بررسي فعاليت ژن سنتز كننده سيستئين (OAS_TL) در واكنش به شرايط روز كوتاهي و تنش اكسيداتيو القا شده توسط كادميوم در موتانت هاي old3 آرابيدوپسيس

Assessment of Cysteine synthase gene (OAS_TL) activity in response to short day condition as wel as cadmium-induced oxidative stress in Arabidopsis old3 mutant

ژن OLD3كد كننده آنزيم OAS-TL (O-acetylserine thiol lyases) در آخرين مرحله از سنتز سيستئين فعاليت مي كند. آنزيمOAS-TL از ديدگاه تكاملي در بسياري از پروكاريوت ها ويوكاريوت ها وجود داشته و جز پروتئين هاي حفاظت شده است. رشد گياهچه هاي موتانت old3-1 در دماي 22 درجه سانتي گراد و شرايط نوري با طول روز بلند (16 ساعت روشنايي / 8 ساعت تاريكي) موجب القا مرگ سلولي در اين گياهان در مدت 12 روز ميشود. اين فنوتيپ، بصورت زرد شدن برگها با افزايش نشت يوني و كم شدن محتواي كلروفيل شروع، و با مرگ كامل گياهچه بعد از 3 هفته خاتمه مي يابد. همچنين مرگ سلولي زودرس، زماني كه گياهچه هاي موتانت old3-1 در شرايط با دماي پايين و يا طول روز كوتاه قرار بگيرد، كاهش مي يابد. در اين تحقيق مقاومت گياهچه هاي موتانتold3 و B40-12 درغلظت هاي غلظت هاي صفر، 100 و 200 ميكرو مولاركادميوم، در دو شرايط نوري طول روز بلند(LD) و طول روز كوتاه(SD) مورد بررسي قرار گرفت و با گياهان وحشي(Ler-0)Landsberg erecta و (Col-0)Columbia مقايسه شدند. در اين بررسي ميزان جوانه زني بذور، وزن تر كل و طول كامل گياهچه هاي 14 روزه اندازه گيري شد. نتايج به دست آمده بر اساس آزمايش اسپيلت فاكتوريل بر پايه طرح كاملا تصادفي مورد تجزيه آماري قرارگرفت. تغييرشرايط نوري از طول روز بلند به طول روز كوتاه در دماي 22 درجه سانتي گراد موجب افزايش قابل ملاحظه اي در رشد طولي، وزن تر و سرعت جوانه زني گياهچه هاي موتانت old3-1 شد اما در گياهان مادري Ler-0 و موتانت B40-12 تغيير محسوسي حاصل نشد. همچنين در گياهچه هاي با زمينه ژنتيكي Clo-0 تغيير شرايط نوري با كاهش نسبي ميزان رشد طولي و وزن تر گياهچه ها همراه بود. بر اساس نتايج به دست آمده تغييرشرايط نوري از حالت طول روز بلند به روز كوتاه و با دماي 22 درجه سانتي گراد موجب بهبود وضعيت رشد، نمو و مقاومت گياهچه هاي old3-1 در واكنش به آلودگي ايجاد شده توسط كادميوم نشان دادند. البته گياهچه هايold3-1 در دو شرايط نوري بررسي شده از حساسيت بيشتري به آلودگي ايجاد شده توسط كلريد كادميوم در مقايسه با گياهان مادري برخوردار بودند. لذا عملكرد ژن OLD3 در زمينه كنترل آلودگي كادميوم مستقل ازشرايط مختلف نوري نمي باشد.

OLD3Gene is the encoding OAS-TL enzyme (O-acetylserine thiol lyases) at the final stage of cysteine production. OAS-TL is an evolutionary protein enzyme and exist in many prokaryotes, Eukaryotes .Old3-1 mutant seedlings grown at 22 ° C in long days and light conditions(16 hours light / 8 hours of darkness) caused cell dead after 12 days.so in this study the mutant seedling resistance old3-1 and B40-12 different concentrations of cadmium in light of two scenario: long days and short days and were compared with Landsberg erecta (Ler-0) and Columbia (Col-0) that is have any old3. In this study, seed germination, total wet weight, root length and full-length 14-day-old seedlings were measured. The results based on split factorial experiment and completely randomized design was analyzed. Lighting changes from long day to short day with a constant temperature of 22 ° C caused a significant increase in linear growth, weight and speed germination, seedling mutant old3-1 and there was no significant change in the Ler-0 genotypes but in seedling with Clo-0 genetic background changing light conditions with relative reduction in longitudinal growth and fresh weight was accompanied. However, the mother plant in both lighting conditions with a constant temperature of 22 ° C were more resistant to cadmium pollution. Based on the results obtained from the lighting changes during long days (16 hours light / 8 hours of darkness) Compared to the short days state (8 h light / 16-hour dark) and with a constant temperature of 23 ° C, caused improve growth, old3-1 growth and seedling resistance in response to the cadmium pollution. Of course old3-1 seedlings were studied at two temperatures are more sensitive to chloride cadmium pollution compared with native plants. So the function of OLD3 gene in cadmium pollution is independent of temperature.