بررسی اثر فلز روی بر بیان ژن لیمونن سینتاز در زیره سبز با PCR در زمان واقعی

نوع مقاله: مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سبزوار

2 نویسنده مسئول مکاتبات، استادیار، گروه زیست‌شناسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

3 استادیار، گروه بیوتکنولوژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان

چکیده

روی به‎عنوان یک عنصر ضروری برای رشد و نمو گیاهان، نقش مهمی در بسیاری از فرایندهای متابولیکی گیاهان ازجمله بیان ژن لیمونن سینتاز برعهده دارد. لیمونن سینتاز به‎عنوان یک آنزیم کلیدی در مسیر بیوسنتز روغن‎های فرار می‎باشد که در واکنش‎های دفاعی گیاهان نقش دارد. از این‌رو در این پژوهش اثر غلظت‎های مختلف روی بر بیان ژن لیمونن سینتاز در زیره سبز و در قالب طرح کاملاً تصادفی بررسی شد. بعد از استخراج RNA و سنتز cDNA، بیان ژن با روش Real time PCR بررسی شد. نتایج مقایسه میانگین میزان بیان ژن با آزمون چند دامنه‌ای دانکن در غلظت‎های مختلف نشان داد که در گیاهان تیمار شده، افزایش غلظت روی تا 100 میکرومولار با افزایش بیان ژن لیمونن سینتاز رابطه مستقیم دارد. با توجه به‎نقش آنزیم لیمونن سینتاز، افزایش بیان آن می‎تواند از طریق افزایش تولید مونوترپن‎ها در گیاه باعث تولید بیشتر روغن‎های فرار و در نتیجه محافظت گیاه در مقابل علف‌خوارها ‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Behera, S., Nagarajan, S. and Jagan Mohan Rao, L., 2004. Microwave heating and conventional roasting of cumin seeds (Cuminum cyminum L.) and effect on chemical composition of volatiles. Food chemistry, 87: 25-29.

-Brown, P.H., Cakmak, I. and Zhang, Q., 1993. Form and function of zinc plants. Springer, 93-106.

-Dorling, J., Leung, S., Anderson, C., Albert, W. and McManus, M., 2011. Changes in 1-aminocyclopropane-1-carboxlate (ACC) oxidase expression and enzyme activity in response to excess manganese in white clover (Trifolium repens L.). Plant Physiology and Biochemistry, 49: 1013-1019.

-Dudareva, N., Negre, F., Nagegowda, D. and Orlova, I., 2006. Plant volatiles: recent advances and future perspectives. Critical Reviews in Plant Sciences, 25: 417-440.

-Gershenzon, J., McConkey, M. and Croteau, R., 2000. Regulation of monoterpene accumulation in leaves of peppermint. Plant Physiology, 122: 205-214.

-Ghannadnia, M., Haddad, R., Zarinkamar , F. and Sharifi, M. , 2011. Different expression of limonene synthase gene in organs and developmental stages of cumin (Cuminum cyminum L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 27: 495-501.

-Ghorbanli, M. , Ahmadi, F., Monfared, A. and Bakhshi Khaniki, Gh., 2012. Effect of salt stress and its interaction with ascorbate on catalase, ascorbate peroxidase activity, proline and malondialdehyde in Cuminum cyminum L.four weeks after germination. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 28: 14-21.

-Ibrahim, M., Kainulainen, P. and Aflatuni, A., 2008. Insecticidal, repellent, antimicrobial activity and phytotoxicity of essential oils: with special reference to limonene and its suitability for control of insect pests. Agricultural and Food Science, 10: 243-259.

-Kan, Y., Kartal, M., Ozek, T., Aslan, S. and Baser, K., 2007. Composition of essential oil of Cuminum cyminum L. according to harvesting times. Turkish Journal of Pharmaceutical Sciences, 1: 25-29.

-Kjonaas, R. and Croteau, R., 1983. Demonstration that limonene is the first cyclic intermediate in the biosynthesis of oxygenated p-menthane monoterpenes in Mentha piperita and other Mentha species. Archives of Biochemistry and Biophysics, 220: 79-89.

-Lücker, J., Schwab, W., van Hautum, B., Blaas, J., van der Plas, L.H.W., Bouwmeester, H.J. and Verhoeven, H.A., 2004. Increased and altered fragrance of tobacco plants after metabolic engineering using three monoterpene synthases from lemon. Plant Physiology, 134: 510-519.

-Mahmoud, S., Williams, M. and Croteau, R., 2004. Cosuppression of limonene-3-hydroxylase in peppermint promotes accumulation of limonene in the essential oil. Phytochemistry, 65: 547-554.

-Muñoz-Bertomeu, J., Ros, R., Arrillaga, I. and Segura, J., 2008. Expression of spearmint limonene synthase in transgenic spike lavender results in an altered monoterpene composition in developing leaves. Metabolic Engineering, 10: 166-177.

-Rion, B. and Alloway, J., 2004. Fundamental aspects of zinc in soils and plants, International Zinc. Association, 1-128.

-Srivastava, K., 1989. Extracts from two frequently consumed spices cumin (Cuminum cyminum) and turmeric (Curcuma longa) inhibit platelet aggregation and alter eicosanoid biosynthesis in human blood platelets. Prostaglandins, Leukotrienes and Essential Fatty Acids, 37: 57-64.

-Takayuki, S., Sugano, M., Majid, A. and Fujii, Y., 2007. Antifungal effects of volatile compounds from black zira (Bunium persicum) and other spices and herbs. Journal of Chemical Ecology, 33: 2123-2132.

-Thippeswamy, N. and Naidu, K.A., 2005. Antioxidant potency of cumin varieties cumin, black cumin and bitter cumin on antioxidant systems. Journal of European Food Research and Technology, 220: 472-476.

-Turner, G., Gershenzon, J., Nielson, E., Froehlich, J. and Croteau, R., 1999. Limonene synthase, the enzyme responsible for monoterpene biosynthesis in peppermint, is localized to leucoplasts of oil gland secretory cells. Plant Physiology, 120: 879-886.

-Willer, C., Sanna, S., Jackson, A., Scuteri, A., Bonnycastle, L. and Stringham, H., 2008. Newly identified loci that influence lipid concentrations and risk of coronary artery disease. Nature Genetics, 40: 161-169.

-Yousefi, K., Riahi, A. and Nasiri, M., 2011. Study of flavone synthase 1 (FNS1) gene expression in of cumin (Cuminum cyminum) in the presence of different concentrations of silver elicitors 12th Iranian Genetics Congress, Tehran.

-Zarei, M. 2014. Study of limonene synthase gene expression in the presence of different copper concentrations in Cuminum cyminum L. M.Sc. Thesis, Azad University of Sabzevar, Sabzevar.

-Zarinkamar, F., Ghannadnia, M. and Haddad, R., 2012. Limonene synthase gene expression under different concentrations of manganese in Cuminum cyminum L. African Journal of Plant Science, 6: 203-212.

-Zwenger, S. and Basu, C., 2008. Plant terpenoids: applications and future potentials. Biotechnology and Molecular Biology Reviews, 3: 1-7.