کاهش میزان توکوفرول کل از طریق خاموشی ژن HPT در آرابیدوپسیس تالیانا با استفاده از تکنیک RNAi

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه زراعت و اصلاح‌نباتات، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج

2 دانشجوی کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج

3 دانشجوی دکترای مهندسی ژنتیک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج

4 استاد، دانشگاه ارلانگن نورنبرگ آلمان

5 استادیار، دانشگاه ارلانگن نورنبرگ آلمان

چکیده

در شرایط تنش، گونه­های فعال اکسیژن (ROS) که از اکسیژن مولکولی مشتق می­شوند، در برگ­ها تجمع می­یابند و سبب اکسیداسیون ترکیبات مهم سلولی از جمله پروتئین­ها، کلروفیل و لیپیدها می­شوند. به­طور کلی توکوفرول­ها1 تحت عنوان ویتامین E مطرح هستند. ویتامین E از ترکیبات محلول در چربی است و در ترکیب با کاروتنوئیدها، آسکوربات، گلوتاتیون و آنتی­اکسیدان­های دیگر در نگهداری یکپارچگی غشاهای فتوسنتزی در شرایط تنش نقش مهمی دارد. توکوفرول­ها و توکوترینول­ها2 مولکول­های آمفی­پاتیکی3 هستند که به­عنوان آنتی­اکسیدان قادر به حذف گونه­های فعال اکسیژن و رادیکال­های لیپید پیروکسیل در محیط­های چربی‌دوست هستند. هموجنتیسات فتیل ترانسفراز (HPT)4 از آنزیم­های کلیدی مسیر بیوسنتز ویتامین E است. در این تحقیق برای بررسی نقش آنزیم HPT در تولید متابولیت توکوفرول، خاموشی این ژن با استفاده از تکنیک RNAi مورد بررسی قرار گرفت. گیاهان آرابیدوپسیس به‌روش غوطه­وری گل‌آذین تراریخت شدند و گیاهان حاصل با آنتی­بیوتیک کانامایسین مورد ارزیابی اولیه قرار گرفتند و سپس میزان توکوفرول آن‌ها بررسی شد. در محیط حاوی کانامایسین حدود 70 گیاه به‌دست آمد. ارزیابی میزان توکوفرول در لاین­های به‌دست‌آمده نشان داد که میزان توکوفرول در حدود 28 لاین نسبت به شاهد کاهش معنی­دار داشته است و در بقیه تفاوت معنی­داری ملاحظه نشد که در این بین لاین­های 43، 68، 67، 70 و 58 به‌ترتیب بیشترین کاهش را نشان دادند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Reduced Tocopherol Content in Arabidopsis thaliana by HPT:RNAi

نویسندگان [English]

  • ali reza abbasi 1
  • Nahid Raanaian 2
  • Fariba Aboei 3
  • U. SONNEWALD 4
  • L. M. VOLL 5
1 Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, University of Tehran, Karaj, Iran.
2 M.Sc. student of Agricultural Biotechnology, Department of Agronomy and Plant Breeding, University of Tehran, Karaj, Iran.
3 Ph. D. of Genetic Engineering, Department of Agronomy and Plant Breeding, University of Tehran, Karaj, Iran.
4 Friedrich-Alexander-Universita¨tErlangen-Nu¨rnberg, Lehrstuhl fu¨r Biochemie, 91058, Erlangen, Germany
5 Friedrich-Alexander-Universita¨tErlangen-Nu¨rnberg, Lehrstuhl fu¨r Biochemie, 91058, Erlangen, Germany
چکیده [English]

Under stress conditions Reactive Oxygens Species (ROS) are produced and accumulate in plant leaves as a results of the oxidation of important cellular components like proteins, chlorophylls and lipids. Vitamin E is  the  collective  term  for tocochromonals. This lipid-soluble substance acompanied by carotenoids, glutathion and other antioxidants and has an important role in keeping the integrity of photosynthetic membranes. Tocopherols and tocoterienols are amphipathic molecules and are able to detoxify ROS and lipid peroxyl radicals in lipophilic environments. Hemogentisate phytyl transferase (HPT) is the key enzyme in the vitamin E biosynthesis pathway. To silence HPT and invesitgate its role in tocopherol production RNAi thechnique was used and the results obtained revealed that tocopherol content was decreased in derived lines.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arabidopsis thaliana
  • Homogentisate phytyltransferase
  • Tocopherols
  • Vitamin E
  • RNA interfernce