فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی

با همکاری مشترک دانشگاه پیام نور و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایران

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

افزایش بیان ژن چاویکول o-متیل ترانسفراز و فعالیت آنزیمهای کاتالاز و آسکوربات‌پراکسیداز گیاه Ocimum basilicum L. تحت تأثیر کیتوزان

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اصلاح‌نباتات، دانشگاه زابل

2 دانشیار، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی ،دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل

3 استادیار، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه زابل

چکیده

ریحان (Ocimum basilicum L.) گیاه دارویی از خانواده نعناعیان (Lamiaceae) است که در طب سنتی ایران مورد استفاده قرار میگیرد. اسانس ریحان سرشار از ترکیبات فنیل پروپانوئیدی است. متیل چاویکول و متیل اوژنول از مهم‌ترین اجزا سازنده اسانس ریحان به شمار می‌روند. کیتوزان از ترکیبات اصلی دیواره سلولی بسیاری از گونه‌های قارچی است که به عنوان الیسیتور زیستی برای بهبود بخشیدن بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه استفاده می‌شود. در این پژوهش، اثر کیتوزان بر میزان متیل چاویکول و بیان ژن چاویکول o-متیل ترانسفراز (CVOMT) و فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدان کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور گیاهچههای ریحان در مرحله پیش‌گلدهی با غلظت 2 گرم در لیتر کیتوزان تیمار شدند و سپس در زمان‌های 1، 2، 3 و 5 روز بعد از اعمال تیمار کیتوزان برداشت شدند. آنالیز اسانس نشان داد که میزان متیل‌چاویکول تحت تأثیر کیتوزان نسبت به نمونه‌های شاهد افزایش یافت. همچنین بیان ژن چاویکول o-متیل ترانسفراز و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز تحت تأثیر کیتوزان به طور معنیداری افزایش یافت. تغییرات میزان بیان ژن با روند تغییرات متیل چاویکول در مراحل مختلف برداشت مطابقت داشت. بنابراین کیتوزان از طریق افزایش بیان ژن چاویکول o-متیل ترانسفراز باعث افزایش متیل‌چاویکول گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Increasing of Chavicol o-Methyl Transfrase Gene Expression and Catalase and Ascorbate Peroxidase Enzymes ctivity of Ocimum basilicum by Chitosan

نویسندگان [English]

  • Saleh Naderi 1
  • Baratali Fakheri 2
  • Sedigheh Esmailzadeh Bahabadi 3

1 Ph.D student of Plant Breeding, Zabol University, Zabol, Iran.

2 Associate Professor, Department of Plant Breeding and Biotechnology, Zabol University, Zabol, Iran.

3 Assistant Professor, Department of Biology, Zabol University, Zabol, Iran.

چکیده [English]

