تاثير تنش شوري بر رشد، پارامترهاي فيزيولوژيك و بيان ژنهاي تيمول و كارواكرول آويشن دنايي

Effects of salinity stress on the growth, physiological parameters and genes expression of thymol and carvacrol in Thymus daenensis

آويشن دنايي يك گياه چند ساله متعلق به تيره نعناعيان است كه حاوي مونوترپن هاي مختلفي مثل تيمول و كارواكرول است. به منظور بررسي اثر تنش شوري بر رشد، محتواي تركيبات تيمول و كارواكرول و بيان ژن هاي دخيل در مسير بيوسنتزي اين تركيبات، آزمايشي در گلخانه پژوهشي در قالب طرح بلوك كامل تصادفي در سه تكرار انجام شد. نتايج نشان داد تنش شوري تاثير معني داري بر صفات مورد مطالعه در سطح احتمال يك درصد دارد. تنش شوري در سطح 150 ميلي مولار باعث كاهش معني دار در ارتفاع، وزن تر و خشك بوته و افزايش معني دار در محتواي فنل كل، فلاونوييد و فعاليت آنزيم فنيل آلانين آمونيالياز (PAL) گرديد. همچنين محتواي تيمول و كارواكرول در شرايط تنش شوري به طور معني داري افزايش يافت كه با بررسي بيان ژن هاي دخيل در مسير بيوسنتزي اين تركيبات مشخص گرديد بيان ژن 1-دي اكسي-D-زايلوز-5-فسفات رداكتوايزومراز (DXR)، ترپين سينتاز، آلفا-ترپينن سينتاز و گاما-ترپينن سينتاز در شرايط تنش شوري نسبت به شاهد افزايش يافت كه اين ميزان افزايش در بيان ژن DXR در مقايسه با بقيه ژن هاي مورد مطالعه خيلي بيشتر بود. بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه افزايش متابوليت هاي ثانويه تيمول و كارواكرول در گياه دارويي آويشن دنايي در شرايط تنش شوري عمدتا ناشي از افزايش بيان ژن كليدي DXR است كه با مهندسي آن در آينده انتظار مي رود به افزايش متابوليت هاي مذكور دست يافت.

Thymus daenensis Celak. is a perennial plant belonging to the family Lamiaceae that contains various monoterpenes such as thymol and carvacrol. In order to investigate the effect of salinity stress on growth, the content of thymol and carvacrol compounds and the expression of genes involved in the biosynthetic pathway of these compounds, an experiment was conducted in the research greenhouse in the form of a randomized complete block design with three replications. The results showed that salinity stress had a significant effect on the studied traits at a 1% probability level. Salinity stress at the level of 150 mM NaCl caused a significant reduction in plant height, fresh and dry weight and increasing of total phenol, flavonoids contents, PAL enzyme activity. The content of thymol and carvacrol in salinity stress significantly increased. Study of the genes expression involved in the biosynthesis of these compounds indicated that the genes expression of DXR, terpenes synthase, α-terpinene synthase and ү-terpinene synthase increased in comparison to control. These increments of increase in gene expression of DXR compared with other studied genes were much higher. Therefore, it can be concluded that the increase of secondary metabolites in Thymus daenensis, thymol and carvacrol, in salinity stress conditions due to increased expression of DXR key gene. It is expected to increase these metabolites in the future with its engineering.