مهندسی ژنتیک ژنوم هسته‌ای گیاه برای اختصاصی کردن بیان ژن در کلروپلاست با طراحی و تراریزش سیگما فاکتور هیبرید

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

ABRII

چکیده

سیستمی با قرار دادن پیشبر شوک حرارتی E. coli (groE) در ناقل‌ پلاستیدی و ساخت سیگما فاکتور هیبرید گیاه- باکتری تحت یک پیشبر مختص بافت طراحی گردید تا بتوان بر مشکل کاهش رشد و یا باروری گیاه در انتقال ژن به پلاستید که اغلب به دلیل اثرات تولید دائمی محصول تراژن ایجاد می‌گردد غلبه نمود. به‌طوری‌که با ترکیب موتیف‌های قسمت پایانة N شبه سیگما فاکتور توتون که دارای توالی نشانه برای ورود به کلروپلاست و موتیف برهمکنش با پلیمراز کلروپلاستی می‌باشد با موتیف‌های قسمت C-ترمینال فاکتور سیگما 32ی E. coli که قدرت تشخیص و اتصال به پروموتر groE را دارد، یک فاکتور سیگمای هیبرید گیاه E. coli طراحی گردید. این ژن هیبرید موسوم به HSig طی مراحلی با افزودن نواحی تنظیمی در وکتور اگروباکتریومی کلون‌سازی شد. از وکتور نوترکیب حاصل برای انتقال ژن به رقم ایرانی توتون استفاده گردید و ردیابی گیاهان تراریخته حاصل توسط آنالیز PCR، سادرن بلات و رونویسی معکوس اثبات گردید. گیاهان تراریخته HSig حاصل با استفاده از ناقل pFNGi به روش تفنگ ژنی مورد تراریختی مجدد پلاستید قرار گرفتند و بیان پروتئین فلورسنت سبز (GFP) تحت پیشبر groE در کلروپلاست، بیان HSig در بافت سبز گیاه تراریخته و هدف‌گیری آن به پلاستید با استفاده از پپتید نشانه را اثبات نمود. سیستمی که برای بیان GFP در ژنوم کلروپلاستی طراحی و ساخته شد این قابلیت را خواهد داشت که با جایگزینی هر ژن دلخواه دیگری به جای GFP استفاده و برای اختصاصی کردن بیان ژن در کلروپلاست در کشاورزی ملکولی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Genetic Engineering of Plant Nuclear Genome for Specific gene Expression in Chloroplast Using Design and Transformation of Hybrid Sigma Factor

نویسندگان [English]

  • Motahareh Mohsen Por
  • Masoud Tohid Far
چکیده [English]

A system was designed using E. coli heat shock promoter (groE) in plastid vector and a hybrid plant/bacteria sigma factor was constructed under control of a tissue specific promoter. This system was designed for overcome to deleterious effects on plant growth and fertility that may be caused by transgene overexpression. So that hybrid sigma factors contained N- terminal motives of tobacco sigma factors including chloroplast signal peptide and RNA polymerase interaction domains, composed by C-terminal motif of E. coli sigma32 that able to recognition and binding to groE promoter. Then this gene, HSig, was cloned in Agrobacterium vector after adding regulatory elements. The result vector was used for transformation of an Iranian variety of tobacco. Detection of transgenic plants was performed by PCR, southern blot and RT-PCR analysis. The Hsig gene expression and its targeting to plastid was confirmed after transformation of tobacco chloroplast using gene gun technique for targeting of green florescent protein (GFP) under control of groE promoter using pFNGi vector into transgenic HSig explants. We hope that the system that was designed and constructed in this study for GFP expression in chloroplast genome, be able to apply in molecular farming for expression of any other desired genes instead of GFP for specific gene expression in chloroplast.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hybrid sigma factor
  • Plastome genetic engineering
  • Spesific gene expression
  • Tobacco
  • Transformation