همسانه سازي و تعيين خصوصيات ژن مسيول بيوسنتز اسيد اروسيك در گياه كلزا

Cloning and Characterization of Responsible Gene for Erucic Acid Biosynthesis in Brassica napus Zebarjadi A.R1, 2, Jalali Javaran M.3, Salmanian A.H.4 and Karimzadeh G.3 1 Agronomy and Plant Breedin

جنس براسيكا بر حسب ميزان اسيد اروسيك، به دو گروه عمده تقسيم مي‌شود: گروه اوّل داراي مقادير زياد اسيد اروسيك و دسته دوّم داراي مقادير كم اسيد اروسيك هستند. روغنهاي داراي مقادير بالاي اسيد اروسيك براي مصارف مختلف صنعتي و واريته‌هايي با قدرت توليد مقادير كم اسيد اروسيك براي مصارف خوراكي مطلوب مي‌باشند. در اين تحقيق جداسازي ژن و راه انداز اختصاصي مسيول بيوسنتز آنزيم -ketoacyl-CoA synthase (KCS) B و تاثير آن بر ميزان اسيد اروسيك در بذر گياه كلزا مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور دو جفت آغازگر طراحي و با استفاده از تكنيك PCR از منبع DNA ژنومي اقدام به جداسازي ژن و راه انداز گرديد. ژن و راه انداز ابتدا در ناقل عمومي +pSK همسانه سازي و پس از تعيين توالي و تاييد نهايي، در پلاسميد بياني گياهي (pBI121) همسانه سازي شدند. پلاسميد حاوي ساختار دست ورزي شده به واسطه Agrobacterium به گياه كلزا منتقل گرديد. به منظور اثبات انتقال ژن به گياه آناليزهاي مولكولي PCR، Dot blot و Southern blot روي گياهان انجام شد. در نهايت عملكرد ژن و تاثير سازه منتقل شده از طريق ارزيابي ميزان تغييرات اسيد اروسيك روغن گياهان تراريخت در مقايسه با گياه شاهد توسط روش كروماتوگرافي گازي (GC) مشخص گرديد. نتايج نشان داد كه در 4 گياه تراريخت ميزان اسيد اروسيك افزايش چشمگير نشان داد. بيشترين بيان سازه منتقل شده در نمونه شماره 4 مشاهده گرديد كه در آن ميزان اسيد چربC22:1 به حدود 13 درصد نسبت به 1/1 درصد در گياه شاهد رسيد.

The Brassica genus classified into two basic groups: High erucic acid rapeseed (HEAR) and Low erucic acid rapeseed (LEAR). Oils having high levels of erucic acid have found widespread applications for non-edible purposes and oils with low levels of erucic acid have used for edible purposes. In this study, the gene and its promoter of beta -ketoacyl-CoA synthase (KCS) enzyme that responsible for erucic acid biosynthesis were isolated and their effect was investigated on rate of erucic acid content of transgenic canola. Specific primers were used to amplify fae gene and its specific promoter from genomic DNA by PCR technique. The putative gene and promoter from B. napus were cloned into pSK+ vector and sequenced in both directions. Sense construct from fae gene and its promoter cloned into a plant expression vector, pBI121. Recombinant vector transferred to rapeseed plant via Agrobacterium-mediated transformation method. Presence of gene construct in transgenic plants was confirmed with PCR, dot blot and Southern blotting analyses. Finally the transgene function and its effect on erucic acid content were measured with gas chromatography in transgenic and control plants. Four putative transgenic plants were shown an increase in erucic acid level. Maximum of increasing was observed in one sample (No. 4) with 13% C22:1 in comparison with 1.1% in control plant.