بررسي تاثير اليسيتورهاي نقره و مس بر بيان ژن فلاون سينتاز 1 و برخي پارامترهاي بيوشيميايي در گياهچه هاي زيره سبز (Cuminum cyminum L) بومي ايران

Investigation of the effects of Ag and Cu elicitors on flavone synthase 1 gene expression and some biochemical parameters on Cuminum cyminum L. endemic to Iran

در اين مطالعه اثر غلظت هاي مختلف اليسيتور نقره (بعد از 4 ساعت از اعمال تيمار) و اليسيتور مس (بعد از 16 ساعت از اعمال تيمار) بر بيان ژن فلاون سينتاز1 (FNS I) و سيستم آنتي اكسيدان گياهچه هاي 21 روزه زيره سبز مورد بررسي قرار گرفت. بررسي نيمه كمي بيان ژن فلاون سينتاز1 بيانگر افزايش معني دار آن در حضور غلظت هاي 25 و 50 ميكرومولار نقره نسبت به نمونه شاهد مي باشد كه با افزايش غلظت تا 100 ميكرومولار بيان آن كاهش مي يابد. از طرف ديگر با افزايش غلظت اين اليسيتور در محيط، محتوي فلاونوئيد كل و آنتوسيانين و فعاليت برخي از آنزيم هاي آنتي اكسيدان و همچنين محتوي پروتئين كل نسبت به گروه شاهد به طور معني داري افزايش يافت. در گياهچه هاي تيمار شده با اليسيتور مس، بيان اين ژن در غلظت هاي 4 و 8 ميكرومولار بطور معني داري در مقايسه با نمونه شاهد افزايش و در غلظت 16 ميكرومولار بيان آن كاملاً مهار شد. در اين شرايط محتوي فلاونوئيد كل و آنتوسيانين نيز روند مشابهي را نشان دادند بطوريكه محتوي آن ها در تيمار 16 ميكرومولار نسبت به نمونه شاهد كاهش يافت. در مقابل، فعاليت آنزيم هاي آنتي اكسيدان بويژه كاتالاز و سوپراكسيد ديسموتاز با افزايش غلظت اين اليسيتور در محيط بطور قابل توجهي نسبت به شاهد افزايش يافته بود، در حاليكه محتوي پروتئين كل بطور معني داري نسبت به گروه شاهد كاهش يافت. از مجموع نتايج چنين اسنتباط مي شود كه افزايش بيان ژن FNS I و محتوي فلاونوئيد كل و آنتوسيانين، نتيجه اعمال تنش اكسيداتيو حاصل از جذب اين عناصر و فعال شدن سيستم آنتي اكسيدان گياه مي باشد.

In this study, effect of different concentrations of AgNO3 (4 hours after treatment) and CuSO4 (16 hours after treatment) elicitors were investigated on gene expression of FNS I and antioxidant system in 21-day Cuminum cyminum seedlings. Semi-quantitative study of FNS I gene expression showed a significant increase at 25 and 50 μM Ag+ concentrations rather than the control which had a decrease by the addition of the elicitor to the concentration of up to 100 μM. On the other hand, by the increase in this elicitor concentration, total flavonoid and anthocyanin contents and activity of some antioxidant enzymes as well as total protein content significantly increased compared with the control group. The gene expression was significantly elevated in the treated seedlings by Cu elicitor at 4 and 8 μM treatments while its expression was completely inhibited at 16 μM concentration. In this condition, total flavonoid and anthocyanin contents showed a similar trend and their contents were significantly reduced at 16 μM compared with the control. On the contrary, by increase in the elicitor concentration, the activity of antioxidant enzymes specially catalase and superoxide dismutase, remarkably increased compared with the control, while total protein content drastically decreased. Based on the results, it is deduced that the increase in FNS I gene expression and total flavonoid and anthocyanin contents, were the results of oxidative stress following absorption of these elicitors and activation of plant antioxidant system.