Modern Genetics Journal

fa بررسی نقش ژن inaZ در تولید هسته یخ در باکتری های Escherichia coli نوترکیب و Pseudomonas syringae جهش یافته Investigating the role of inaZ gene in production of ice nuclei in recombinant Escherichia coli and mutant Pseudomonas syringae bacteria ژنتیک گیاهی Subject 01 پژوهشی کامل Applicable <h1 dir="RTL" style="text-align:justify">باکتری‌های فعال هسته یخ (Ice nucleation bacteria) از عواملی هستند که در ایجاد خسارت ناشی از سرمازدگی و یخ‌زدگی در گیاهان حساس به سرما نقش مهمی دارند. ژن‌های هسته یخ در باکتری‌ها به‌صورت یک ژن کروموزومی منفرد است که غالباً در زیرمجموعه ژن‌های ina طبقه‌بندی می‌شوند و در بیان فنوتیپ تولید هسته یخ (INA+) نقش کلیدی دارند. یکی از راه‌های مقابله با سرمازدگی ایجاد تغییر در ساختار ژنتیکی ژن کد‌کننده پروتئینINA  است. تکثیر ژن inaZ در باکتری Pseudomonas syringae با یک جفت آغازگر اختصاصی و واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) انجام شد. محصول PCR در وکتور pTG19-T کلون و به باکتریEscherichia coli K12  منتقل شد. جهت ارزیابی و مقایسه فرکانس هسته یخ E. coli نوترکیب از روش انجماد قطره‌ای استفاده شد. برای ایجاد جهش در ژن ina در باکتری Pseudomonas syringae از ماده (EMS)Ethyl methanesulfonate  استفاده شد. برای تأیید جهش ایجاد شده، علاوه بر آنالیز PCR، باکتری جهش یافته فاقد ژن هسته یخ و واجد آن در باکتری وحشی، با آزمون انجماد قطره‌ای مقایسه شدند. نتایج بر اساس فرمول پایه تشکیل 50 درصد قطره انجماد در هر تیمار (T50) نسبت به شاهد آب مقطر استریل و باکتری وحشی E.coli فاقد هسته یخ زدگی تعیین شد. در کلیه تیمارهای مثبت، بسامد هسته یخ زدگی بین 4- تا 7- بسته به رقت سوسپانسیون‌ها متغییر بود. مشاهدات نشان داد علاوه بر انتقال موفق ژن inaZ مولد هسته یخ از باکتری P. syringae بهE.coli، کلنیهای جهش‌یافته P. syringae به‌دلیل فقدان ژن هسته یخ، کاندیدهای مناسبی برای ایجاد اثر رقابتی با باکتری‌های INA+ محسوب شده که می‌توانند با قدرت تکثیر مشابه باکتری‌های وحشی روی گیاهان مستقر و مانع هسته یخ بیولوژیکی شوند و جایگزین مناسبی برای معدود باکتری کش‌های گیاهی باشند.</h1> <pre style="text-align: justify;"> Ice nucleation bacteria are among the main factors responsible for frost damage and freezing injury in cold-sensitive plants. Ice nucleation genes in bacteria are typically single chromosomal genes, often classified within the ina gene family, and play a key role in the ice nucleation active (INA+) phenotype. One approach to mitigating frost damage is modifying the genetic structure of the gene encoding the INA protein. Amplification of the inaZ gene from Pseudomonas syringae was performed using gene-specific primers and the polymerase chain reaction (PCR). The PCR product was cloned into the pTG19-T vector and transferred into Escherichia coli K12. To evaluate and compare the ice nucleation frequency of recombinant E. coli, the droplet freezing assay was used. Ethyl methanesulfonate (EMS) was applied to induce mutations in the ina gene in Pseudomonas syringae. To confirm mutagenesis, in addition to PCR analysis, mutant bacteria lacking the ice nucleation gene were compared with wild-type bacteria using the droplet freezing assay. The results were determined based on the T50 value (temperature at which 50% of droplets freeze) in each treatment compared with sterile distilled water and wild-type E. coli lacking ice nucleation activity. In all positive treatments, ice nucleation activity ranged from -4 to -7°C depending on the dilution of the suspensions. The results demonstrated successful transfer of the ice nucleation inaZ gene from P. syringae to E. coli. In addition, mutant colonies of P. syringae lacking the ice nucleation gene were obtained. These mutant bacteria represent suitable candidates for competitive exclusion of INA+ bacteria, as they can colonize plant surfaces with similar fitness to wild-type strains and inhibit biological ice nucleation. Therefore, they may serve as a potential alternative to limited plant bactericides. </pre> ژن هسته یخ, باکتری نوترکیب, جهش‌زایی, تنش سرمازدگی Ice nucleation gene, Recombinant bacteria, Mutagenesis, Frost stress 235 245 http://mg.genetics.ir/browse.php?a_code=A-10-163-2&slc_lang=fa&sid=1 Parisa Abdollahi پریسا عبداللهی pariisa.abdollahi@gmail.com 10031947532846009024 10031947532846009024 Yes Azad University, Science and research branch دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات Nasibeh Yari نصیبه یاری abdollahi@srbiau.ac.ir 10031947532846009025 10031947532846009025 No Azad University, Science and research branch دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات Nader Hassanzadeh Rastegari نادر حسن زاده راستگاری hasanzadehr@yahoo.com 10031947532846009026 10031947532846009026 No Azad University, Science and research branch دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات