اثر كيتوزان بر بيان ژن چاويكول – O- متيل ترانسفراز و تركيبات فنيل پروپانوئيدي ريحان بنفش L. Ocimum basilicum تحت تنش خشكي

Effects of chitosan on gene expression of chavicol-O-methyl transferase and phenylpropanoid components of Ocimum basilicum (purple cultivar) under water deficit

آنزيم چاويكول-O- متيل ترانسفراز يك آنزيم كليدي در مسير ساخته شدن فنيل پروپانوئيدها در ريحان (Ocimum basilicum L.) يك گياه دارويي و معطر از خانواده نعناعيان (Lamiaceae) است. در اين پژوهش اثر اليسيتور كيتوزان بر ميزان اسانس، تركيبات فنيل پروپانوئيدي و بيان ژن آنزيم چاويكول-O- متيل ترانسفراز در گياه ريحان تحت شرايط تنش خشكي مورد بررسي قرار گرفت. تيمارهاي اين تحقيق شامل تنش خشكي (نرمال، تنش ملايم و متوسط) و محلول پاشي كيتوزان با غلظت هاي 0/2 و 0/4 گرم در ليتر بودند. ميزان متيل چاويكول به وسيله كروماتوگرافي گازي (GC) و كروماتوگرافي گازي متصل به طيف سنج جرمي (GC/MS) تعيين شد و سطح بيان ژن چاويكول-O- متيل ترانسفراز نيز با روش Semi-quantitative RT-PCR بررسي گرديد. نتايج تجزيه واريانس نشان داد ميزان اسانس، ميزان بيان ژن چاويكول-O- متيل ترانسفراز و تركيب متيل چاويكول تحت تاثير تنش خشكي و اليسيتور كيتوزان در مقايسه با نمونه هاي شاهد افزايش معني داري يافت؛ به طوري كه بيشترين ميزان آن با به كارگيري غلظت 0/4 گرم در ليتر از كيتوزان در تنش ملايم يعني آبياري در 30 تخليه رطوبتي از ظرفيت زراعي بدست آمد. تغييرات ميزان تركيب متيل چاويكول با ميزان بيان ژن آنزيم چاويكول– O- متيل ترانسفراز مطابقت داشت، كه مي توان بخشي از اين تغييرات را ناشي از تغيير در سطح بيان ژن آنزيم چاويكول-O- متيل ترانسفراز درنظرگرفت. بنابراين كيتوزان به عنوان يك اليسيتور زيستي مي تواند از طريق افزايش بيان ژن و فعاليت آنزيم چاويكول-O- متيل ترانسفراز سبب افزايش تركيبات فنيل پروپانوئيدي گياه ريحان در شرايط تنش خشكي شود.

Chavicol -O-methyl transferase (CVOMT) is a key enzyme in phenylpropanoid pathway in basil (Ocimum basilicum L.), which is a medicinal and aromatic plant of the Lamiaceae family. In this study, the effect of chitosan elicitor on essential oils yield, phenylpropanoid components and chavicol -O- methyl transfrase gene expression under water deficit was evaluated. The plants under different irrigation regimes were treated with 0.2 and 0.4 g/L chitosan in three stages of growth. Phenylpropanoid compounds were identified by Gas Chromatography and Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GC/MS) and the level of gene expression was monitored by Semi quantitative RTPCR. An analysis of variance indicated that oil yield and CVOMT gene expression and methylchavicol increased under water deficit and chitosan elicitor compared to untreated plants. The changes observed in methylchavicol components were in accordance with the changes of gene expression of chavicol -O-methyl transferase. Thus, chitosan as a biotic elicitor could increase phenylpropanoid components in purple basil by increased gene expression and activity of chavicol -O-methyl transferase.