الگوي بيان سه ترپن سنتاز در هفت گونه آرتميزياي بومي ايران

Expression Pattern of Three Terpene Synthase in Seven Artemisia Species Native of Iran

جنس آرتميزيا به عنوان يكي از مهم ترين گياهان دارويي شناخته شده است. انواع مختلفي از ترپنوييدها در اين جنس توليد مي‌گردد. آرتميزينين، سسكويي‌ترپني با خاصيت ضدمالارياي و ضدسرطاني و تري‌ترپن‌هاي اسكوالن و بتاآميرين از تركيبات دارويي مهمي هستند كه توسط گونه‌هاي آرتميزيا توليد مي‌شوند. از آنجا كه فارنسيل‌دي‌فسفات پيش‌ماده تمام تري‌ترپن‌ها و سسكويي‌ترپن‌ها است، بيان ژن فارنسيل‌دي‌فسفات‌سنتاز (FDS) به همراه اسكوالن سنتاز (SQS) و بتاآميرين سنتاز (BAS) در هفت گونه آرتميزياي بومي ايران در سه مرحله رشدي مختلف با استفاده از واكنش زنجيره‌اي پليمراز در زمان واقعي مورد بررسي قرار گرفت. همچنين ميزان تركيب آرتميزينين توسط روش HPLC اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد از بين گونه‌هاي مورد مطالعه، گونه Artemisia annua در مرحله جوانه‌هاي گل بيشترين ميزان آرتميزينين و گونه A. diffusa و A. spicigeria در مرحله رويشي كمترين ميزان اين تركيب را دارند. همچنين بيان ژن FDS در اين گونه‌ها تفاوت قابل توجهي نداشته و با وجود نقش موثر آن در مسير بيوسنتزي آرتميزينين دستكاري آن براي دستيابي به آرتميزينين بيشتر، مناسب نيست. به علاوه هرچه بيان ژن SQS پايين‌تر باشد به ميزان بالاتري از آرتميزينين دست پيدا خواهيم كرد اما عكس آن صادق نيست. همچنين بافت گل گونه A. scoparia بهترين منبع دستيابي به تركيبات اسكوالن و بتاآميرين شناسايي شد.

Artemisia genus is known as one of the most important medical plants. Different types of terpenoids are produced in this genus. Artemisinin is a sesquiterpene with antimalarial and anticancer properties and tritenpenes, squalene and B- amyrin, are important medicinal compounds which are produced by Artemisia species. Since farnesyl diphosphate is the precursor of all tri- and sesquiterpenes, expression of farnesyl diphosphate synthase (FDS), squalene synthase (SQS) and B-amyrin synthase genes in three growth stages of seven Iranian native Artemisia species were studied using Real-Time PCR. Furthermore, content of artemisinin was determined by HPLC. Results showed that among studied species, A. annua had the maximum artemisinin content in budding stage and A. diffusa and A. spicigeria had the minimum artemisinin content in vegetative stage. Also, expression of FDS gene didn’t have any significant difference and by considering its effective role in biosynthesis of artemisinin, manipulating the gene to increase the artemisinin wasn’t useful. Moreover, with the less SQS gene experetion higher artemisinin was achieved Also A. scoparia in flowering stage is the best source for squalene and B-amyrin.