بیان فراوان ژن D- پرولین -۵- کربوکسیلات سنتاز (p۵cs)، با افزایش مقاومت به تنش های اسموتیک در گیاه تراریخت توتون (Nicotiana tabacum cv. Xanthi)

پرولین به عنوان یک اسمولایت مهم، در تعدیل فشار اسمزی سلول تحت تنش کم آبی نقش اساسی دارد. در سلول های گیاهی،‌ آنزیم دلتا-۱- پرولین -۵- کربوکسیلات سنتتاز(P۵CS) وجود دارد که تحت شرایط خشکی، فعالیت این آنزیم تشدید شده و مقدار پرولین را درداخل سلول به حدی بالا می برد که از خسارت زیاد کم آبی به گیاه جلوگیری می کند. در این پژوهش، ژن کد کننده آنزیم P۵CS که تحت کنترل پروموتور ۳۵S ویروس موزاییک گل کم قرار داشت در ناقل دوگانه pBI۱۲۱ حاوی ژن های gusو nptII کلون شد و سپس این ناقل به باکتری Agrobacterium tumefaciens سویه C۵۸(pGV۳۱۰۱) انتقال یافت. باکتری اخیر برای تولید گیاهان توتون تراریخته حاوی ژن p۵cs به کار گرفته شد. با تکثیر قطعه ۷۶۵ جفت بازی توالی داخل ژن p۵cs از گیاهان تراریخته و نیز تشکیل رنگ آبی در بافت این گیاهان، انتقال موفقیت آمیز کلون حاوی ژن p۵cs به داخل گیاهان توتون به روش انتقال با آگروباکتریوم تایید شد.
میزان پرولین تولید شده در این گیاهان تحت آبیاری معمولی و نیز تنش ۵ روزه کم آبی اندازه گیری شد و نتایج آزمایش نشان داد که در مقایسه با گیاهان شاهد، توتون های تراریخته مقدار زیادی پروتئین در حد ۹۶.۹۱ تا ۱۳۳۰.۸۹۱ میلی گرم پرولین در هر گرم برگ در شرایط آبیاری طبیعی تولید کرده اند. این غلظت پرولین در شرایط تنش ۵ روزه کم آبی بیشتر بوده و در حدود ۲۰۴.۴۵۴ تا ۲۰۳۹.۷۷ تخمین زده شد. تفاوت تولید سطح پرولین در گیاهان شاهد و نیز گیاهان تراریخته، تحت آبیاری معمولی و کم آبی، نشان داد که بیان ژن p۵cs در گیاهان تراریخت باعث افزایش تحمل به تنش خشکی در این گیاهان می شود که این یافته ها شاید بتواند برای یافتن راه حلی برای مقابله با تنش کم آبی در محصولات مهم کشاورزی مفید باشد.

احد یامچی
فردوس رستگاری جزی
سیروس قبادی
امیر موسوی
علی اصغر کارخانه ای

منبع : پایگاه اطلاعات علمی