۲۳۰۳۷پ
per
مطالعهی اثر ژنهای rolCوtrolC بر ویژگیهای آناتومیک، بیوشیمیایی و مولکولی گیاهان تراژن توتونNicotiana tabacum cv. Samsun nn))
Studying the effect of rolC and trolC genes on anatomical, biochemical and molecular traits of transgenic tobacco plants (Nicotiana tabacum cv. Samsun nn)
/گیتا امینی
: علوم طبیعی
، ۱۳۹۸
، میرزائی
۱۲۲ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
زیستشناسی گرایش سلولی-تکوینی
۱۳۹۸/۰۴/۳۰
تبریز
آگروباکتریوم ریزوژنز (Agrobacterium rhizogenes)باکتری گرم منفی خاکزی است که در گیاهان دولپهصای موجب القای ریشهصهای موئین میصگردد .وجود DNA انتقالیDNA) - (transferred DNA or Tدر پلاسمید القاگر ریشه این باکتری که حامل ژن-های لوکوس ریشه(rooting locus or rol) rolA ، rolB و rolC میصباشد، مسئول انتقال مواد ژنتیکی باکتری به درون ژنوم گیاه میزبان است .با توجه به وجود اطلاعات اندک در زمینه نقش ژنصهای rol در گیاهان تراژن، این پژوهش با هدف بررسی تأثیر ژن rolC باکتریایی و همولوگ گیاهی آن در توتون،trolC ، بر ویژگیصهای بیوشیمیایی، تکوینی و مولکولی گیاهچهصهای تراژن توتون (Nicotiana tabacum) در شرایط کشت گلدانی و درون شیشهصای و در قالب یک طرح کاملا تصادفی با ۳ تکرار مورد بررسی قرار گرفت .ژنصهای rolC و trolC در این گیاهان تحت کنترل پروموتر القایی با گلوکوکورتیکوئید دگزامتازون بودند و به منظور بیان آنها از غلظتصهای مختلف دگزامتازون(۰ ،۱ ،۳ ، ۱۰ و ۳۰میکرومولار (استفاده شد .نتایج آماری نشان دادند که استعمال دگزامتازون موجب بیان ژنصهای مذکور شد و اثر معنیصداری بر اغلب ویژگیصهای مورد بررسی در گیاهچهصهای تراژن داشت .به لحاظ ویژگیصهای فنوتیپی ظاهر ریشه در گیاهچهصهای تراژن القا شده کوتاهتر و پیچصخورده و برگصها نیز در مقایسه با گیاهچهصهای شاهد) غلظت صفر دگزامتازون (کلروزه، کوچکتر و پیچصخورده بودند .محتوای رنگدانهصای این گیاهان از نظر کلروفیل a/b و کارتنوئیدها کمتر از گیاهچهصهای شاهد بود؛ در حالیصکه محتوای فنولی و فعالیت آنتیصاکسیدانی آنها که به روش DPPH اندازه گیری شد، بیشتر از گیاهچهصهای شاهد بدست آمد .از نظر مقدار ترکیبات فلاونوئیدی، گیاهچهصهای شاهد و تراژن القا شده تفاوت چشمگیری با همدیگر نشان ندادند .فعالیت آنزیمصهای آنتیصاکسیدان پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در گیاهچهصهای تراژن القا شده در مقایسه با شاهد، با افزایش توأم بود درحالیصکه فعالیت آنزیم کاتالاز با کاهش همراه بود و آنزیم سوپرصاکسیددیسموتاز نیز تفاوت معنیصداری بین گیاهچهصهاصی شاهد و تراژن نشان نداد .بررسی ترکیبات فنولی با روش HPLC و آنالیز نتایج حاصله نشان داد که رزمارینیکصاسید، ترکیب فنولی فراوان در اندامصهای هوایی گیاهچهصهای تراژن القا شده توتون بود .به علاوه، ترکیب فنولی کافئیکصاسید نیز در گیاهان گلدانی مشاهده نشد .نتایج حاصل از بررسیصهای آناتومیک نشان دادند که قطر مقطع ساقه در گیاهچهصهای تراژن القا شده در مقایسه با گیاهچهصهای شاهد کاهش یافت و افزایش تعداد دستجات آوند چوبی در این گیاهچهصها مشهود بود، هرچند شدت پارامترهای مذکور در گیاهان تراژن rolC بیشتر از گیاهچهصهای trolC بود .ریشه گیاهچهصهای تراژن القا شده نیز دارای تارهایصکشنده کمتر و کوتاهتری نسبت به ریشه گیاهچهصهای شاهد بود .بررسی بیان ژنصهایChlI ، RSSU وLHCa/b ، که محصولات پروتئینی آنها در کلروپلاست فعالیت میصکنند، به کمک تکنیکPCR - qRTنشان داد که بیان این ژصنصها در گیاهچهصهای تراژن القا شده در مقایسه با گیاهچهصهای شاهد روند کاهشی داشت، هرچند شدت این کاهش برای ژن RSSU چشمگیرتر از دو ژن دیگر بود .با توجه به اینکه گیاهچهصهای تراژن trolC بعد از القا، در تمام پارامترهای بررسی شده، مشابه با گیاهچهصهای تراژن rolC عمل نمودند، میصتوان نتیجهصگیری کرد که ژن rolC باکتریایی پس از انتقال افقی به گیاه توتون در طی زمان و تکامل گیاه توانسته است ویژگیصهای عملکردی خود را حفظ نماید
