بررسي تاثير متقابل ترهالوز و آسكوربيك اسيد بر برخي شاخص‌هاي رشد و بيان ژن‌هاي فتوسنتزي در گياهچه‌هاي Arabidopsis thaliana

An investigation on interaction between trehalose and ascorbic acid on some growth parameters and photosynthetic gene expression in Arabidopsis thaliana seedlings

ترهالوز دي‌ساكاريدي است كه از دو مولكول گلوكز با پيوند آلفا 1-1 تشكيل شده است. تيمار ترهالوز روي گياهچه‌هاي آرابيدوپسيس از رشد ريشه، ظهور برگ‌هاي اوليه و تخصيص كربن از برگ به ريشه ممانعت مي‌كند. در پژوهش حاضر سعي شده است تاثير متقابل آسكوربيك اسيد و ترهالوز روي برخي شاخص‌هاي رشد و بيان ژن‌هاي فتوسنتزي در گياهچه‌هاي آرابيدوپسيس تاليانا بررسي شود. به اين منظور، بذر آرابيدوپسيس در محيط كشت پايه MS، محيط كشت پايه حاوي 1/0 ميلي‌مولار آسكوربيك اسيد، محيط كشت پايه حاوي 100 ميلي مولار ترهالوز و محيط كشت پايه حاوي 1/0 ميلي‌مولار آسكوربيك اسيد و 100 ميلي مولار ترهالوز به مدت 15 روز كشت شدند. نتايج نشان داد كه قند ترهالوز سبب كاهش طول ريشه، وزن خشك و تر شده است. در حالي كه ميزان قند محلول، نشاسته، آسكوربيك اسيد، دهيدرو اسكوربيك اسيد، آسكوربيك اسيد كل و نيز فعاليت آنزيم ترهالاز افزايش يافت. اما افزودن همزمان ترهالوز و آسكوربيك اسيد به محيط كشت سبب افزايش طول ريشه، وزن خشك و تر شده، سبب كاهش ميزان قند محلول، نشاسته، آسكوربيك اسيد، دهيدرو آسكوربيك اسيد، آسكوربيك اسيد كل و نيز فعاليت آنزيم ترهالاز شد. بررسي الگوي بيان ژن نيز نشان داد كه ترهالوز سبب سركوب بيان ژن‌هاي سوكروز فسفات سنتاز، اينورتاز و سوكروز ترانسپورتر شده است. تيمار ترهالوز به تنهايي بيان ژن‌هاي فتوسنتزي را سركوب مي‌كند اما تيمار همزمان ترهالوز و آسكوربيك اسيد تا حدودي سركوب اين ژن‌ها را كاهش مي‌دهد. در مجموع، نتايج حاضر نشان مي‌دهد كه اثر بازدارندگي ترهالوز بر رشد گياهچه‌هاي آرابيدوپسيس مي‌تواند به دليل ممانعت آن بر انتقال قند سوكروز از بافت منبع (برگ) به بافت مخزن (ريشه) باشد.

Trehalose is an ?-? linked glucose disaccharide. Trehalose supplied to the growth medium of Arabidopsis seedlings inhibits root growth, primary leaf development and carbon allocation from shoot to root. In the current study, interaction between trehalose and ascorbic acid on some growth parameters and photosynthetic gene expression was investigated in Arabidopsis seedlings. For this purpose, Arabidopsis seeds were grown on MS medium, MS medium supplemented with 0.1 mM ascorbic acid, MS medium supplemented with 100 mM trehalose and MS medium supplemented with 0.1 mM ascorbic acid combined with 100 mM trehalose for 15 days. The results showed that trehalose decreased root length, and dry and fresh weight as well. Meanwhile, the amount of soluble sugar, starch, ascorbic acid, dehydroascorbate, total ascorbic acid and trehalase activity were increased by trehalose treatment. On the other hand, the combination of trehalose and ascorbic acid treatment increased root length, dry and fresh weight and decreased soluble sugar, starch, ascorbic acid, dehydroascorbate, total ascorbic acid and trehalase activity. Gene expression profiling showed that trehalose suppressed SUS, INV and SUC expression. But ascorbic acid partially lowered gene expression suppression mediated by trehalose. In summary, the current results showed that the inhibitory effect of 100 mM trehalose on Arabidopsis seedlings growth can be because of its inhibitory effect on sucrose transport from source tissue (leaf) to sink tissue (root).