جداسازی، همسانه سازی و توالی یابی ژن aiiA از باکتری Paenibacillus polymyxa

هدف: ژن aiiA کدکننده متالوآنزیمی به نام لاکتوناز است که با هیدرولیز اسیل هموسرین لاکتون، منجر به مهار سیستم کروم سنسینگ در باکتری های گرم منفی می شود؛ سیستمی که نقش کلیدی در بیماری زایی این باکتری ها ایفا می کند. انواع مختلفی از این آنزیم در باکتری های گوناگون شناسایی شده است. نوعی از این آنزیم دارای موتیف محافظت شده ای است که در اتصال یون های فلزی و فعالیت آنزیمی نقش دارد. نمونه ای از این آنزیم در جنس Bacillus مشاهده شده است که ژن مربوط به آن با ۷۵۰ جفت باز، پروتئینی با ۲۵۰ اسیدآمینه را کد می کند. باکتری Paenibacillus که پیش تر در جنس Bacillus طبقه بندی می شد، به عنوان یک باکتری محرک رشد با فعالیت آنتاگونیستی موثر علیه بیمارگرهای گیاهی، از پتانسیل بالای بیوتکنولوژیکی برخوردار است.مواد و روش ها: در این پژوهش، جهت بررسی حضور ژن aiiA در یک جدایه باکتری با ویژگی های مرتبط با جنس Paenibacillus، آغازگرهای اختصاصی این ژن طراحی شدند و پس از تکثیر، محصول PCR با استفاده از آنزیم های برشی SmaI و BamHI در پلاسمید pBluescript II KS (+) همسانه سازی شد. پس از تایید صحت پلاسمید نوترکیب و وجود ژن، با استفاده از PCR و آنزیم برشی، نمونه جهت توالی یابی ارسال گردید.نتایج: بر اساس نتایج توالی یابی، طول ژن aiiA در این جدایه معادل ۷۵۶ جفت باز بود. نتایج Blast نشان داد که این توالی شباهتی بیش از ۹۹ درصد با توالی های شماره ی دسترسی NZ_CP۰۰۹۹۰۹.۱ و NZ_CP۰۲۵۹۵۷.۱ در پایگاه داده NCBI دارد که نشان دهنده نزدیکی این جدایه به گونه P. polymyxa می باشد. نتایج محاسبه ضریب فاصله و ترسیم درخت فیلوژنتیکی براساس توالی این ژن نیز این قرابت را تایید کرد. علاوه بر این شناسایی دامنه متعلق به خانواده β-Lactamase در موتیف پیشنهادی ژن مذکور، نشان دهنده نقش این ژن به عنوان یک آنزیم لاکتوناز و توانایی آن در مهار سیگنال دهی سیستم کروم سنسینگ می باشد. تحلیل ساختار پیشنهادی پروتئین کدشده توسط این ژن نیز نتایج مذکور را تایید می کند.نتیجه گیری: نتایج این پژوهش، ضمن انتقال و همسانه سازی موفق ژن aiiA به منظور استفاده در تولید گیاهان مقاوم به باکتری های بیماری زا، امکان شناسایی مولکولی دقیق جدایه مورد بررسی را نیز فراهم کرد. شناسایی این جدایه به عنوان باکتری نزدیک به گونه P. polymyxa، بیانگر پتانسیل بالای آن در کنترل زیستی بیماری های گیاهی است. بر این اساس، این جدایه می تواند به عنوان یک عامل زیستی موثر در راهکارهای پایدار مدیریت بیماری های باکتریایی گیاهان مورد بهره برداری قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

آنتاگونیست ، بیوکنترل ، سیستم رفع حد نصاب ، لاکتوناز ، مقاومت به آنتی بیوتیک