افزايش بيان دايم ژن كديينون ردوكتاز در گياه تراريخت شقايق الي‌فرا (Papaver somniferom L.)

Stable Over expression of codeinone reductase gene in transgenic Papaver somniferum L.

امروزه گياه Papaver somniferom L. به‌عنوان منبع تجاري آلكالوييدهاي ارزشمند مورفين و كديين محسوب مي‌شود. آنزيم كديينون ردوكتاز (Codeinone reductase) با قابليت تبديل كديينون به كديين و مورفينون به مورفين از آنزيم‌هاي كليدي جهت مهندسي متابوليك مسير بيوسنتز اين تركيب‌ها محسوب مي‌شود. در اين تحقيق ابتدا بهينه‌سازي انتقال ژن از طريق Agrobacterium tumefaciens داراي پلاسميد pBI121 (حاوي ژن گزارشگر gus) انجام گرديد. جداسازي ژن مربوط به بيوسنتز كديينون ردوكتاز براساس توالي موجود در بانك اطلاعاتي (NCBI) انجام و در ناقل بياني تحت كنترل پروموتر CaMV35S كلون گرديد. پس از آماده‌شدن سازه، ريزنمونه‌هاي هيپوكوتيلي شقايق توسط آگروباكتريوم حامل سازه نوتركيب، تلقيح شده و با استفاده از روش مولكولي PCR و آغازگرهاي اختصاصي پيشرو ژن cor و برگشتي ژن nos الحاق ژن در ژنوم گياهان تاييد گرديد. آناليز HPLC نشان‌دهنده تغيير ميزان، نوع و درصد تركيب‌هاي آلكالوييدي در نمونه‌هاي تراريخته نسبت به گياهان شاهد بود. نتايج تحقيق حاضر نشان‌دهنده اهميت دستورزي ژنتيكي آنزيم‌هاي مسير بيوسنتزي مورفين در تغيير الگوي توليد متابوليت‌هاي ارزشمند بنزيل‌ايزوكويينولين مي‌باشد.

Papaver somniferum L. today is considered as the commercial source of the narcotic analgesics morphine and codeine. Codeinone reductase is a key gene in metabolic engineering of isoquinoline alkaloids pathway with the ability of conversion of codeinone to codein and morphine. In this project, at first optimization of the gene transfer of P. somniferum was performed via A. tumefascience containing pBI121 plasmid. This gene then was cloned in expression vectors under control of CaMV35 promoter and transferred to plants by agro transformation. After preparing the structure, hypocotyl explants of P. somniferum was inoculated by agrobacterium carrying recombinant structures. HPLC analysis indicated the variation of the amount, type and percentage of alkaloid compounds in transgenic samples compared to the control plants. The result of the evaluation showed qualitative and quantitative changes in metabolite production of transgenic and control plants.