نوع مقاله : علمی پژوهشی
نویسندگان
1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی، دانشگاه پیام نور، تهران
2 استادیار پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد
3 دانشیار گروه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
چکیده
پیش‌برهای مصنوعی القاپذیر با بیمارگرها (Synthetic pathogen-inducible promoters) جایگزین مناسبی برای پیش‌برهای طبیعی در دست‌ورزی ژنتیکی گیاهان با هدف تولید ارقام مقاوم می‌باشند. یک پیش‌بر القاپذیر با بیمارگر در شرایط ایده‌آل باید تنها در پاسخ به بیمارگرهای هدف فعال شود و ژن مقاومت به بیمارگر را به صورت موضعی و موقتی بیان کند. فقدان این ویژگی‌ها در پیش‌برهای طبیعی، توجه را به سمت طراحی پیش‌برهای مصنوعی معطوف داشته است. در ساختار این پیش‌برها از اجزائی چون عناصر تنظیمی سیس استفاده می‌شود که این امر انعطاف‌پذیری بالایی را در تعیین میزان بیان و نوع القاپذیری یک پیش‌بر مهیا می‌نماید. یکی از متداول‌ترین روشهای آنالیز یک پیش‌بر مصنوعی القاپذیر با بیمارگر، استفاده از روش بیان موقت مبتنی بر اگروباکتریوم می‌باشد. با اعمال تیمارهای زیستی و غیر‌زیستی و مطالعه بیان تراژن، آنالیز عملکرد پیش‌بر در زمان کوتاهی قابل انجام است. در این تحقیق، پیش‌بر مصنوعی SP-DD (متشکل از دو نسخه از عنصر تنظیمی و القایی سیس D Box از منشاء پیش‌بر ژن PR2 گیاه جعفری) در اتصال با ژن گزارشگر بتاگلوکرونیداز اینتروندار طبق روش اگرواینجکشن به برگ‌های گیاه توتون گونه بنتامیانا (Nicotiana benthamiana) منتقل شد و عملکرد آن در واکنش به تیمار سالیسیلیک اسید و تنش‌های محیطی بررسی گردید. نتایج نشان داد پیش‌بر مصنوعی SP-DD در پاسخ به سالیسیلیک اسید، ژن بتاگلوکرونیداز را بیان کرد و میزان بیان با گذشت زمان از ۲ ساعت به ۲۴ ساعت از اعمال تیمار، افزایش نشان داد. همچنین پیش‌بر فوق به تنش‌های گرما و سرما حساسیت اندکی نشان داد ولی تنش اشعه ماوراء بنفش بر القاء آن بی‌اثر بود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Functional Analysis of SP-DD Synthetic Promoter Using Agroinjection Method in Tobacco Plant
نویسندگان [English]
- Marjan Bahrabadi 1
- Farhad Shokouhifar 2
- Mohammad Ali Ebrahimi 3
1 M.Sc. Biotechnology, Payame Noor University, Tehran, Iran.
2 Assistant Professor of Research Center for Plant Sciences, Mashhad Ferdowsi University
3 Associate Professor, Department of Agricultural Biotechnology, Payame Noor University, Tehran, Iran
چکیده [English]
Synthetic pathogen-inducible promoters are suitable alternatives for native promoters in plant genetic manipulation to the purpose of resistant crop production. An ideal pathogen-inducible promoter would only be activated in response to target pathogens. Furthermore, it should express the transgene locally and temporarily. The absence of these characteristics in native promoters have drawn the attentions toward design and construction of synthetic promoters. Some components like cis-regulatory elements are used in construction of synthetic promoters and this provides high flexibility in determining the expression quantity and the inducibility type. One of the most common methods for a synthetic inducible promoter analysis is using Agrobacterium-mediated transient expression system. With this method, Functional analysis of the promoter can be performed in a short time by application of biotic and abiotic treatments and assaying the transgene expression. In this study, the SP-DD synthetic pathogen inducible promoter (containing of two copies of Box D cis-element derived from parsley PR2 promoter) fused with an intron-containing ß-glucuronidase reporter gene was transferred to tobacco leaves (Nicotiana benthamiana) by agroinjection. The promoter function was evaluated in response to salicylic acid treatment and environmental stresses like heat, cold and UV radiation. The results showed that the SP-DD synthetic promoter induced the ß-glucuronidase gene expression in response to salicylic acid and the expression amount increased over time from 2 hours to 24 hours post applicaion. Besides, the promoter showed slight sensitivity in response to heat and cold stresses but the ultraviolet radiation stress had no effect on the promoter induction.
کلیدواژه‌ها [English]
- Synthetic promoter
- Inducible promoter
- Promoter analysis
- Agroinjection
- ß-glucuronidase reporter gene
)