مطالعه نقش پيشبر مصنوعي SP-DDEE القاء‌پذير توسط بيمارگرهاي قارچي جهت بيان ژن مقاومت در گياه Brassica napus

Study of the role of the synthetic fungal pathogen inducible SP-DDEE promoter for expression of resistant gene in Brassica napus

بيان ژن‌هاي مقاومت توسط پيشبرهايي كه صرفا در پاسخ به بيمارگرها فعال مي‌شوند مزيت بزرگي در توليد گياهان مقاوم به بيماري محسوب مي‌شود. در اين بررسي ژن كيتيناز كايمري تحت پيشبر القاءپذير با بيمارگر SP-DDEE به گياه كلزا منتقل شد و پتانسيل اين گياهان در مهار رشد بيمارگرهاي قارچي در محيط in vivo مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين راستا، سه سازه ي pGDEC، pGMPC و pBISM2 به ترتيب حاوي پيشبر SP-DDEE ( شامل دوعنصر D و دو عنصر E17 بالادست پيشبر حداقل)، SP-MP (شامل فقط پيشبر حداقل) و CaMV35S ( شامل پيشبر دائمي) جهت تراريختي گياهان مورد استفاده قرار گرفت. بررسي‌ها با استفاده از آزمون فعاليت آنزيمي مشخص نمود كه پيشبر القائي مورد نظر نسبت به محرك متيل جاسمونات القاءپذير بوده ولي پاسخ مشخصي به محرك ساليسيليك اسيد نشان نداد. بعلاوه، نتايج مشخص نمود عصاره ديسك‌هاي برگي گياهان تراريخت حاوي پيشبر SP-DDEE تيمار شده با متيل جاسمونات به نسبت گياهان شاهد قادر به مهار رشد بيمارگرهاي قارچي Sclerotinia sclerotiorum و Rhizoctonia solani مي‌باشند. در مجموع مشخص شد پيشبر SP-DDEE، نه تنها نسبت به محرك متيل جاسمونات به عنوان مولكول پيام رسان در مسير مقاومت به بيمارگرهاي نكروترف القاءپذير مي‌باشد، بلكه ميزان بيان ژن كيتيناز كايمري، تحت كنترل اين پيشبر نيز جهت افزايش مقاوت نسبت به بيمارگرهاي قارچي مناسب به نظر مي‌رسد.

The expression of defensive genes from a promoter that is specifically activated in response to pathogen invasion is highly desirable for engineering disease-resistant plants. In this study, chimeric chitinase gene under the control of SP-DDEE pathogen inducible promoter transformed to the canola plants and these plants were evaluated for their in vivo biocontrol potential against fungal pathogens. In this regard, three constructs, pGDEC, pGMPC, pBISM2 containing synthetic promoters, SP-DDEE (two D and two E elements + minimal promoter), SP-MP (minimal promoter), and the CaMV35S constitutive promoter, respectively were used. Enzyme activity assay demonstrated that the synthetic pathogen-inducible promoter was responsive to the Methyl jasmonate (MJ) elicitor, but not responsive to the salicylic acid. Moreover, results indicated that leaf total protein from transgenic lines harboring the SP-DDEE promoter treated with MJ, inhibited the growth of the fungal pathogens of Sclerotinia sclerotiorum and Rhizoctonia solani. Overall, data show that not only the SP-DDEE synthetic promoter is highly responsive to MJ, as an important chemical signal in necrotrophic pathogen defense, but the inducible expression of the chimeric chitinase gene, when controlled by the SP-DDEE promoter, is also seems to be appropriate to increased resistance to fungal pathogens.