that by stimulation of defensive responses causes biosynthesis and accumulation of secondary metabolites. In this research, the expression of KO, UGT85C2, UGT74G1 and UGT76G1 genes involve in production pathway of steviol glycosides in the Stevia rebaudiana were investigated under chitosan, yeast extract and methyl jasmonate as elicitors.
For this purpose, the stevia plants were treated by the elicitors in 3 concentrations of 20, 40 and 80 mg/L and then apical leaves were harvested after one month. The results showed that chitosan in the concentration of 20 (mg/L) significantly increased the expression of UGT85C2 and UGT76G1 genes compared to control plants (16 and 5%). Plus, Chitosan in the concentration of 40mg/l significantly increased the expression of UGT85C2 gene (14%). Methyl jasmonate 20mg/l caused the highest expression of KO gene, which increased by 13% in comparison with control plant. Also, the expression of UGT85C2 gene under the concentration of 20 methyl jasmonate showed a significant increase. According to the results, it was found that increasing the concentrations of chitosan and methyl jasmonate had a negative effect on gene expression profiles of steviol glycosides. Yeast extract in the concentration of 40mg/l significantly increased the expression of UGT85C2 and UGT76G1 genes, which showed 11 and 5% increase in expression, respectively. It was specified that concentration of 40mg/l compared to concentrations of 20 and 80mg/l of yeast extract had a better effect on gene expression enhancement. Hence, according to the results, it can be concluded that chitosan and methyl jasmonate at low concentrations and yeast extract in a moderate concentration can stimulate of the gene expression profiles that involved in the production of steviol glycosides, so increasing the amount of chemical compounds can be effective in the production of secondary metabolites in s. rebaudiana.

نویسندگان مقاله
ناممحل خدمتپست الکترونیکی

دیاکو رسولی
d rasoli

diakorasouli[AT]znu.ac.ir نویسنده مسئول

بهرام ملکی
b maleki

نویسنده مسئول

حسین جعفری
h jafari

نویسنده مسئول

عباس بهاری
a bahari

نویسنده مسئول

مقالات چاپ شده