مقایسه الگوی بیان ژن‌های مرتبط با سنتز آرتمیزینین و پروفایل فیتوشیمیایی در گونه‌های Artemisia fragrans و Artemisia annua

نویسندگان

1 استادیار، گروه بیوتکنولوژی و بهنژادی گیاهی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران.

2 دانشیار، گروه بیوتکنولوژی و بهنژادی گیاهی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

3 استادیار، گروه بیوتکنولوژی و بهنژادی گیاهی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

4 دانشجوی دکترا، گروه بیوتکنولوژی و بهنژادی گیاهی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

5 استادیار، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

doi
10.22103/jab.2023.22086.1508
چکیده

هدف: تاکنون 500 گونه از جنس آرتمیزیا در سراسر جهان یافت شده است که 34 گونه بومی ایران می‌باشد. گونه‌های مشخص شده است که آرتمیزینین یکی از مهم‌ترین ترکیبات دارویی موجود در ارتمیزیا می‌باشد که دارای خواص دارویی فراوانی است. هدف از این پژوهش مقایسه پروفایل فیتوشیمیایی دو گونه Artemisia fragrans و A. annua و الگوی بیان برخی از ژن‌های دخیل در مسیر بیوسنتز آرتمیزینین بود. مواد و روش‌ها: میزان آرتمیزینین سنتز شده در دو گونه A. fragrans و A. annua با استفاده از تکنیک HPLC و پروفایل ترکیبات فیتوشیمیایی آنها با استفاده از روش GC-MS شناسایی شد. الگوی بیان ژن‌های مرتبط با بیوسنتز آرتمیزینین شامل 4FPSF، DBR2، HMGR1، HMGR2، WIRKY، ADS، DXS و SQS در دو گونه مورد مقایسه قرار گرفت. ارتباط بین میزان تولید آرتمیزینین و بیان نسبی هر یک از ژن‌های بررسی شده در دو گونه به صورت جداگانه بررسی شد. نتایج: با توجه به نتایج به دست آمده اختلاف معنی‌داری از نظر میزان آرتمیزینین استخراج شده بین دو گونه مشاهده شد و بیشترین مقدار مربوط به گونه A. fragrans بود. بررسی نتایج به دست آمده از تجزیه GC-MS نشان داد در مجموع 26 و 20 ترکیب فیتوشیمیایی به ترتیب در دو گونه A. fragrans و A. annua شناسایی شد که در بین آن‌ها 8 ترکیب در بین دو گونه مشترک بود. ترکیباتی مانند کامفور، 1-8-سینئول، 4-ترپینئول و پینوکاروون از مهم‌ترین ترکیبات شناسایی شده مشترک در هر دو گونه بودند. بررسی الگوی بیان ژن‌های مرتبط با بیوسنتز آرتمیزینین نشان داد میزان بیان نسبی ژن‌های 4FPSF، ADS و DXS در گونه A. annua نسبت به A. fragrans بیشتر بود، در حالیکه از نظر ژن‌های SQS، HMGR1، HMGR2، DBR2 و WIRKY گونه A. fragrans دارای تعداد رونوشت بالاتری نسبت به A. annua بود. بر اساس نتایج حاصل از تجزیه همبستگی، در هر دو گونه بین مقدار آرتمیزینین و بیان ژن‌های ADS، DBR2، DXS و HMGR1 همبستگی مثبت و معنی‌داری مشاهده شد. با این‌حال، در گونه A. annua ژن SQS بیان نشد و رابطه‌ای بین این ژن و مقدار آرتمیزینین وجود نداشت. نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر وجود اختلاف معنی‌داری بین دو گونه آرتمیزیا از نظر مقدار تولید آرتمیزینین و سایر ترکیبات فیتوشیمیایی بود. علاوه براین، با توجه به یافته‌های به دست آمده مشخص شد گونه A. fragrans می‌تواند به عنوان یک گونه مطلوب برای استخراج آرتمیزینین و سایر متابولیت‌های ثانویه مورد استفاده قرار گیرد. از این‌رو انجام سایر مطالعات تکمیلی بر روی این گونه قابل توصیه می-باشد.