Other language title :
آناليز بيان ژن DXR و توليد كاردنوليد و ديجيتوكسين تحت تاثير اليسيتورهاي پلي آمين و متيل جاسمونات در گياه گل انگشتانه ارغواني (Digitalis purpurea)
Title of article :
Expression Analysis of Gene Encoding 1-Deoxy-d-Xylulose 5- Phosphate Reductoisomerase (DXR) and Cardenolide and Digitoxin Production in Digitalis purpurea L. Using Polyamines and Methyl Jasmonate as Elicitors
Author/Authors :
Abdossi, V Department of Horticultural Science - Science and Research Branch - Islamic Azad University - Tehran, Islamic Republic of Iran , Mehmandoust Rad, M Department of Horticultural Science - Science and Research Branch - Islamic Azad University - Tehran, Islamic Republic of Iran , Moradi, P Department of Horticultural Science - Saveh Branch - Islamic Azad University - Saveh, Islamic Republic of Iran , Rakhshandehroo, F Department of Plant Protection - Science and Research Branch - Islamic Azad University - Tehran, Islamic Republic of Iran , Mehrafarin, A Medicinal Plants Research Center - Institute of Medicinal Plants - ACECR - Karaj, Islamic Republic of Iran
Abstract :
Digitoxin is a glycoside isolated from leaves of various species of Digitalis genus that are
commonly called foxgloves. Digitoxin is used for chronic cardiac
insufficiency, tachyarrhythmia form of atrial fibrillation, paroxysmal ciliary arrhythmia,
and paroxysmal supraventricular tachycardia. 1-Deoxy-d-Xylulose 5-phosphate
Reductoisomerase (DXR) is an important rate-limiting enzyme in 2-C-Methyl-d-
Erythritol 4-Phosphate (MEP) pathway, and expression level of DXR plays a critical role
in control of plant isoprenoid biosynthesis pathway. The effects of different elicitors
including putrescine, spermine, and spermidine at concentrations of 50 and 100 mg L-1
and also Methyl Jasmonate (MJ) at 50, 100, and 200 μM concentrations were explored on
transcript levels of DXR gene in cell suspension culture of foxglove (Digitalis purpurea).
DXR transcription levels were assessed by the semi-quantitative RT-PCR. Results showed
that elicitors had significant effects on the expression level of DXR and contents of
cardenolide and digitoxin. The highest digitoxin (61.3 μg g-1 DW) and cardenolide (1.48%
mg-1 DW) content was observed in 100 mg L-1 spermidine treatment. In all treatments, the
expression of DXR gene was increased compared with the control sample. The highest
transcription levels of DXR gene was observed in 50 μM MJ and 100 mg L-1 putrescine
elicitors, which was nine folds higher than the control condition, and the lowest levels
were observed for putrescine treatments at concentrations of 50 and 100 mg L-1,
respectively.
Farsi abstract :
ديجيتوكسين تركيبي گليكوزيدي است كه از برگ گونه هاي مختلف جنس Digitalis استخراج مي شود. ديجيتوكسين در كنترل و درمان نارسايي مزمن قلبي، حمله هاي قلبي ناگهاني و آريتمي هاي قلبي مختلف كاربرد دارد. 1- ديوكسي- دي- گزيلولوز 5- فسفات ردوكتاز ايزومراز (DXR)يك آنزيم مهاركننده مهم در مسير بيوسنتزي2-c-) MEP متيل-d - اريتريتول 4- فسفات(است و سطح بيان ژن DXR نقش مهمي در كنترل بيوسنتز تركيبات ايزوپرونوييدي در گياه دارد. در اين تحقيق اثرات محرك هاي زيستي پلي آميني شامل پوترسين ، اسپرمين و اسپرميدين در غلظت هاي 50 و 100 ميلي گرم در ليتر همراه با متيل جاسمونات (MJ) در غلظت هاي 50 ، 100 و 200 ميكرو مولار بر بيان ژن DXR در شرايط كشت سوسپانسيون سلولي گل انگشتانه ارغواني (Digitalis purpurea) مورد بررسي قرار گرفت. تغييرات در سطح رونويسي ژن DXR توسط روش RT-PCR ارزيابي گرديد. نتايج نشان داد كه محرك هاي زيستي اثر معني داري بر مقدار بيان ژن DXR و بيوسنتز كاردنوليد و ديجيتوكسين دارند. بالاترين ميزان ديجيتوكسين (61/3 ميكروگرم بر گرم وزن خشك) و كاردنوليد (1/48 درصد در ميلي گرم وزن خشك) در تيمار100 ميلي گرم در ليتر اسپرميدين مشاهده شد. در كليه تيمارها بيان ژن DXR در مقايسه با نمونه شاهد افزايش يافت. بالاترين سطح رونويسي ژن DXR در غلظت 50 ميكرومولار متيل جاسمونات و 100 ميلي گرم در ليتر پوترسين وجود داشت كه نه برابر بيشتر از شرايط كنترل بود وهمچنين كمترين ميزان در تيمار پوترسين در غلظت هاي 50 و 100 ميلي گرم در ليتر مشاهده شد.
Keywords :
Tissue culture , Gene expression , Elicitor Foxglove
Journal title :
Journal of Agricultural Science and Technology (JAST)