Basil (Ocimum basilicum L.), a medicinal plant of the Lamiaceae family, is used in traditional Iranian medicine. Essential oils of basil are composed of phenylpropanoids. Chavicol o-methyl and eugenol o-methyl are the most important components in essential oil of basil. Chitosan, main compound of fungal species could be used as biotic elicitor to improve secondary metabolites. In the present study, the effect of chitosan on methylchavicol content, chavicol o-methyl transfrase gene expression and enzymes activity of catalase, ascorbate peroxidase was evaluated. The plants were treated at pre flowering stage with 2 g/L chitosan and harvested after 1, 2, 3, and 5 days. Essential oils analysis showed that methylchavicol increased under chitosan compare to untreated plants. Chavicol o-methyl transfrose gene expression and antioxidant enzymes activity increased significantly after chitosan. Totally, changes in gene expression in different harvest stages are consistent with methylchavicol changes. Thus, chitosan increased methylchavicol by increasing CVOMT gene expression.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : essential oils
  • Gene expression
  • Ocimum basilicum
  • CVOMT
  • antioxidant enzyme activity
مراجع
Achnine L, Blancaflor EB, Rasmussen S, Dixon RA (2004) Colocalization of L-phenylalanineammonia-lyase and cinnamate 4-hydroxylase formetabolic channeling in phenylpropanoid biosynthesis. Plant Cell. 16: 3098-3109.
Adams RP (2001) Identification of essential oils components by gas chromatography/ quadrupole mass spectroscopy. Illinois: Allured. Publishing Corporation. USA. pp 119-146.
Alscher RG, Erturk N, Heath LS (2002) Role of superoxide dismutase (SOD) in controlling oxidative stress in plants. J. Exp. Bot. 53: 1331-1341.
Beers GR IW, Sizer (1952) Aspectrophotometric method for measuring the breakdown to hydrogen peroxide by catalase. Biol. Chem. 195: 133-140.
Biavati B, Piccaglia R, Marotti M (2005) Antimicrobial activity of plant essential oils. Food Chem. 92: 128-137.
Bjorn H, Muller R (2003) Possibility of bacterial recruitment of plant genes associated with the biosynthesis of secondary metabolites. Plant Physiol. 132: 1153-1161.
Breusegem FV, James F, Dat D, Inze D (2001) The role of active oxygen species in plant signal transduction. Plant Sci. 161: 423-431.
Chakraborty M, Karun A, Mitra A (2009) Accumulation of phenylpropanoid derivatives in chitosan-induced cell suspension culture of Cocosnucifera. J. Plant Physiol. 166: 63-71.
Cheng X, Zhou U, Cui X (2006) Improvement of phenylethanoid glycosides biosynthesis in Cistanchedeserticolacell suspension cultures by chitosan elicitor. J. Bio. 121: 253-260.
Creasy LL (1987) The role of enzyme in activation in the regulation of 19 synthetic pathways: A case history. J. Plant Physiol. 71: 389-392.
Dixon RA, Choudhary AD, Dalkin D, Edwards R, Fahrendorf T, Gowri G, Harrison MJ, Lamb CJ, Loake GJ, Maxwell CA, Orr J, Paiva NL (1992) Molecular biology of stress-induced phenylpropanoid and isoflavonoid biosynthesis in Alfalfa. Phenolic Metabolism in Plants H.A. Stafford and R.K, Ibrahim (eds). pp 91-138.
Dixon RA, Paiva NL (1995) Stress-lnducedPhenylpropanoid Metabolism. Plant Cell. 7: 1085-1097.
Howles PA, Sawalt VJH, Paiva NL, Elkind Y, Bate NJ, Lamb C, Dixon RA (1996) Overexpression of L-phenylalanine amonia-lyase in transgenic tobacco plants reveals control points for flux into phenylpropanoid biosynthesis. J. PlantPhysiol. 112: 1617-1624.
Juliani HR, Simon JE (2002) Antioxidant Activity of Basil, Trends in new crops and new uses. 575- 579.
Kang SM, Jung HY, Kang YM, Yun DJ, Bahk JD, Yang JK, Choi MS (2004) Effects of methyl jasmonate and salicylic acid on the production of tropane alkaloids and the expression of PMT and H6H in adventitious root cultures of  Scopoliaparviflora. Plant Sci. 166: 745-751.
Khan W, Prithiviraj B, Smith DL (2003) Chitosan and chitinoligomers increase phenylalanine ammonia-lyaseand and tyrosine ammonia-lyase activities in soybean leaves. J. Plant. Physiol. 160: 859-863.
Kim HY, Chen F, Wang Z, Rajapakse N (2006) Effect of methyl jasmonate on secondary metabolites of sweet basil (Ocimum basilicum L.). J. Agri. Food Chem. 54: 2327–2332.
Koukol J, Conn EE (1961) The metabolism of aromatic compounds in higher plants. IV. Purification and properties of the phenylalanine deaminase of Hordeumvulgare. J. Bio. Chem. 236: 2692-2698.
Labra M, Miele M, Ledda B, Grassi F, Mazzei M, Sala F (2004) Morphological characterization, essential oil composition and DNA genotyping of Ocimum basilicum L. cultivars. Plant Sci. 167: 725-731.
Lewinsohn E, Ziv-Raz I, Dudai N, Tadmor Y, Lastochkin E, Larkov O, Chaimovitsh D, Ravid U, Putievsky E, Pichersky E, Shoham Y (2000) Biosynthesis of estragole and methyl- eugenol in sweet basil (Ocimum basilicum L.) Developmental and chemotypic association of allylphenol O-methyltransferase activities. Plant Sci. 160: 27-35.
Meek CR, Bidlack JE (2005) Arthropod population, phenylalanine amonia-lyase activity and fresh weight of Sweet basil (Ocimum basilicumL.) as affected by plant age and Bacillus thuringiensis treatment. Plant Sci. 85: 9-17.
Mckersie DB, Leshem Y (1994) Stress and Coping in Cultivated Plants. Kluwer Acad. Pub., London.
Nakano YK (1981) Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidaes in spinach chloroplast. Plant Cell Physiol. 16: 15-24.
Pu GB, Dong-Ming M, Chen JL, Ma LQ, Wang H Li GF (2009) Salicylic acid activates artemisinin biosynthesis in Artemisia annua L. Plant Cell Report. 28: 1127-1135.
Ritter H, Schulz, GE (2004) Structural Basis for the Entrance into the Phenylpropanoid Metabolism Catalyzed by Phenyl alanine ammonia-lyase.Plant Cell. 16: 3426-3436.
Shibamoto T, Sandra P, Bicchi C (1987) Capillary gas chromatography in essential oil analysis. Plant Sci. 135: 921 927.
Srere PA (1987) Complexes of sequential metabolic enzymes. J. Bio. 56: 89-124.
Vangronsveld J, Clijsters H (1994) Toxic effects of metals. In: Plants and the Chemical Elements: Biochemistry, Uptake, Tolerance and Toxicity. Edited by M.E. Farago, Wienheim.
Vranova E, Inze D, Breusegem VF (2002) Signal transduction during oxidative stress. J. Exp. Bot. 53: 1227-1236.
Wang J, Zheng L, Wu J, Tan R (2006) Involvement of nitric oxide in oxidative burst, phenyl alanine ammonia-lyase activation and Taxol production induced by low-energy ultrasound in Taxus yunnanensis cell suspension cultures. Plant Cell Physiol. 14: 391-397.
Werker E, Putievsky E, Ravid U, Dudai N, Katzir I (1993) Glandular h and essential oil in developing leaves of Ocimum basilicum L. (Lamiaceae). Ann. Bot. 71: 43–50.
Zhao J, Davis LC, VerpoorteR )2005( Elicitor signal transduction leading to production of plant secondary metabolites. Biotechnology Adv. 23: 283-333.
فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی
دوره 3، شماره 2 - شماره پیاپی 6
شهریور 1393
صفحه 1-9
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار