ارزيابي ‏‏توليد ‏‏داكسي ‏‏نيوالنول ‏‏در ‏‏جدايه‏هاي ‏‏Fusarium graminearum ‏‏دارا ‏‏و ‏‏فاقد ‏‏dsRNA ‏‏ با ‏‏استفاده ‏‏از ‏‏توتون‏هاي ‏‏تراريخت ‏‏با ‏‏ژن ‏‏AYT1

Evaluation of deoxynivalenol production in dsRNA Carrying and Cured Fusarium graminearum isolates by AYT1 expressing transformed tobacco

مقدمه: ‏‏از ‏‏مخرب‏ترین ‏‏بیماری‏های ‏‏گندم، ‏‏بلایت ‏‏فوزاریومی ‏‏است ‏‏كه ‏‏علاوه ‏‏بر ‏‏كاهش ‏‏عملكرد ‏‏مایكوتوكسین ‏‏داكسی‏نیوالنول ‏‏را ‏‏كه ‏‏یك ‏‏ممانعت ‏‏كننده ‏‏از ‏‏سنتز ‏‏پروتیین ‏‏است ‏‏و ‏‏سلامت ‏‏انسان ‏‏و ‏‏دام ‏‏را ‏‏به ‏‏خطر ‏‏می‏اندازد، ‏‏تولید ‏‏می‏كند‏. ‏‏ویژگی‏های‏ ‏‏ریخت‏شناسی‏ ‏‏و ‏‏بیماری‏زا‏یی ‏‏جدایه‏های ‏‏Fusarium graminearum ‏‏آلوده ‏‏به ‏‏dsRNA ‏‏دستخوش ‏‏تغییراتی ‏‏مانند ‏‏كاهش ‏‏شدت ‏‏بیماری‏زا‏یی ‏‏و ‏‏كاهش ‏‏میزان ‏‏مایكوتوكسین ‏‏داكسی‏نیوالنول ‏‏می‏شوند. ‏‏مطالعات ‏‏گذشته ‏‏نشان ‏‏داده‏اند ‏‏كه ‏‏بیان ‏‏استیل ‏‏ترانس ‏‏فراز ‏‏مخمری ‏‏(ScAYT1) ‏‏كه ‏‏یك ‏‏3- ‏‏O- تریكوتسین ‏‏استیل ‏‏ترانس ‏‏فراز ‏‏است ‏‏و ‏‏داكسی‏نیوالنول ‏‏را ‏‏به ‏‏شكل‏ ‏‏استیله ‏‏آن ‏‏كه ‏‏به ‏‏مراتب ‏‏سمیت ‏‏پایین‏تری ‏‏‏دارد ‏‏تبدیل ‏‏می‏كند، ‏‏قادر ‏‏است ‏‏حساسیت ‏‏به ‏‏توكسین ‏‏را ‏‏در ‏‏مخمرهای ‏‏موتانت ‏‏به ‏‏شدت ‏‏كاهش ‏‏دهد. ‏‏‏‏‏ مواد ‏‏و ‏‏روش‏‏ها: ‏‏در ‏‏این ‏‏مطالعه، ‏‏ژن ‏‏AYT1 ‏‏با ‏‏استفاده ‏‏از ‏‏اگروباكتریوم ‏‏به ‏‏گیاه ‏‏مدل ‏‏توتون ‏‏انتقال ‏‏داده ‏‏شد. ‏‏به ‏‏منظور ‏‏بررسی ‏‏اینكه ‏‏بیان ‏‏ScAYT1 ‏‏در ‏‏توتون‏های ‏‏تراریخت ‏‏می‏تواند ‏‏در ‏‏سم‏زدایی ‏‏از ‏‏مایكوتوكسین ‏‏داكسی‏نیوالنول ‏‏موجود ‏‏در ‏‏عصاره ‏‏قارچ ‏‏مؤثر ‏‏باشد ‏‏و ‏‏همچنین، ‏‏مطالعه ‏‏اثر ‏‏آلودگی ‏‏به ‏‏dsRNA ‏‏در ‏‏میزان ‏‏سم‏زدایی ‏‏و ‏‏مقاومت ‏‏گیاهچه‏ها، ‏‏نسل ‏‏دوم ‏‏گیاهان ‏‏توتون ‏‏تراریخت ‏‏با ‏‏عصاره ‏‏استخراج ‏‏شده ‏‏از ‏‏كشت ‏‏جدایه‏های ‏‏F.graminearum ‏‏دارای ‏‏dsRNA ‏‏و ‏‏فاقد ‏‏آن ‏‏تیمار ‏‏شدند. ‏‏‏‏‏ نتایج: ‏‏ارزیابی‏های ‏‏درون ‏‏شیشه‏ای ‏‏انجام ‏‏شده ‏‏با ‏‏استفاده ‏‏از ‏‏عصاره ‏‏كشت ‏‏جدایه‏های ‏‏فوزاریوم ‏‏دارای ‏‏dsRNA ‏‏و ‏‏فاقد ‏‏آن ‏‏و ‏‏ppm ‏‏10 ‏‏مایكوتوكسین ‏‏داكسی‏نیوالنول، ‏‏بروز ‏‏سطوح ‏‏متفاوتی ‏‏از ‏‏مقاومت ‏‏را ‏‏در ‏‏گیاهان ‏‏تراریخت ‏‏نشان ‏‏داد. ‏‏‏‏‏ بحث ‏‏و ‏‏نتیجه‏گیری: ‏‏نتایج ‏‏این ‏‏مطالعه ‏‏نشان ‏‏می‏دهد ‏‏كه ‏‏بیان ‏‏تراژن ‏‏AYT1 ‏‏و ‏‏آلودگی ‏‏فوزاریوم ‏‏به ‏‏dsRNA ‏‏می‏توانند ‏‏در ‏‏القای ‏‏تحمل ‏‏به ‏‏داكسی‏نیوالنول ‏‏و ‏‏به ‏‏دنبال ‏‏آن ‏‏افزایش ‏‏مقاومت ‏‏به ‏‏بیماری ‏‏بلایت ‏‏فوزاریومی ‏‏سنبله ‏‏گندم ‏‏مؤثر ‏‏باشند.

Introduction: Fusarium head blight (FHB), is the most destructive disease of wheat, producing the mycotoxin deoxynivalenol, a protein synthesis inhibitor, which is harmful to humans and livestock. dsRNAmycoviruses-infected-isolates of Fusariumgraminearum, showed changes in morphological and pathogenicity phenotypes including reduced virulence towards wheat and decreased production of trichothecene mycotoxin (deoxynivalenol: DON). Materials and methods: Previous studies indicated that over expression of yeast acetyl transferase gene (ScAYT1) encoding a 3-O trichothecene acetyl transferase that converts deoxynivalenol to a less toxic acetylated form, leads to suppression of the deoxynivalenol sensitivity in pdr5 yeast mutants. To identify whether ScAYT1 over-expression in transgenic tobacco plants can deal with mycotoxin (deoxynivalenol) in fungal extract and studying the effect of dsRNA contamination on detoxification and resistance level, we have treated T1 AYT1 transgenic tobacco seedlings with complete extraction of normal F. graminearum isolate carrying dsRNA metabolites. First, we introduced AYT1into the model tobacco plants through Agrobacterium-mediated transformation in an attempt to detoxify deoxynivalenol. Results: In vitro tests with extraction of dsRNA carrying and cured isolates of F. graminearum and 10 ppm of deoxynivalenol indicated variable resistance levels in transgenic plants. Discussion and conclusion: The results of this study indicate that the transgene expression AYT1 and Fusarium infection to dsRNA can induce tolerance to deoxynivalenol, followed by increased resistance to Fusarium head blight disease of wheat.