بررسي اثرات اليسيتور عصاره مخمر بر بيان ژن ايزوفلاون سينتاز و برخي پارامترهاي بيوشيميايي در گياهچه هاي سويا (Glycine max)

Investigation of the effects of yeast extract on isoflavone synthase gene expression and some biochemical parameters in Glycine max seedlings

چكيده تا كنون اثرات عصاره مخمر بر خصوصيات مورفولوژيكي و بيوشيميايي گياهان مختلف به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين تحقيق، ميزان بيان ژن ايزوفلاون سينتاز (IFS)، محتوي فلاونوييدي و آنتوسيانين و همچنين فعاليت برخي آنزيم هاي آنتي اكسيدان در گياهچه هاي 9 روزه سويا تحت تيمار با غلظت هاي مختلف (0، 1/0، 2/0 و 5/0 درصد) عصاره مخمر در بازه هاي زماني 8 و 16 ساعت مورد مطالعه قرار گرفت. سويا گياهي يكساله از خانواده نخود است. دانه هاي اين گياه سرشار از تركيبات ايزوفلاونوييدي (جنيستيين و ديدزين) مي باشد كه از پيش ماده فلاونوني توسط آنزيمIFS توليد مي شوند. نتايج نشان دهنده افزايش محتوي فلاونوييد ها و آنتوسيانين و همچنين بيان ژن ايزوفلاون سينتاز و محتوي پروتيين كل گياهچه-هاي تيمار شده با اين اليسيتور در تمامي غلظت ها در مقايسه با گياه شاهد است كه در تيمار بمدت 16 ساعت بيشتر از زمان 8 ساعت مي باشد. از طرف ديگر، فعاليت آنزيم هاي آنتي اكسيدان شامل سوپراكسيد ديسموتاز، كاتالاز و پراكسيداز در گياهان تيمار شده بطور معني داري نسبت به گياه شاهد افزايش يافته است كه در تيمار بمدت 8 ساعت در مقايسه با زمان 16 ساعت بيشتر مي باشد. در مجموع چنين استنباط مي شود كه عصاره مخمر باعث اعمال نوعي تنش اكسيداتيو در گياهچه ها شده است. در اين شرايط، بمنظور كاهش راديكال هاي آزاد در زمان 8 ساعت تيمار، سيستم آنتي اكسيدان آنزيمي فعالتر بوده درحاليكه در زمان 16 ساعت تيمار، بيشتر سيستم آنتي اكسيدان غيرآنزيمي (فنيل پروپانوييدي) وارد عمل مي شود. لذا بنظر مي رسد، تيمار گياه به مدت 16 ساعت با اين اليسيتور، زماني مناسب جهت تحريك بيان ژن ها و همچنين سنتز مواد موثره مي باشد.

Several studies have been investigated the effects of Yeast extract (YE) on morphological and biochemical properties of various plant species. In this research, isoflavone synthase (IFS) gene expression profile, flavonoid and anthocyanin contents and also activity of some antioxidant enzymes have been assessed in 9-day soybean (Glycine max) seedlings which were treated with various concentrations of YE for 8 and 16 hours. Soybean as an annual plant is a member of the Leguminoseae family. Its seeds are containing of isoflavonoid compound (such as genestin and dedzein) which produce through IFS catalyzes from flavonone precursor. Results showed flavonoid and anthocyanin contents, IFS gene expression and also protein content significantly increased in elicited seedlings in compared to that of the control, but more significantly at 16-hour treatment. On the other hand, activity of antioxidant enzymes including superoxid dismutase, catalase and peroxidase was also elevated in treated seedlings rather than of the control that was more remarkable at 8-hour treatment. Based on the results, it can be concluded that treated soybean seedlings with YE lead to induce an oxidative stress. In this condition, while at 8-hour elicitation time the enzymatic antioxidant systems is more active, higher activity of the non-enzymatic antioxidant system (phenyl propanoid pathway) was seen for 16 hours treatment. Therefore, it seems that YE-treated for 16 hours is optimal for inducing of gene expression and also biosynthesis of active ingredient in this plant.