بیان بیش از حد پروتئین‌های حشره‌کش با استفاده از ناقل مبتنی بر ویروس موزائیک نیشکر در گیاه ذرت و ارزیابی اثرات آن‌ها بر کرم برگخوار پائیزه

نویسندگان

1 گروه بیوتکنولوژی و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران.

2 گروه بیوتکنولوژی و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

3 موسسه تحقیقات گیاهی بویس-تامپسون، ایتاکا، نیویورک، ایالات متحده آمریکا

4 گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

5 گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

doi
10.22103/jab.2024.22853.1547
چکیده

هدف: ذرت (Zea mays L.) یکی از مهمترین گیاهان زراعی در سراسر دنیا است که توسط آفات گیاهخوار متعددی از جمله کرم برگخوار پائیزه تهدید می‌شود. روشهای کنترل این آفات عمدتاً مبتنی بر آفت‌کشهای شیمیایی، اصلاح انتخابی و تولید گیاهان تراریخته است که علاوه بر هزینه و زمان‌بر بودن، در برخی موارد، عواقب زیست‌محیطی و بهداشتی جبران ناپذیری ایجاد می‌نمایند. بیان موقت پروتئین‌های آفت‌کش با استفاده از ویروسهای گیاهی می‌تواند تحمل گیاه را در زمان لازم، به صورت هدفمند نسبت به آفات بهبود دهد. پژوهش حاضر با هدف افزایش مقاومت گیاه ذرت به آفت کرم برگخوار پائیزه از طریق بیان موقت سه پروتئین حشره‌کش شامل PTA (Pinellia ternata aglutinn) ، OAIP-1 (توکسین به دست آمده از زهرابه عنکبوت Nephila clavata) و NcIa (توکسین به دست آمده از زهرابه عنکبوت Selenotypus plumipes) به واسطه ناقل مهندسی‌شده ویروس موزئیک نیشکر در گیاه ذرت تشریح می‌نماید.روش: توالی کدکننده این پروتئین‌ها، در ناحیه بین توالی P1 و HC-Pro در ناقل pSCMV درج و با استفاده از اگرواینجکشن به گیاهان ذرت منتقل شد. گیاهان ذرتی که به صورت موفقیت‌آمیز پروتئین‌های مذکور را بیان نمودند، پس از تائید با استفاده از RT-PCR و qRTPCR، در آزمون‌های زیست‌سنجی مورد تغذیه لاروهای آفت کرم برگخوار پائیزه قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج حاصل از آزمون‌های زیست‌سنجی نشان داد که لاروهای گیاهان ذرتی که این ژن‌های خارجی را بیان ‌می‌نمودند در مقایسه با لاروهای تغذیه شده از گیاهان شاهد، به طور معناداری کاهش وزن نشان دادند. به طوری که پس از 7 و 14 روز تغذیه روی گیاهان حاوی پروتئین‌های نوترکیب، بیشترین کاهش وزن مربوط به لاروهای تغذیه شده روی گیاهان حاوی توکسین عنکبوتی NcIa بود. نتیجه‌گیری: استفاده از این پروتئین‌های حشره‌کش به ویژه NcIa می‌تواند برای بیان پایدار در ذرت علیه آفات گیاهخوار مدنظر قرار گرفته و استفاده از این سیستم برای غربالگری عملکرد پروتئین‌های حشره‌کش در گیاه ذرت می‌تواند باعث صرفه‌جویی قابل توجه در زمان و هزینه شود.