افزايش مقاومت به تنش شوري در گياه آرابيدوپسيس تاليانا با فرابيان ژن فسفواتانول آمين N- متيل ترانسفراز اسفناج (Spinacia oleracea، Iranian landrace)

Enhance salinity resistance in Arabidopsis thaliana by overexpression of phosphoethanolamine N-methyltransferase gene from spinach (Spinacia oleracea, Iranian landrace)

يكي از مكانسيم هاي مقاومت گياهان به تنش هاي غيرزيستي توليد محلول سازگار گلايسين بتائين است. كولين پيش ساز اين متابوليت مهم و همچنين يك تركيب اصلي در حفظ يكپارچگي و سيگنالينگ غشاي سلولي است. در گياهان مهمترين مرحله توليد كولين را آنزيم سيتوپلاسمي فسفو اتانول آمين N-متيل ترانسفراز (PEAMT; EC 2.1.1.103) كاتاليز مي كند. در اين مطالعه ژن PEAMT از يك رقم محلي گياه اسفناج (Spinacia oleracea Iranian landrace) با استفاده از پرايمرهاي اختصاصي تكثير و در داخل وكتور كلونينگ (pJET) همسانه سازي شد. به منظور فرابيان ژن PEAMT ، سازه ژنيPBI121GUS-9:PEAMT ساخته و در نهايت به باكتري Agrobacterium سويه GV3101(PMP90) منتقل شد. تراريزش گياهان با استفاده از روش غوطه ورسازي گل آذين انجام و آناليز اوليه گياهان تراريخت احتمالي با جوانه زني بذور در محيط انتخابي حاوي آنتي بيوتيك كانامايسين بررسي شد. گياهچه هاي مقاوم به كانامايسين در سطح مولكولي با استفاده از روش PCR غربالگري و تراريختي گياهان در سطح رونوشت برداري با RT-PCR تاييد شد. متعاقباً بررسي هاي فنوتيپي گياهان تراريخت حاوي ژن PEAMT در شرايط تنش شوري نشان داد كه طول ريشه اصلي گياهان تراريخت از مقدار آن در گياهان شاهد به طور معني داري طويل تر، ريشه هاي فرعي گسترده تر و رشد رويشي بهتري داشته اند. اندازه گيري متابوليت گلايسين بتائين و آنزيم پراكسيداز نيز نشان داد كه گياهان تراريخته داراي محتواي گلايسين بتائين بيشتر و فعاليت آنزيم پراكسيدازي بالاتري نسبت به گياهان شاهد داشته اند.

One of the plant resistant mechanisms to abiotic stresses is production of a compatible solute named glycine betaine. Choline is the precursor of this important metabolite and it is also essential compound for the structural integrity and signaling of cell membrane. In plants, the most important step of choline production is catalyzed by cytoplasmic phosphoethanolamine N-methyltransferase (PEAMT ; EC 2.1.1.103) enzyme. In this study, PEAMT gene from spinach (Spinacia oleracea Iranian landrace) was amplified using specific primers and cloned into an intermediate cloning vector (pJET). In order to overexpression of PEAMT gene, the construct of PBI121GUS-9:PEAMT was made and finally was transferred to the Agrobacterium tumefaciens GV3101 (PMP90). Floral dip method was used for transformation and initial analysis of putative transgenic plants was tested in selective medium containing kanamycin. Then resistant seedlings at the molecular level were evaluated using PCR and RT-PCR methods. Results confirmed plant transformation in the level of transcription. Subsequently, The phenotypic analysis under salt stress showed that the main root length of transgenic plants was significantly longer than control nontransgenics. In adition, glycinebetaine contents and peroxidase activity were significantly higher in transgenic compare to non-transgenics control plants.