شناسایی ژن تلخی فلاونوئیدی از دو گونه از مرکبات و بررسی ارتباط آن با تولید نارنجین
Identification of the flavonoid bitterness gene from two species of citrus and its relationship with naringin production
/فاطمه قاسمی
: کشاورزی
، ۱۳۹۶
، میرزائی
۵۳ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
علوم باغبانی- بیوتکنولوژی و ژنتیک مولکولی محصولات باغبانی
۱۳۹۶/۰۹/۱۳
تبریز
مرکبات منبع مهمی از ریزمغذیها، ویتامینها، فیبرها و سایر متابولیتهای ثانویه مهم از جمله کاروتنوئیدها و فلاونوئیدها و لیمونوئیدها هستند.گریپ فروت (Citrus paradisi) یک میوهی نیمه گرمسیری و نیمه شیرین از خانوادهی مرکبات است .این گیاه منبع ارزشمندی از نارنجین و بسیاری دیگر از ترکیبات فلاونوئیدی میباشد .بکرایی نیز میوهای از دسته مرکبات است که در مرکز و جنوب ایران پرورش داده می شود و به علت دارا بودن مقادیر قابل توجه از فلاونوئیدها، برای رفع علائم سرماخوردگی و کمک به بهبود بیماران مبتلا به آنفولانزا مورد توجه عام است .نارنجین یک ترکیب فلاونونی گلوکوزیده است که دارای خواص آنتی اکسیدانی و ضد سرطانی اثبات شده است .با وجود مفید بودن نارنجین برای سلامتی انسان، این ماده عامل اصلی ایجاد تلخی در بسیاری از مرکبات خصوصا گریپ فروت و بکرایی است .واکنش بیوشیمیایی گلوکوزیلاسیون یک واکنش رایج در متابولیسم گیاهی و اغلب مرتبط با تولید متابولیتهای ثانویه است .آنزیمهایی که منجر به تولید گلوکوزید میشوند تحت عنوان glucosyltransferase (GTs) شناخته میشوند که معمولا این وظیفه را با انتقال گلوکز فعال شده با مولکول UDP به پذیرندهی مولکولی مربوطه انجام میدهند .در مرکبات آنزیم مهمglucosyltransferase (۷GT) -beta-O- flavanone ۷با افزودن یک مولکول گلوکز به نارینجنین باعث شروع فرآیندی میشود که در نهایت منجر به تولید ترکیب فلاونوئیدی تلخ مزه نارنجین در مرکبات میگردد .با توجه به این که شناسایی ژن (۷GT) میتواند در شناسایی مکانیسم ایجاد تلخی در گریپ فروت و بکرایی موثر باشد، در مطالعه حاضر به موضوع شناسایی و جداسازی این ژن در دو گونه از مرکبات پرداخته شد. به این منظور پس از برداشت میوهها در زمان قبل از رسیدن کامل، از میوهها RNA استخراج گردید و سپس cDNA مرتبط با ژن ۷GT در این گیاهان ساخته شد و در مرحله بعدی رونوشتبرداری از این ژن در دو گونه مورد ارزیابی به صورت نیمه کمی و با استفاده از ژن رفرنس GAPDH مورد مقایسه قرار گرفت .ضمنا میزان تولید نارنجین در میوهها نیز به کمک تکنیک کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا مورد ارزیابی قرار گرفت .نتایج حاصل از این آزمایش نشان داد رونوشت برداری از ژن ۷GT در بکرایی به تدریج و با نزدیک شدن به زمان رسیدن میوه افزایش یافت، ولی در بکرائی این روند رو به کاهش بود .همچنین بررسی مقدار نارنجین در بافتها نشان داد که در گریپفروت همزمان با افزایش سن میوهها، مقدار نارنجین نیز به طور تدریجی کاهش یافت، در حالی که در بکرایی در نهایت مقدار نارنجین به طور محسوسی کاهش یافت .نهایتا با جمعبندی نتایج حاصل از بررسی مولکولی ژن ۷GT و نتایج حاصل از HPLC میتوان استنتاج نمود که علت افزایش تلخی میوههای گریپفروت و کاهش تلخی میوههای بکرائی همزمان با رسیدن میوهها احتمالا مرتبط با تغییر در بیان ژن ۷GT بوده است
paradisi) is a semi-tropical and semi-sweet fruit from the Citrus family. This plant is a good source of Naringin and many other flavonoids. Naringin is a flavanone-glycoside compound that has proven antioxidant and anti-cancer properties. Despite the usefulness of Naringin for human health, this substance is main source of bitterness in many citrus, especially grapefruit. The biochemical reaction of glucosylation is a common reaction in plant metabolism and is often associated with the production of secondary metabolites. Enzymes that produce glucoside are known as glucosyltransferase (GTs), which usually do this reaction by transferring the UDP-activated glucose substrate to the corresponding molecule receptor. In citrus, the flavanone 7-O-beta-glucosyltransferase (7GT) enzyme triggers a process that adds a glucose molecule to Naringenin, which ultimately leads to the production of bitter Naringin. Considering that recognition of 7GT can be effective in identifying the mechanism of bitterness in grapefruit, the aim of this study was to identify this gene and describe its characteristics. For this purpose, RNA was extracted from fruits and then cDNA associated with 7GT gene was constructed.Then transcription of this gene was evaluated semi-quantitatively. This study led to identification and purification of the gene in grapefruit. Meanwhile, the evaluation by HPLC confirmed the correctness and accuracy of the results Citrus is most commonly thought of as a good source of ascorbic acid; however citrus fruits also contain an impressive list of other essential nutrients such as micronutrient and secondary metabolites including flavonoids and limonoids. Grapefruit (Citrus
Identification of the flavonoid bitterness gene from two species of citrus and its relationship with naringin production