افزایش بیان ژن های درگیر در مسیر بیوسنتز تانشینون ها در گیاهان تتراپلوئید مریم گلی (Salvia officinalis L.)

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: پلی­پلوئیدی یکی از عوامل اصلی سازگاری در گیاهان است که می­تواند تولید متابولیت های ثانویه را در گیاهان افزایش دهد. مریم­گلی (Salvia officinalis L.) گیاهی چند ساله از خانواده Lamiaceae با سابقه طولانی استفاده در صنایع دارویی است و تانشینون­ها از ترکیبات فعال حیاتی هستند که در این گیاه تولید می ­شوند. این مطالعه با هدف تجزیه و تحلیل بیان ژن­های درگیر در مسیر بیوسنتز تانشینون­ها در گیاهان دیپلوئید و تتراپلوئید مریم­گلی و مقایسه بین آنها انجام شد. مواد و روش­ ها: پلی­پلوئیدی در مریم­گلی از طریق تیمار بذور آن با کلشیسین ۰/۵ درصد به مدت ۲۴ ساعت القاء شد و گیاهان تترا­پلوئید با استفاده از فلوسیتومتری، مشاهدات کروموزومی، خصوصیات مورفولوژیکی و تعداد روزنه انتخاب و تایید شدند. استخراج RNA از برگ­ نمونه­های گیاهی دیپلوئید و تتراپلوئید مریمگلی، سنتز cDNA و سپس بررسی بیان ژن های درگیر در مسیر بیوسنتز تانشینون­ها شاملKSL ،IPPI ، CMK  و DXR با استفاده از روش واکنش زنجیره­ای پلیمراز در زمان واقعی (Real time PCR) انجام شد. به منظور بررسی بیان ژن های مورد نظر با روش RT-PCR در نمونه های برگی مریم­گلی، از ژن ۱۸srRNA به عنوان ژن مرجع برای نرمال­سازی داده ها استفاده شد. برنامه حرارتی برای تکثیر ژن های مورد نظر توسط روش Real time PCR، شامل فعال سازی اولیه آنزیم، مرحله واسرشت سازی و اتصال آغازگرها بود. صحت تکثیر محصول مربوط به هر یک از ژ ن ها توسط منحنی ذوبی مربوط به هر ژن تایید و درستی تکثیر توسط الکتروفورز ژل مورد بررسی قرار گرفت. یافته­ ها: بررسی کیفیت RNAهای استخراج­شده با ژل آگارز یک درصد نشان­دهنده کیفیت نسبتا خوب RNAهای استخراج­شده بود.  منحنی­های ذوب به دست آمده از واکنش PCR در زمان واقعی با استفاده از آغازگرهای مستقیم و معکوس برای ژنهای هدف نشان داد که آغازگرها در دمای مشخص شده به درستی به جایگاههای هدف متصل شده و باعث تکثیر اختصاصی آنها میشوند. نتایج واکنش زنجیره­ای پلیمراز در زمان واقعی نشان داد که بیان ژن­های درگیر در مسیر بیوسنتز تانشینون­ها شاملKSL ،IPPI ،CMK  و DXR در گیاهان تتراپلوئید به طور قابل توجه و معنیداری در مقایسه با گیاهان دیپلوئید افزایش می­یابد. نتیجه­ گیری: در گیاهان تتراپلوئید بیان ژن­های درگیر در بیوسنتز تانشینون ها افزایش یافت و این می تواند تولید این متابولیت­های ثانویه را  افزایش دهد. تجزیه و تحلیل بیان ژن در سری های مختلف پلی­پلوئیدی می­تواند شناخت ما را از سازوکار مولکولی بیوسنتز متابولیت­های ثانویه و بهبود تولید آن­ها از طریق القای پلیپلوئیدی افزایش دهد.

کلیدواژه ها:

Colchicine ، Polyploidy induction ، RT-PCR ، Sage ، Secondary metabolites ، القای پلی پلوئیدی ، کلشی سین ، متابولیت های ثانویه ، مریم گلی ، RT-PCR