بیوسنتز نانوذرات ابرپارامغناطیس اکسید آهن و بهینه‌سازی انتقال ژن موقت به گیاه خرفه (Portulaca oleracea L.) و گلرنگ (Carthamus tinctorius L.)

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.

2 دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

3 دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.

4 دانش‌آموخته دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران.

doi
10.22103/jab.2025.23782.1584
چکیده

هدف: علیرغم چندین دهه پیشرفت در بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک، تغییر ژنتیکی اکثر گونه‌های گیاهی به دلیل وجود دیواره سلولی دشوار است. انتقال ژن به واسطه متداول­ترین روش‌های انتقال ژن نیز با محدودیت‌های مختلفی رو به رو هستند. اخیرا با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد نانوذرات، کاربرد فناوری نانو در زیست فناوری به عنوان نانوحامل ملکول‌های زیستی از جمله DNA، RNA و پروتئین، به دلیل توانایی آن‌ها در ورود به سلول‌های زنده بسیار مورد توجه قرار گرفته است. مواد و روش‌ها: در این پژوهش نانوذرات ابرپارامغناطیسی اکسید آهن (SPIONs) به روش سبز سنتز شد. به این منظور از عصاره ریزوم گیاه زردچوبه (Curcuma longa L.) استفاده شد. پس از عامل‌دار کردن نانوذرات با پلیمر کاتیونی پلی اتیلن ایمین (PEI)، پلاسمید pCAMBIA1304 حامل ژن GFP و GUS روی سطح نانوحامل بارگیری شد. سپس با دو روش اینفیلتریشن توسط سرنگ و وکیوم اینفیلتریشن به برگ گیاه گلرنگ و خرفه انتقال ژن انجام گرفت. با بررسی حضور سیگنال فلورسنت پروتئین mGFP و انجام آنالیز PCR انتقال ژن و بیان آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: در این تحقیق نانوذرات ابرپارامغناطیس اکسید آهن (SPIONs)  به روش سبز، با استفاده از عصاره ریزوم گیاه زردچوبه به عنوان عامل کاهنده یون‌های آهن سنتز شد. تغییر رنگ محلول و نتایج آنالیزهای انجام شده سنتز نانوذرات SPIONs را تأیید می‌کند. همچنین تغییر پتانسیل زتا از منفی به مثبت، اتصال پلی اتیلن ایمین بر سطح نانوذرات سنتز شده را نشان می‌دهد. حضور سیگنال فلورسنت پروتئین mGFP توانایی نانوحامل pDNA-SPIONs را در انتقال ژن به سلول‌های گیاهی تأیید می‌کند. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد انتقال ژن به واسطه نانوذرات به سلول‌های گیاهی، با حذف باکتری به سهولت و بدون محدودیت گونه گیاهی قابل انجام است. با توجه به مزایای گفته شده انتظار می‌رود در صورت بهینه سازی و بهبود کارایی انتقال، نانوذرات به عنوان یکی از ناقلان پرکاربرد در زمینه انتقال ژن به گیاهان مطرح شوند.