تغيير بيان ژن هاي مرتبط با اتوفاژي در پاسخ به سركوبگر خاموشي HC-Pro ويروس اي سيب زميني (Potato virus A) در گياه Nicotiana benthamiana

Altered expression of autophagy-related genes in Nicotiana benthamiana plants in response to Potato virus A HC-Pro silencing suppressor

در سال هاي اخير نقش اتوفاژي در خاموشي آر ان اي القاء شده توسط ويروس از طريق فعاليت پروتئين هاي سركوبگر خاموشي آر ان اي به اثبات رسيده است. به منظور درك بهتر نقش احتمالي سركوبگر خاموشي HC-Pro ويروس اي سيب زميني در فرآيند اتوفاژي (autophagy)، اثر اين سركوبگر ويروسي روي بيان تعدادي از ژن هاي مهم و دخيل در اتوفاژي مورد بررسي قرار گرفت. ژنHC-Pro ويروس اي سيب زميني در ناقل بيان pGWB17 با برچسبmyc در انتهاي كربوكسيلي و پروموتور 35S در انتهاي آميني توسط تكنولوژي gatewayهمسانه سازي شد. كشت هاي اگروباكتريوم حاوي HC-Proويروس اي سيب زميني با استفاده از سرنگ در ناحيه پشتي برگ هاي گياه Nicotiana benthamianaتزريق شدند. بيان ژن هاي ATG2، ATG7، ATG6و AGO1در پاسخ به سركوبگر خاموشي HC-Pro ويروس اي سيب زميني، در فاصله زماني پنج روز پس از تزريق، با استفاده از تكنيك ريل تايم پي سي آر (Real-Time PCR) اندازه گيري شدند. سركوبگر خاموشيHC-Pro ويروس اي سيب زميني ميزان بيان ژن هاي ATG6، ATG2و ATG7را به ميزان 89/5، 3/7 و 6/7 برابر نسبت به برگ هاي تزريق شده با سازه حاوي پلاسميد خالي pGWB افزايش داد. در حالي كه ميزان رونوشت AGO1به عنوان جزء كليدي كمپلكس خاموشي القاء شده توسط آر ان اي، به ميزان 36/1 برابر نسبت به ميزان آن در برگ هاي فاقد HC-Proكاهش نشان داد. نتايج اين تحقيق حاكي از دخالت ژن هاي ATG2، ATG7، ATG6و AGO1در پاسخ هاي دفاعي گياه N .benthamianaدر مقابل سركوبگر خاموشي HC-Pro ويروس اي سيب زميني و امكان استفاده از آن در تدوين روش هاي جديد مديريت ويروس هاي گياهي مي باشد.

Accumulating data have revealed the role of autophagy in virus-induced RNA silencing via viral RNA silencing suppressor activity. To extend our understanding for the possible role of Potato virus A-HC-Pro (PVA-HC-Pro) suppressor protein in autophagy process, we investigated the effect of PVA-HC-Pro on expression of some important genes involved in autophagy. The cDNA of ORF PVA HC-Pro was cloned in pGWB17 vector with a C-terminal myc tag and N-terminal 35S promoter using Gateway technology. Agrobacterium cultures harboring PVA-HC-Pro were infiltrated into the abaxial side of N. benthamiana leaves. The expression of ATG6, ATG2, ATG7 and AGO1 genes were measured at 5 days post infiltration in response to PVA-HC-Pro using qRT-PCR technique. PVA HC-Pro as a suppressor of RNA silencing increased the expression level of ATG6, ATG2 and ATG7 5.89, 7.3 and 7.6 fold, respectively, compared to corresponding values in leaves infiltrated with empty plasmid (EP) as a control. In contrast, the transcript level of Argonaute1 (AGO1), a key component of RNA-induced silencing complex (RISC), was decreased by 1.36-fold compared to the level of AGO1in infiltrated leaves without PVA-HC-Pro. Results of this study indicated that PVA HC-Pro can alter the expression of autophagy related genes in N. benthamiana plant. These findings suggest the involvement of ATG6, ATG2, ATG7 and AGO1 in defense responses of N. benthamiana against PVA-HC-Pro, which might be considered in plant breeding programs as a novel approach to the control of plant viruses.