بررسی بیان ژن‌‌های کلیدی در مسیر بیوسنتز کارواکرول درگیاه مرزه سفید (Satureja mutica Fisch & CA mey) تحت تنش خشکی

نویسندگان

1 استادیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

2 آزمایشگاه مرکزی منابع گیاهی. باغ گیاه شناسی پکن. انستیتو گیاه شناسی، آکادمی علوم چینی ، پکن، چین

3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

4 استادیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

doi
10.22103/jab.2022.19327.1396
چکیده

هدف: از دیرباز تاکنون، گیاهان دارویی به عنوان منبعی غنی از اسانس‌ها شناخته شده و به جهت مصارف گوناگون کشت و توسعه یافته‌اند. مرزه سفید (Satureja mutica fisch & CA mey) یکی از گیاهان دارویی از خانواده نعناع است که اسانس آن حاوی مقدار زیادی کارواکرول است. حجم وسیعی از مطالعات نشان داده است که تنش‌های غیرزنده، به ویژه تنش خشکی، می‌تواند به‌طور قابل توجهی تولید اسانس در گیاهان را افزایش دهد. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر تنش خشکی بر بیان ژن‌های مؤثر بر بیوسنتز جزء اصلی اسانس مرزه سفید، کارواکرول، بود.مواد و روش‌ها: برای این منظور، تعداد 20 گیاهچه مرزه سفید در گلدان در مرحله 8-6 برگی در دو شرایط شاهد و تنش خشکی (10 گلدان برای هر شرایط) با رژیم‌های آبیاری به‌ترتیب با 100 درصد و 30 درصد ظرفیت مزرعه مورداستفاده قرار گرفتند. به منظور اطمینان از اعمال تنش بر روی گیاهان و هم‌چنین تعیین زمان مناسب برای نمونه‌برداری، پرولین برگ و میزان آب نسبی گیاهان اندازه‌گیری شد.نتایج: نتایج هر دو آزمون پرولین و محتوای نسبی آب تفاوت آماری معنی‌داری را بین شرایط کنترل و تنش در مرزه سفید در 30 درصد ظرفیت مزرعه نشان داد. پایگاه داده (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)KEGG  برای به دست آوردن اطلاعات در مورد مسیر بیوسنتز کارواکرول استفاده شد. سه ژن کلیدی ژرانیل دی فسفات سنتاز (gpps)، ترپن سنتاز (tps)، و لیمونن هیدروکسیلاز (lh) برای تجزیه و تحلیل بیان ژن انتخاب شدند. به دلیل عدم وجود اطلاعات ژنومی در مرزه سفید، از اطلاعات توالی ژن‌ها در نزدیک ترین جنس در خانواده نعناع برای طراحی پرایمرها استفاده شد. نتیجه تجزیه و تحلیل منحنی ذوب در روش PCR کمی (qPCR) در زمان واقعی، صحت طراحی پرایمر را تایید کرد. نتایج qPCR نشان داد که بیان ژن‌های gpps، tps و lh در گیاهان تحت تنش به ترتیب 20، 18، 50 برابر نسبت به شاهد افزایش یافت. داده‌های خام qPCR با ژن خانه‌دار  اکتین (Actin) نرمال شد.نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که تنش آبی منجر به فرآیند پاسخ گیاه به تنش شده و بیان ژن‌های دخیل در مسیر بیوسنتز ماده فعال کارواکرول را تغییر می‌دهد.