مروری بر نقش عوامل موثر بر تنظیم بیان ژن های مسیر بیوسنتزی ساکارز در نیشکر

نیشکر یکی از مهم ترین محصولات کشاورزی است و بهبود فرآیند تولید ساکارز در آن از اهمیت بالایی برخوردار است با توجه به تقاضای جهانی برای شکر و مشتقات آن، تحقیقات گسترده ای در مورد افزایش عملکرد نیشکر صورت گرفته است. ساکارز، محصول نهایی فتوسنتز در نیشکر، از طریق یک سری واکنش های آنزیمی که شامل ژن های مسیر بیوسنتزی خاص SPS (ساکارز فسفات سنتاز)، SuSy (ساکارز سنتاز) و INV (اینورتاز) می باشد، سنتز می شود. این ژن ها که تبدیل گلوکز و فروکتوز به ساکارز را تنظیم می کنند، مستقیما برعملکرد و کیفیت قند تاثیر می گذارند. مشخص شده است که علاوه بر آنزیم های موثر در متابولیسم سازکارز، فیتوهورمون ها، تری هالوزها، فاکتورها رونویسی TF، پروتئین کینازها، ناقلین قند و عوامل پس از رونویسی تنظیم ترجمه نظیر SIRT نیز در بیوسنتز و تنظیم محتوای ساکارز نقش اساسی دارند. بررسی های اخیر نشان داده است که SIRT فعالیت فاکتور رونویسی Scbzip۴۴ را که فعال سازی بیان ژن های موثر در بیوسنتز ساکارز دخیل است را در پاسخ به میزان قند داخل سلولی (از طریق مکانیسم بازخورد منفی) کنترل می کند. انتقال دهنده های ساکارز نظیر SUT۴ _SUT۱ _TST _SWEET۱a/۴a/۴b/۱۳c و SUT۵ برای انتقال ساکارز ازمنبع به مخزن بسیار مهم هستند. علاوه بر این، مشخص شد که SWEET۱۳c سهم عمده ای در جریان انتقال ساکارز در ساقه ها دارد. در مجموع، این یافته ها نشان داد که بیش بیان ژن های SPS و ژن های ناقل ساکارز، خاموش کردن ژن Scbzip۴۴ از طریق حذف ناحیه رهبر SC-Uorf و کاهش بیان ژن های اینورتاز، ممکن است منجر به حداکثر تجمع ساکارز در نیشکر شود. شناخت سازوکارهای تنظیم کننده میزان ساکارز نیشکر و عوامل تاثیرگذار بر بهبود محتوای قند، می تواند درک جامع تری در جهت توسعه ارقام با تجمع ساکارز بالاتر دراختیار به نژادگران قرار دهد و سبب افزایش عملکرد این محصول اقتصادی شود.

کلیدواژه ها:

ساکارز سنتاز ، اینورتاز ، ساکارز فسفات سنتاز ، نشکر