کنگره بین المللی زیست فناوری گیاهان دارویی و قارچ های کوهی

صفحه اصلی / چهارمین کنگره بین المللی و پنجمین همایش ملی زیست فناوری گیاهان دارویی و قارچ های کوهی

بررسی مولکولی ژنهای منتخب‌ دخیل در مسیر بیوسنتز فلاونوئیدها در دو اکوتیپ زیرۀ سبز

نویسندگان :

فرشته لطفی¹ محمد مهدی مرتضویان² علی ایزدی دربندی³ حسین رامشینی⁴

1- دانشکدگان ابوریحان دانشگاه تهران 2- دانشکدگان ابوریحان دانشگاه تهران 3- دانشکدگان ابوریحان دانشگاه تهران 4- دانشکدگان ابوریحان دانشگاه تهران

کلمات کلیدی :

اعتبارسنجی ژن،زیرۀ سبز،فلاونوئیدها،متابولیت‌های ثانویه

چکیده :

" بررسی مولکولی ژن های منتخب‌ دخیل در مسیر بیوسنتز فلاونوئیدها در دو اکوتیپ زیرۀ سبز " مادۀ موثره یا متابولیت‌های ثانویه در گیاهان دارویی به طور منظم در پاسخ به تنش‌های زنده و غیر زنده ساخته شده و توانایی گیاهان را برای سازگاری در طول رشد ونمو تعیین می‌کنند. جهت افزایش کمی و کیفی مادۀ موثرۀ گیاه داروئی زیرۀ سبز، با نام علمی Cuminum cyminum L از خانواده چتریان، نیازمند شناسایی ژرم پلاسم و ژن‌های مفید در توده‌های اهلی و وحشی این گیاه هستیم. در تحقیق حاضر، پنج ژن منتخب در مسیربیوسنتز فلاونوئیدها در زیرۀ سبز، حاصل از تحقیقات قبلی مبتنی بر روش NGS که بیشترین تغییر بیانی را داشتند، در سطح ژنوم مورد شناسایی و اعتبار سنجی قرار گرفتند. DNA از برگ‌های جوان اکوتیپ‌های منتخب کشت شده سه هفته‌ای، استخراج و با ژل آگارز کیفیت سنجی شد. با توجه به طراحی آغازگر بر اساس این پنج توالی و انجام آزمایش PCR و مشاهدۀ تک باند در تمام موارد، مشخص شد، هیچ تفاوتی در طول قطعه تکثیر شده میان اکوتیپ‌های منتخب وجود ندارد؛ بنابراین چندشکلی طولی قطعات حاصل از تکثیر به دلیل وجود نواحی دارای حذف و اضافه بین ژنوتیپ‌‌های مختلف، رد شد. از آنجایی‌ که دو اکوتیپ مورد مطالعه صدوق و رفسنجان از نظر عملکرد دانه، اسانس و محتوای عصاره، در دو گروه متفاوت قرار گرفته ‌بودند، جهت بررسی بیشتر در سطح توالی نوکلئوتیدی، از طریق توالی‌یابی، دو محصول PCR از ژن‌های مختلف (1196 و 32640) انتخاب و در این دو اکوتیپ مورد مطالعه قرار گرفت. بیان محصول این دو ژن در این دو اکوتیپ، متفاوت و در دو مسیر متفاوت گزارش شده است. به طوری که ژن 1196 یک گلیکوزیل ترانسفراز در مسیر بیوسنتز ترکیبات فنلی و ژن 32640 یک فاکتور رونویسی در مسیر بیوسنتز آنتوسیانین می باشد. نتیجه توالی یابی، تفاوتی در سطح ژنومی (نوکلئوتیدی) بین دو اکوتیپ از نظر این دو توالی را نشان نداد و لذا احتمالا تنظیم مسیربیوسنتزی در سطح رونویسی یا پس از آن صورت می‌گیرد. واژگان کلیدی: اعتبارسنجی ژن، زیرۀ سبز، فلاونوئیدها، متابولیت‌های ثانویه. "Molecular study of selected genes involved in flavonoid biosynthesis pathway in two cumin ecotypes" Active substances or secondary metabolites in medicinal plants are regularly produced in response to biotic and abiotic stresses and determine the ability of plants to adapt during growth and development. In order to increase the quantity and quality of the effective substance of the green cumin medicinal plant, with the scientific name Cuminum cyminum L from the Apiace family, we need to identify the germplasm and useful genes in domestic and wild populations of this plant. In the current research, five selected genes in the biosynthesis pathway of flavonoids in cumin, as a result of previous research based on NGS method, which had the most expression changes, were identified and validated at the genome level. DNA was extracted from the young leaves of selected ecotypes cultivated for three weeks and quality was measured with agarose gel. According to the design of the primer based on these five sequences and conducting the PCR test and observing the single band in all cases, it was found that there is no difference in the length of the amplified fragment among the selected ecotypes; Therefore, the length polymorphism of the fragments resulting from the multiplication was rejected due to the presence of deletion and addition regions between different genotypes. Since the two studied ecotypes of Sadouq and Rafsanjan were placed in two different groups in terms of seed yield, essential oil and extract content, for further investigation at the nucleotide sequence level, through sequencing, two PCR products from different genes (1196 and 32640 ) was selected and studied in these two ecotypes. The expression of the product of these two genes in these two ecotypes has been reported differently and in two different ways. So that gene 1196 is a glycosyltransferase in the path of biosynthesis of phenolic compounds and gene 32640 is a transcription factor in path of anthocyanin biosynthesis. The result of sequencing did not show a difference at the genomic (nucleotide) level between the two ecotypes in terms of these two sequences, and therefore the regulation of the biosynthetic pathway probably takes place at the level of transcription or after. Key words: gene validation, cumin, flavonoids, secondary metabolites.