تراريختي گياه كلزا با ساختار تركيبي حاوي ژن جهش يافته epsps و ترادف نشانه كلروپلاستي به منظورافزايش تحمل به علف كش گليفوسيت

Transformation of rapeseed by mutated epsps gene fused to chloroplast signal peptide towards enhancing tolerance to glyphosate

گياهان زراعي متحمل نسبت به علف كش گليفوسيت يكي از كاراترين روش هاي موجود در كنترل علف هاي هرز مزارع محسوب مي شود. گليفوسيت با مهار آنزيم EPSPS (5-انول پيرويل شيكيمات-3-فسفات سنتاز) در مسير شيكيمات مانع سنتز اسيد هاي آمينه حلقوي و در نتيجه مرگ گياه مي شود. يكي از موثرترين راه هاي ايجاد گياهان مقاوم به علف كش گليفوسيت، دست ورزي ژن كد كننده آنزيم EPSPS به منظور كاهش تمايل گليفوسيت به اين آنزيم مي باشد. در مطالعات گذشته از روش جهش زايي هدايت يافته براي ايجاد دو جهش نقطه اي در ژن epsps اشرشيا كولي جهت تبديل اسيد آمينه گليسين 96 به آلانين و آلانين 183 به تريونين استفاده شد. در اين تحقيق، ژن epsps باكتري اشرشياكولي(Ec-epsps) با دو جهش مذكور، به پپتيد نشانه كلروپلاستي ژن epsps مربوط به گياه كلزا متصل شد. سپس، سازه ژني حاصله در ناقل بياني گياهي pBI121 همسانه سازي و با روش مبتني بر Agrobacterium به گياه كلزا رقم PF-704591منتقل شد. حضور و بيان ژن مورد نظر با آناليز هاي مولكولي بررسي و نتايج حاصل از آزمون زيستي نشان داد كه گياهان تراريخت، علف كش گليفوسيت را تا سطح 2 ميلي مولار تحمل مي نمايند. در حالي كه گياهان شاهد در غلظت 5/0 ميلي مولار از علف كش از بين رفتند.

One of the most effective approaches for weed control is production of glyphosate herbicide tolerant crops. Glyphosate blocks plant growth by inhibiting EPSPS (5- enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase) enzyme which in shikimate pathway for the biosynthesis of aromatic amino acids in plants and cause plant death. Manipulation of epsps gene in order to reduce its affinity for glyphosate is one of the best methods for production of glyphosate-tolerant plants. In the previous studies, site-directed mutagenesis was used to confer two point mutations in E. coli epsps gene in order to convert Glycine96 to Alanine (Gly96Ala) and Alanine 183 to Threonine, (Ala183Thr). In this study, mutated epsps gene was fused to the chloroplast signal peptide from B. napus L. epsps gene. Then, the manipulated Ec-epsps gene was cloned in pBI121 as a plant expression vector; Agrobacterium–mediated transformation was used to deliver the recombinant pBI121 in rapeseed cultivar PF-704591. Molecular analyses were used to confirm the presence and expression of the transgene. Bioassay analysis showed that the amount of glyphosate tolerance in transgenic plants was 2 mM, whereas the non-transformed ones were unable to survive in 0.5 mM glyphosate.