Modern Genetics Journal

fa مطالعه ژنتیکی و مولکولی مقامت علف‌هرز خردل وحشی (Sinapis arvensis) به علف‌کش بازدارنده استولاکتات سینتاز Genetic and molecular study of resistance in weed wild mustard (Sinapis arvensis) to acetolactate synthase inhibitor herbicide ژنتیک گیاهی Subject 01 پژوهشی کامل Applicable علف‌های هرز از جمله خردل وحشی یک مسئله جدی در تولید محصولات زراعی هستند. مقاومت به علف‌کش‌ها در علف‌های هرز و خردل وحشی به یک تهدید متداول در کشاورزی تبدیل شده است و امنیت غذای جهانی را به خطر انداخته است. در این آزمایش ژن ALS علف هرز خردل وحشی مشـکوک به مقـاومت ناشی از غربال مزرعه‌ای و روش‌های مبتنی بر PCR از مزارع گنـدم استـان کرمانشاه مورد بررسی قرار گرفت. سپس ژن  ALS شناسایی، جداسازی و همسانه‌سازی شد. برای این منظور با توجه به اطلاعات موجود در پایگاه NCBI، پرایمرهای مناسب طراحی و با RT-PCR توالی ژنی مذکور تکثیر و به منظور توالی‌یابی در وکتور pTZ57R/T درون باکتری E. coli سویه‌ی DH5α همسانه‌سازی شد. براساس نتایج مولکولی مبتنی بر PCR، تعداد شش بیوتیپ، جهش در جایگاه هدف را نشان دادند. نتایج توالی‌یابی براساس روش مبتنی بر PCR، جهش‌های نوکلئوتیدی Asp376-Gly (GAC به GAG)، Pro197-Ser (CCT به TCT)، Trp574-Leu (TGG به TTG) و Ala122-Thr (GCA به ACA) در شش بیوتیپ را تایید نمود. این جایگاه‌های جهش توسط روش توالی‌یابی تایید گردید. براساس نتایج این تحقیق مقاومت به علف‌کش در گیاه خردل وحشی می‌تواند به‌دلیل مقاومت در جایگاه هدف به‌دلیل جهش‌های نوکلئوتیدی مذکور در جایگاه فعال آنزیم، محل اتصال علف‌کش‌های بازدارنده ALS و خانواده آن باشد، یا به‌دلیل مقاومت جایگاه هدف که با تغییرات کنفورماسیونی می‌تواند باعث تغییراتی در سطح جایگاه واکنش پروتئین با علف‌کش و در نتیجه تغییر در میزان فعالیت و اتصال آنزیم- علف‌کش شود. این بدان معنی است که سطح مولکولی آنزیم نوع موتانت، کمتر در معرض تماس با علف‌کش قرار می‌گیرند و علف‌کش نمی‌تواند آنزیم را از فعالیت باز دارد و باعث ایجاد مقاومت در برابر علف‌کش می‌شود. Weeds such as wild mustard are a serious problem in crop production. Herbicide resistance in weeds and wild mustard has become a common threat in agriculture and endangers global food security. In this experiment, the ALS gene of wild weed suspected of weeding due to field screening and PCR-based methods from Kermanshah province's wheat fields was investigated. The ALS gene was then identified, isolated and cloned. For this purpose, primers were designed according to the information available in the NCBI database and ALS gene was amplified using RT-PCR. The gene ALS cloned in pTZ57R / T vector within E. coli bacteria, DH5α strain and sequenced. Based on PCR-based molecular results, six biotypes showed mutations in the target site. PCR-based sequencing results confirm the nucleotide mutations of Asp376-Gly (GAC to GGC), Pro197-Ser (CCT to TCT), Trp574-Leu (TGG to TTG), and Ala122-Thr (GCA to ACA) in six biotypes. These mutation sites were confirmed by sequencing. According to the study, herbicide resistance in wild mustard could be related to resistance in the target site due to the mentioned nucleotide mutations in the active site of the enzyme, the binding site of ALS inhibitors and its family, or due to the resistance of the target site that can cause conformational changes. Changes in the level of the protein reaction site with herbicides and as a result changes in activity and enzyme-herbicide binding. This means that the molecular levels of the mutant enzyme are less likely to come into contact with herbicides, and the herbicide cannot stop the enzyme from working and cause herbicide resistance. جهش نوکلئوتیدی, روش مبتنی بر PCR, مقاومت به علفکش بازدارنده ALS, خردل وحشی Nucleotide mutation, PCR based method, herbicide resistance, ALS inhibitor, wild mustard 133 141 http://mg.genetics.ir/browse.php?a_code=A-10-144-2&slc_lang=fa&sid=1 Rozhin Khaledi روژین خالدی rozhinkhaledi60@yahoo.com 10031947532846005639 10031947532846005639 No Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture, Islamic Azad University, Sanandaj Branch, Sanandaj, Iran گروه اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج Farzad Fayaz فرزاد فیاض f.fayaz@iausdj.ac.ir 10031947532846005640 10031947532846005640 No Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture, Islamic Azad University, Sanandaj Branch, Sanandaj, Iran گروه اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج Danial Kahrizi دانیال کهریزی dkahrizi@yahoo.com 10031947532846005641 10031947532846005641 Yes Razi University دانشگاه رازی Reza Talebi رضا طالبی srtalebi@yahoo.com 10031947532846005642 10031947532846005642 No Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture, Islamic Azad University, Sanandaj Branch, Sanandaj, Iran گروه اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج