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

آنالیز کارکرد ژن Fol-SIX1 در ارقام مقاوم و حساس Cucumis melo

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 استادیار پژوهشکده علوم گیاهی، دانشگاه فردوسی مشهد

3 استادیار گروه بیوتکنولوژی و به‌نژادی گیاهان زراعی دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

4 استاد گروه بیوتکنولوژی و به‌نژادی گیاهان زراعی دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

ژن‎های اثرگذار (effector genes) نقش کلیدی را در برهم‌کنش میان بیمارگر و گیاه ایفا می‌کنند. جستجوی همولوگ ژن‎های اثرگذار از زمان گزارش تعدادی از این ژن‎های در فرم اختصاصی Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol) در دیگر فرم‌های اختصاصی آغاز شده است. اخیراً، با بهره‌گیری از روش‌های مبتنی بر بیوانفورماتیک همولوگ ژن اثرگذار Fol-SIX1 از فرم اختصاصیFusarium oxysporum f. sp. melonis (Fom) گزارش شده‌است. در این مطالعه آنالیز عملکرد ژن Fol-SIX1 با هدف بررسی برهمکنش این ژن با ارقام افتراقی ملون حامل ژن های مقاومت، انجام شد. توالی کدکننده ژن Fol-SIX1 از سازه pTS1 طی سه مرحله در وکتور جفتی pCAMBIA3301 همسانه‌سازی شد و با استفاده از روش های کلنی PCR و هضم آنزیمی تایید گردید. صحت توالی سازه بیانی pCaS1 با توالی‌یابی دوجهته بوسیله آغازگرهای PSh4-F2  و  PSh51-Rمورد بررسی قرار گرفت. روش بیان موقت مبتنی بر تزریق اگروباکتریوم برای بیان ژن Fol-SIX1 در برگ ارقام ملون استفاده شد. آنالیز کارکرد ژن Fol-SIX1 با تزریق سویه LBA4404 حامل سازه بیانی pCaS1 در برگ ارقام ملون انجام شد. برگ ارقام  Charentais T (Ch-T)و Charentais Fom2 (Ch-Fom2) پس گذشت 24 ساعت در ناحیه تزریق علائم سبزخشکی ناشی از مرگ سلولی در پاسخ به بیان موقت ژن Fol-SIX1 بروز یافت در حالیکه در ارقام Charentais Fom1(Ch-Fom1) و BG5384 (BG) تا 48 ساعت پس از تزریق نیز پاسخی بروز نیافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Functional analysis of Fol-SIX1 in resistant and susceptible Cucumis melo

نویسندگان [English]

  • Sahba Toosi 1
  • Farhad Shokouhifar 2
  • Saeed Malekzadeh Shafaroudi 3
  • Abdolreza Bagheri 4

1 M.Sc. student, Department of Biotechnology and Plant Breeding, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

2 Assistant Professor, Research Center for Plant Sciences, Ferdowsi University of Mashhad, , Mashhad, Iran

3 Assistant Professor, Department of Plant Biotechnology and Breeding, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

4 Professor, Department of Plant Biotechnology and Breeding, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

چکیده [English]