M) were used in order to induce the expression of transgenes. Our results showed that the presence of dexamethasone in the culture medium induces the expression of genes and affect significantly the growth of seedlings. Phenotypically, roots were twisted in both transgenic plants and their length was shorter than control; leaves were twisted, smaller and pale green with lower quantity of chlorophyll a/b and carotenoids content. The phenolic content and antioxidant activity of the extracts, measured by the DPPH method, in induced seedlings were higher than controls. The amount of flavonoids, however, did not significantly affected between induced and non-induced condition. Activity of antioxidant enzymes such as peroxidase and ascorbate peroxidase was increased in induced transgenic seedlings, while the activity of catalase was decreased and the superoxide dismutase enzyme did not show any significant difference between control and induced seedlings. Analysis of phenolic compounds by HPLC method showed that rosmarinic acid was the dominant phenolic compound in the aerial parts of induced seedlings and caffeic acid was not observed in the pot plants. Results of anatomical studies obtained from the cross section of stem, showed that the diameter of stem was smaller in induced seedlings compared to control ones, and the increase in the number of vascular bundles and stem lignification were observed in these seedlings, although the severity of the lignification was higher in rolC transgenic lines. The root strcuture of the seedlings showed thet the length and density of root hairs in innduced seedlings were less than control plants. The results of molecular studies showed that the expression of ChlI, RSSU and LHCa/b nuclear genes, which encode the chloroplast proteins, were decreased in induced seedlings compared to control ones, however, the severity of this diminution for RSSU was more significant than two other genes. Since rolC/trolC transgenic lines present similar characteristics after induction with dexamethasone, it can be concluded that the bacterial rolC gene has preserved its ancestral function after insertion into the plant genome over the time and during evolutionإ Agrobacterium rhizogenes is a soil-borne, gram negative bacterium which induces hariy root disease in plants. A part of DNA sequence in the bacterial plasmid called T-DNA (transferred DNA) is transferred in to the plant genome upon infection. T-DNA carries the rooting-locus (rol) genes: rolA, rolB and rolC. Some plants also contain, naturally, the homologues of rol genes. Due to the limited information about the role of rol genes, this study aimed to investigate the effect of bacterial rolC gene and its homologue in tobacco, trolC, on the biochemical, anatomical and molecular characteristics of Nicotiana tabacum seedlings under petri dish and pot culture conditions in a completely randomized design experiment with 3 replications. The expression of rolC and trolC genes in transgenic tobacco seedlings was under the control of dexamethasone inducible promoter. Different concentrations of dexamethasone (0, 1, 3, 10 and 30
Studying the effect of rolC and trolC genes on anatomical, biochemical and molecular traits of transgenic tobacco plants (Nicotiana tabacum cv. Samsun nn)
امینی، گیتا
Amini, Gita
محجل شجاء، هانیه، استاد راهنما
متفکرآزاد، روح الله، استاد مشاور
محجل کاظمی، الهام، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایهسازی قبلی
