ایجاد جهش در ژن پوترسین N- متیل ترانسفراز توتون (.(Nicotiana tabacum L از طریقCRISPR/Cas۹
نام نخستين پديدآور
/سارا عمرزاده
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: کشاورزی
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۷
نام توليد کننده
، میرزائی
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۷۶ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
بیوتکنولوژی کشاورزی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۷/۱۱/۱۵
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
گیاه توتون با نام علمی Nicotiana tabacum .L متعلق به خانواده سولاناسه میصباشد .گیاهی یکساله است ارتفاع بوته بدون گل آذین به ۵/۱ متر و همراه با گل آذین به بیش از ۲ متر میرسد .نیکوتین یک ترکیب آلی نیتروژن دار است که در برگ گیاه توتون به وفور وجود دارد، نیکوتین از دو حلقه پیرولیدین و پیریدین تشکیل شده است که توسط پیوند کربن-کربن به همدیگر متصل شدهصاند .گونهصهای تجاری توتون مانند تاباکوم به میزان۴ - ۲درصد وزن خشک کل آلکالوئید تولید میصکنند که نیکوتین ۹۰ درصد آنصها را شامل میصشود .نیکوتین یک آلکالوئید غالب در گونه تاباکوم است و به طور انحصاری در ریشهصها تولید میصشود و سپس از طریق آوندهای چوبی به برگصها انتقال پیدا میصکند و در بخش هوایی در واکوئل سلولصها ذخیره میصشود .پوترسین N- متیل ترانسفراز ( PMT)آنزیم کلیدی مسیر بیوسنتز نیکوتین است .یکی از راهصکارصهای مهم برای کاهش نیکوتین، از کار انداختن ژن پوترسین N- متیل ترانسفراز در توتون از طریق سیستم CRISPR/Cas۹ است .سیستمCRISPR/Cas۹ به عنوان یک سیستم ایمنی اکتسابی در اکثر باکتریصها و آرکئا وجود دارد و در این تحقیق استفاده گردید .این سیستم دارای دو جزء است یکی پروتئین آندونوکلئاز Cas۹ برگرفته از باکتری Streptococcus pyogenes و دیگری توالی RNA راهنما است .برای هدف گیری ژن پوترسین N- متیل ترانسفراز براساس اطلاعات نوکلئوتیدی موجود در پایگاه دادهص NCBI توالیصهای ژن pmt درگیر در مسیر سنتز نیکوتین در توتون بررسی شد و از محل ناحیه برش آنزیمی توالی crRNA با نرم افزار TEFOR طراحی گردید .در ابتدای این توالی، توالی پروموتر U۶ آرابیدوپسیس و در انتهای آن RNA داربستی متصل شونده به Cas۹ تعبیه شده و پس از افزودن مکانصهای برشی مورد نیاز در دو انتها برای سنتز ارسال گردید .در این تحقیق قطعه سنتز شده از طریق برش آنزیمی با آنزیم های EcoR۱ و Xba۱ از پلاسمید pBluescript در پلاسمیدpcoCas۹ - pFGCهمسانه سازی گردید .پس از تراریختی باکتریایی موفق و تکثیر پلاسمید حاصله، پوشش دار کردن ذرات تنگستن (M۱۷ به قطر ۱/۱ میکرون (باpcoCas۹ - pFGCدارای کاستpmt ) sgRNA - (pFGCو بمباران برگ کامل واریته Burley۲۱ توتون طبق دستورالعمل شرکت سازنده بیوراد (BioRad, PDS ۱۰۰۰/He) برای تراریختی گیاه استفاده گردید .پس از پرتاب، نمونه برگی به قطعات مربع شکل باندازه تقریبی یک سانتی مترمربع بریده شده و به محیط باززایی حاوی ۱ میلیصگرم در لیترBAP ، ۱/۰ میلیصگرم در لیتر NAA و ۸/۰ میلیصگرم در لیتر علف کش باستا انتقال و پس از یک ماه گیاهان تراریخته فرضی در محیط گزینش تولید گردید
متن يادداشت
Tobacco (Nicotiana tabacum L.) belongs to the Solanaceae family. Tobacco is an annual plants which is more than 2 m in height with corymb and 1.2 m without that. Nicotine is a nitrogen organic compound, which is abundantly in the leaves of tobacco. Nicotine includes two pyrrolidine and pyridine rings which are linked together carbon-carbon bonding. Commercial species of tobacco such as Tabacum generates alkaloids which are 2_4 percent of nicotine. Nicotine is a dominant alkaloid in the Tabacum which is exclusively produced in roots and then passes tragh the xylem to leaves and stores in the vacuoles of cells. Putrescin N-methyl transferase (PMT) is the key enzyme of the nicotine biosynthesis pathway. One of the important approachs for reducing nicotine is the disruption of Putrescin N-methyl transferase gene via CRISPR/Cas9 system. The CRISPR/Cas9 system exists in the most bacteria and archaea as an acquired immune system which was used in this search. This system includes components; the Cas9 endonuclease protein from bacteria pyogenes streptococcus and the single guide RNA sequence. To target the Putrescin N-methyl transferase gene, the DNA sequences of pmt gene involving in the sysnthesis of nicotine in tobacco was examined based on the nucleotide bioanformatic in the NCBI database. Following that, the crRNA sequence was designed in the restretin enzyme site with the TEEOR software. At beginning andend of the sequence,the U6 promoter of Arabidopsis and a RNA scaffold attached to Cas9 was embedded respectively. Eventually, aftter the addition of required cutting sites at the two ends it was ordered to synthesize. Following that, the synthesized frogment was restricted from pBluscript Plasmid via XbaI and EcoRI enzyme. Then it was cloned in Pfgc-pcoCas9 plasmid. Subsequently, the plasmid was extracted from bacteria. After covering tungsten porticeles (M17, 1/1 micron in diameter) with pFGC-pcoCas9 containing a sgRNA cassette (pFGC-pmt), the bombardment of the explants of cotyledon and hypocotyl of Okapi variety was carried out with gene gun according BioRads instruction (BioRad., PD 1000/He). After the bombardment, the explants were transported to the regeneration medium containing Basta herbicide as a selective material, the regeneration medium and the selection medium including NAA=0/1 mg/L, BAP=1 mg/L and Basta herbicide=1g/L, respectively. Then the possible transgenic plants were prouduced in the selection medium
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )