كنترل‏ زيستي‏ علف‏ هرز‏ پيچك‏ صحرايي Convolvulus arvensis با‏ استفاده‏ از پروتئين‏ نوتركيب‏ Nep1‏ حاصل‏ از Fusarium oxysporum‏

Recombinant Nep1 From Fusarium oxysporum as a biological agent for control of Convolvulus arvensis

مقدمه:‏ پروتئين‏ Nep1‏ يك‏ علف‏كش‏ زيستي‏ است‏ كه‏ به‏ طور‏ مؤثر‏‏‏‏ي‏ باعث‏ از‏ بين‏ رفتن‏ تعداد‏ زيادي‏ از‏ گياهان‏ دولپه‏‏اي‏ و‏ از‏ جمله‏ طيف‏ وسيعي‏ از‏ علف‏هاي‏ هرز‏ مي‏‏شود. اين‏ پروتئين‏ براي‏ نخستين‏ بار‏ در‏ سال‏ 1995‏ از‏ مايع‏ تخمير‏ قارچ‏ Fusarium oxysporum‏‏ خالص‏سازي‏ ‏‏شد‏‏. مواد‏ و‏ روش‏‏ها:‏ در‏ اين‏ پژوهش،‏ ژن‏ nep1‏ از‏‏ F. oxysporum‏ جداسازي‏ و پس ‏‏از‏ حذف‏ سيگنال‏ نشانه‏ از‏ ابتداي‏ ژن، ساختار‏ نهايي‏ در‏ حامل‏ pET16b‏ كلون‏ و‏ به‏ باكتری (DE3) BL21 E. coli‏ انتقال‏ داده‏ شد. پروتئين‏ نوتركيب‏ پس‏ از‏ توليد‏ در‏ باكتری، خالص‏سازي‏ ‏‏و‏ رقت‏هاي‏ ‏‏مناسب‏ از‏ آن‏ براي‏ سنجش‏ زيستي‏ روي‏ گياه‏ هرز‏ تهيه‏ شد. نتايج:‏ دو‏ ميلي‏‏‏‏ليتر‏ از‏ پروتئين‏ نوتركيب‏ توليد‏ شده‏ با‏ غلظت‏ 60 ميكروگرم‏ در‏ ميلي‏‏‏‏ليتر‏ به‏ گياه‏ بالغ‏ پيچك‏ صحرايي‏ اسپري‏ شد. نتايج‏ به‏ دست‏ آمده‏ نشان‏ داد‏ كه‏ برگ‌هاي‏ گياه پس ‏‏از‏ حدود‏ 2‏ روز‏ شروع‏ به‏ زرد‏ شدن‏ و‏ نكروز‏ وسيع‏ كردند. نكروز‏ كامل‏ و‏ مرگ‏ گياه‏ هرز،‏ 5‏ روز‏ پس‏ از‏ اسپري‏ مشاهده‏ شد. از‏ اسپري‏ بافر‏ بدون‏ پروتئين‏ نوتركيب‏ و‏ همچنين،‏ پروتئين‏ Nep1‏ نوتركيب‏ تقليب‏ شده‏ از‏ طريق‏ 15‏ دقيقه‏ تيمار‏ حرارتي‏ در‏ 100‏ درجه‏ سانتي‏گراد‏ به‏ عنوان‏ شاهد‏ استفاده‏ شد‏ كه پس ‏‏از‏ گذشت‏ 5‏ روز‏ هيچگونه‏ علامتي‏ روي‏ برگ‏هاي‏ ‏‏گلدان‏هاي‏ ‏‏شاهد،‏ مشاهده‏ نشد. بحث‏ و‏ نتيجه‏گيری:‏ نتايج‏ به‏ دست‏ آمده‏ در‏ اين‏ پژوهش‏ نشان‏ داد‏ كه‏ مي‏‏توان‏ از‏ پروتئين‏ نوتركيب‏ Nep1‏ به‏ عنوان‏ يك‏ عامل‏ زيستي‏ توانمند‏ در‏ كنترل‏ گياه‏ هرز‏ C. arvensis‏ استفاده‏ كرد.

Introduction: Nep1 is a natural bio-herbicide protein which has an effective necrosis stimulant in dicotyledonous weeds. This protein was first purified in 1995 form fermentation broth of Fusarium oxysporum. Materials and methods: In this study, the nep1gene was isolated form F. oxysporum, after removal of signal peptide from the beginning of the gene; final pET16b-nep1 construct was cloned and transformed into E. coli BL21 (DE3). The recombinant Nep1 was produced in E. coli. Recombinant protein was purified, diluted and prepared for biological assay on weed. Results: Two ml of recombinant Nep1 with 60 µg/ ml final concentrations was sprayed on Convolvulus arvensis. Our results showed necrosis and chlorosis symptoms were started on the plant leaves after 2 days, also significant necrosis on the leaves of C. arvensis was seen after 5 days. No necrosis lesion was seen in the negative control plants that sprayed only with buffer and denatured recombinant Nep1 in 100 ºC for 15 min. Discussion and conclusion: Our results introduced recombinant Nep1 as a biological potent agent for biocontrol of C. arvensis.