انتقال ژن EXPA1 به گیاه آرابیدوپسیس تالیانا از طریق غوطه وری گل آذین

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دانشگاه تهران

2 عضو هیات علمی دانشگاه تهران

3 دانشیار پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست و فناوری

چکیده

خشکی مهمترین تنش محیطی است که تاکنون به محصولات کشاورزی خسارت وارد کرده است. تاکنون تلاش‌های زیادی در جهت بهبود محصول در شرایط کمبود آب صورت گرفته است.اکسپنسین ها یک ابرخانواده پروتئینی هستند که در گیاهان آوندی از چهار خانواده تشکیل شده‌اند. اکسپنسین ها دسته‌ای از پروتئین‌های دیواره سلولی هستند که زمینه نرم شدن وابسته به اسیدیته دیواره سلولی از طریق شکستن پیوندهای هیدروژنی بین سلولز و شبکه گلیکان ها را فراهم می کنند. در این تحقیق برای بدست آوردن گیاهان تراریختی که دارای ریشه توسعه یافته تری باشند ابتدااز گیاهآرابیدوپسیس RNA استخراج گردید و پس از ساخت cDNA رشته اول و سپس تکثیر آن از طریق اغازگرهای اختصاصی برای ژن EXPA1در مرحله همسانه سازی، سازه ژنی pBIEXPA1 ساخته شد. از این سازه که حاوی ژن nptII و ژن AtEXPA1 تحت کنترل راه انداز CaMV35s بود در مرحله انتقال ژن جهت تراریختی آرابیدوپسیس استفاده گردید. عمل تراریختی با استفاده از آگروباکتریوم و تکنیک غوطه وری گل آذین صورت گرفت که این تکنیک به مراحل وقت گیر کشت بافت نیاز ندارد و گیاهان بدست آمده از آن نسل T1می‌باشند. در نتیجه وارد شدن سازه ژنی به برخی از بذر‌ها، گیاهچه‌های حاصل از آنها بر روی محیط حاوی 50 میلی گرم در لیتر کانامایسین سبز باقی ماندند. تراریختی گیاهان بدست آمده با استفاده از واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز در سطح DNA تائید گردید. طبق انتظار دو باند 753 و 1080 جفت بازی در گیاهان تراریخت مشاهده گردید

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Floral dip Transformation of EXPA1 to Arabidopsis thaliana

نویسندگان [English]

  • M Ghaderi 1
  • A.R Abbasi 2
  • A.H Salmanian 3
چکیده [English]

Drought is by far the most important environmental stress in agriculture and many efforts have been made to improve crop productivity under water-limiting conditions.Minimizing the ‘yield gap’ and increasing yield stability under different stress conditions are of strategic importance in guaranteeing food for the future. Expansin is a protein super family with 4 families in vascular plants. Expansions are cell wall proteins which mediate acidic cell wall loosening through breaking hydrogen bonds between cellulose and glycan matrix. In this study pBIEXPA1 construct was constructed. Arabidopsis plants were transformed by pBIEXPA1 which contained nptII gene and AtEXPA1 gene which was under the control of CaMV35s promoter. Transformation was done by floral dip which did not need any tissue culture and transformed plants were T1. Transformed seedlings were able to remain green on MS medium containing 50 mg/L kanamycin. Transgenic plants were confirmed by PCR. As expected two 753 and 1080bp band were seen in transgenic plants.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arabidopsis
  • Cell wall
  • Drought
  • Expansin Protein
  • Floral dip and AtEXPA1
 
 

Cattivelli L, Rizza F, Badeck W, Mazzucotelli E, Mastrangelo A, Francia E, Marè C, Tondelli A, Stanca A (2008) Drought tolerance improvement in crop plants: An integrated view from breeding to genomics, Field Crops Research. 105(1-2): 1-14.

Cho HT, Cosgrove DJ (2000) Altered expression of expansin modulates leaf growth and pedicel abscission in Arabidopsis thaliana. Proceedings of the National Academy of Sciences. USA 97: 9783–9788.

Cosgrove DJ (1989) Characterization of long-term extension of isolated cell walls from growing cucumber hypocotyls. Planta. 177: 121–130

Ghaderi M (2010) Overexpression of At. EXPA1 into Brassica napus.

Lee DK, Ahn JH, Song SK, Choi YD, Lee JS (2003) Expression of an expansin gene is correlated with root elongation in soybean. Plant Physiology. 131: 985–997.

McQueen-Mason S, Durachko DM, Cosgrove DJ (1992) Two endogenous proteins that induce cell wall expansion in plants. Plant Cell. 4: 1425–1433.

Pien S, Wyrzykowska J, McQueen‐Mason S, Smart C, Fleming AJ (2001) Local expression of expansin induces the entire process of leaf development and modifies leaf shape. Proceedings of the National Academy of Sciences. USA 98: 11812–11817.

Primrose SB, Twyman RM (2001) Principle of gene manipulation and genomics. Blackwell publishing.

Rayle DL, Cleland RE (1970) Enhancement of wall loosening and elongation by acid solutions. Plant Physiol. 46: 250–253.

Sambrook J, Russell D (2004) Molecular cloning: a laboratory manual.

Sampedro J, Cosgrove DJ (2005) The expansin superfamily. Genome Biology, 6, 242.

Wu J, Meeley RB, Cosgrove DJ (2001) Analysis and expression of the_‐expansin and _‐expansin gene families in maize. Plant Physiology. 126: 222–232.

Zenoni S, Reale L, Tornielli GB, Lanfaloni L, Porceddu A, Ferrarini A, Moretti C, Zamboni A, Speghini A, Ferranti F, Pezzotti M (2004) Downregulation of the Petunia hybrida _‐expansin gene PhEXP1 reduces the amount of crystalline cellulose in cell walls and leads to phenotypic changes in petal limbs. Plant Cell. 16: 295–308.