Melon Vascular wilt caused by a soil-borne pathogen, Fusarium oxysporum f. sp melonis (Fom) is a distractive disease. The use of resistant cultivars is an effective way for controlling this fungus. Clear view about the interaction between virulence and resistant genes could provide applicable knowledge to design breeding programs. Fungus effector genes play a critical role during the plant-pathogen interactions. Exploring for the homologous of effector genes in different formae speciales started since some effector genes have been reported from Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol). Recently, using bioinformatics assisted approach a homologous Fol-SIX1 effector gene has been reported from Fom. Here we performed a functional analysis study to reveal interactions between Fol-SIX1 and the melon differential varieties harboring defined R genes. Coding sequence of Fol-SIX1 from the pTS1 construct was subcloned in the pCAMBIA3301 binary vector in three steps and confirmed by colony PCR and digestion analysis. The accuracy of the expression construct, pCaS1 was evaluated by bidirectional sequencing using the PSh4-F2 and PSh51-R primers. Agroinjection-mediated transient expression approach was used to express Fol-SIX1 in leaves of the melon varieties. Functional analysis of Fol-SIX1 was performed by agroinjection of LBA4404 carrying pCaS1 into the leaves of melon lines. the leaves of Ch-T and Ch-Fom2 varieties developed a green dried symptom in response to transiently expressed Fol-SIX1 at 24 hours post injection (hpi), while Ch-Fom1 and BG lines did not responsive to the infection until 48 hpi.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agroinjection
  • Effector gene
  • Fol-SIX1
  • transient expression
مراجع
Bahrabadi M, Shokouhifar F, Ebrahimi Ma (2014) Functional Analysis of SP-DD Synthetic Promoter Using Agroinjection Method in Tobacco Plant. Crop Biotech. 6: 11-20.##Banihashemi Z (2010) Reaction of Cucumis melo Cultivars to races of Fusarium oxysporum f. sp. melonis the cause of melon vascular wilt. Iranian Journal of Plant Pathology 46: 11-22.##Chenarani Z, Shokouhifar F, Mamarabadi M, Farrokhi N (2012) Study the effects of explant and medium types in direct regeneration induction in melon (Cucumis melo L., cv. Khatooni). 12th Iranian Genetics Congress, Tehran.##Chikh-Rouhou H, González-Torres R, Oumouloud A, Alvarez Jm (2011) Inheritance of race 1.2 Fusarium wilt resistance in four melon cultivars. Euphytica 182: 177-186.##Hofgen R, Willmitzer L (1988) Storage of competent cells for agrobacterium transformation. Nucleic Acids Research.  16: 9877-9877.##Houterman Pm, Cornelissen Bj, Rep M (2008) Suppression of plant resistance gene-based immunity by a fungal effector. PLoS Pathogens 4: e1000061.##Houterman Pm, Ma L, Van Ooijen G, De Vroomen Mj, Cornelissen Bj, Takken Fl, Rep M (2009) The effector protein Avr2 of the xylem-colonizing fungus Fusarium oxysporum activates the tomato resistance protein I-2 intracellularly. The Plant Journal 58: 970-978.##Janeway Ca, Medzhitov R (2002) Innate immune recognition. Annual review of immunology 20: 197-216.##Jones Jdg, Dangl Jl (2006) The plant immune system. Nature 444: 323-329.##Joobeur T, King Jj, Nolin Sj, Thomas Ce, Dean Ra (2004) The fusarium wilt resistance locus Fom-2 of melon contains a single resistance gene with complex features. The Plant Journal. 39: 283-297.##Kang F, Wang X-L, Li G (2010) Identification on Pathogen of Wilt Disease and Root Rot of Melon in Xinjiang. Xinjiang Agricultural Sciences 6: 021.##Liu P-Y, Bie Z-L, Peng B, Gu Q-S (2011) Seedling Stage Test of Melon Resistance to Fusarium Wilt. China Cucurbits and Vegetables 2: 007.##Oumouloud A, Andres Msa, Torres Rg, Alvarez J (2010a) Inheritance of resistance to Fusarium oxysporum f. sp. melonis races 0 and 2 in melon accession Tortuga. Euphytica 176: 183-189.##Oumouloud A, Arnedo-Andrés M, González-Torres R, Álvarez J (2010b) Inheritance of resistance to Fusarium oxysporum f. sp. melonis races 0 and 2 in melon accession Tortuga. Euphytica 176: 183-189.##Oumouloud A, El-Otmani M, Chikh-Rouhou H, Claver Ag, Torres Rg, Perl-Treves R, Alvarez Jm (2013) Breeding melon for resistance to Fusarium wilt: recent developments. Euphytica 192: 155-169.##Rep M (2005) Small proteins of plant-pathogenic fungi secreted during host colonization. FEMS microbiology letters 253: 19-27.##Rep M, Van Der Does Hc, Meijer M, Van Wijk R, Houterman Pm, Dekker Hl, De Koster Cg, Cornelissen Bjc (2004) A small, cysteine-rich protein secreted by Fusarium oxysporum during colonization of xylem vessels is required for I-3-mediated resistance in tomato. Molecular Microbiology 53:  1373-1383.##Risser G, Banihashemi Z, Davis D (1976) A proposed nomenclature of Fusarium oxysporum f. sp. melonis races and resistance genes in Cucumis melo. Phytopathology 66: 1105 - 1106.##Sambrook J, Russell D (2001) Molecular cloning: A laboratory manual. . CSHL press.##Shokouhifar F, Abbaspour N, Toosi S, Ghafariania N (2013) Construction of the pCaBGi vector to analysis regulatory elements in plants. Iranian Journal of Plant Biotechnology Submited:  (In Farsi).##Shokouhifar F, Rabiei-Motlagh E (2014) Identification of the Fol-SIX1 gene homolog in the genome of Fusarium oxysporium f. sp. melonis. Modern genetics journal submited (in Farsi).##Stergiopoulos I, De Kock Mj, Lindhout P, De Wit Pj (2007) Allelic variation in the effector genes of the tomato pathogen Cladosporium fulvum reveals different modes of adaptive evolution. Molecular Plant-Microbe Interactions 20: 1271-1283.##Thatcher Lf, Gardiner Dm, Kazan K, Manners Jm (2012) A highly conserved effector in Fusarium oxysporum is required for full virulence on Arabidopsis. Molecular Plant-Microbe Interactions 25: 180-190.##Toosi S, Malekzadeh Shafaroudi S, Shokouhifar F, Bagheri A (2014a) Isolation and amplification of Fol-SIX1 to construct expression vector pCaS1. 1st internatinal & 13th Iranian Genetics Congress. Tehran.##Toosi S, Shokouhifar F, Malekzadeh Shafaroudi S, Bagheri A (2014b) Optimization of the Agrobacterium mediated transient gene expression in melon leaves. 1st internatinal & 13th Iranian Genetics Congress. Tehran.##Van Der Does Hc, Duyvesteijn Rge, Goltstein Pm, Van Schie Ccn, Manders Emm, Cornelissen Bjc, Rep M (2008) Expression of effector gene SIX1 of Fusarium oxysporum requires living plant cells. Fungal Genetics and Biology 45: 1257-1264.##Vleeshouwers Vg, Oliver Rp (2014) Effectors as Tools in Disease Resistance Breeding Against Biotrophic, Hemibiotrophic, and Necrotrophic Plant Pathogens. Molecular Plant-Microbe Interactions 27: 196-206.##Wang Y-H, Thomas Ce, Dean Ra (2000) Genetic mapping of a fusarium wilt resistance gene (Fom-2) in melon (Cucumis melo L.). Molecular Breeding 6: 379-389.##Zink F, Gubler W (1985) Inheritance of resistance in muskmelon to fusarium wilt. Journal of the American Society for Horticultural Science.##Zink F, Thomas C (1990) Genetics of resistance to Fusarium oxysporum f. sp. melonis races 0, 1, and 2 in muskmelon line MR-1. Phytopathology 80: 1230-1232.##Zvirin T, Herman R, Brotman Y, Denisov Y, Belausov E, Freeman S, Perl-Treves R (2010) Differential colonization and defence responses of resistant and susceptible melon lines infected by Fusarium oxysporum race 1·2. Plant Pathology 59: 576-585.##
فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی
دوره 3، شماره 3 - شماره پیاپی 7
مهر 1393
صفحه 35-47
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار