هانیه شهاب زاده - ژنتیک و به نژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
صدیقه فابریکی اورنگ - دانشیار، گروه ژنتیک و به نژادی گیاهی، دانشگاه بین المللی امام خمینی، قزوین، ایران.

سابقه و هدف:سنگوئینارین (Sanguinarin) یکی از متابولیت های ثانویه مهم از خانواده آلکالوئیدهای گروه بنزیل ایزوکوئینولین می باشد که به طور گسترده در بیشتر گیاهان خانواده پاپاوراسه(Papaveraceae) ازجمله مامیران کبیر (Chelidonium majus) وجود دارد. سنگوئینارین دارای خواص بسیاری مانند خاصیت ضد میکروبی قوی، ضدقارچی و ضدالتهاب است. کاربرد محرک­های غیرزنده یکی از راهکارهای موثر القای تولید و افزایش متابولیت­های ثانویه می­باشد. محرک­هایی مانند متیل جاسمونات از طریق تحریک سیستم دفاعی گیاه موجب القاء بیوسنتز و انباشت متابولیت های ثانویه می شوند. ازآنجایی که گزارشی مبنی بر جداسازی cDNA کدکننده ژن STS در مسیر بیوسنتز آلکالوئید سنگوئینارین در گیاه مامیران وجود ندارد، در این تحقیق اقدام به جداسازی طول کامل این ژن گردید تا فرصتی برای شناسایی و بررسی مسیرهای بنزیل ایزوکویینولین که تاکنون شناخته نشده اند فراهم گردد. همچنین، پس از جداسازی ژن مذکور، الگوی بیانی این ژن تحت تاثیر محرک غیرزنده متیل جاسمونات در جهت بهبود تولید آن بررسی شد.مواد و روش­ها:در این تحقیق، در مرحله اول شناسایی و جداسازی cDNA کدکننده ژن stylopine synthase (STS) از اندام ریشه گیاه مامیران کبیر انجام شد. این ژن یکی از ژن های مسیر تولید سنگوئینارین می باشد و واکنش تبدیل (S)-Cheilanthifoline به (S)- Stylopine در پل متیلوکسی را سنتز می کند که متعلق به زیر خانواده CYP۷۱۹ است. در مرحله بعدی میزان بیان ژن STS با اعمال تیمار متیل جاسمونات با غلظت ۱۰۰ میکرومولار در چهار سطح (محلول پاشی، آبیاری، ترکیب محلول پاشی+ آبیاری و شاهد بدون متیل جاسمونات) در اندام های مختلف (برگ، ریشه و ساقه) این گیاه در زمان های مختلف پس از تیمار (۶، ۲۴ و ۴۸ ساعت) در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در چهار تکرار در شرایط گلخانه ای بررسی شد.نتایج: جداسازی cDNA ژن STS در دو مرحله انجام شد. ابتدا توالی ناقص (۱۰۰۰ جفت باز) جداسازی شد و بعد با طراحی آغازگرهای جدید بر اساس اطلاعات بدست آمده از توالی اولیه، طول کامل ناحیه کدکننده ژن استیلوپین سنتاز (۱۵۰۰ جفت باز) جداسازی و با موفقیت در پلاسمید pTG۱۹-T همسانه سازی شد. پس از توالی یابی و انجام اصلاحات لازم، توالی ژنی به دست آمده با شماره دسترسی KY۵۵۰۶۷۱.۲ در پایگاه اطلاعاتی NCBI ثبت گردید. با بررسی خصوصیات توالی و مطالعه روابط فیلوژنتیکی، مشخص شد که CYP۷۱۹A۳ حاصل فعالیت ژن STS (ژن همسانه سازی و توالی­یابی شده) متعلق به خانواده پروتئینی P۴۵۰ است. نتایج تجزیه واریانس بیانگر اثر معنی دار تیمار متیل جاسمونات در زمان های مختلف در بافت های متفاوت بر بیان ژن STS گیاه مامیران (در سطح P≤۰.۰۱) بود. بیشترین میزان بیان ژن STS در تیمار ترکیب محلول پاشی+ آبیاری با متیل جاسمونات در زمان ۴۸ ساعت پس از اعمال تیمار در اندام ریشه بود. مقایسه میانگین بیان نسبی ژن STS نشان داد که میزان بیان این ژن در ریشه، برگ و ساقه مامیران کبیر متفاوت بود، به طوری که در ریشه ۵/۱ برابر برگ و ۵/۲ برابر ساقه بود. بیان بالای ژن STS در ریشه مامیران نشان دهنده موثر بودن اندام گیاهی در میزان فعالیت ژن می­باشد و از سوی دیگر کاربرد محرک متیل جاسمونات می­تواند نقش موثری در افزایش بیان آن داشته باشد.نتیجه ­گیری: متیل جاسمونات سبب افزایش بیان ژن STS در مسیر بیوسنتزی سنگوئینارین شد، به طوری که بیشترین افزایش بیان در ریشه گیاه مامیران مشاهده گردید. ازاین رو، توالی ژن کدکننده STS در مسیر بیوسنتز سنگوئینارین و الگوی بیانی آن در گیاه مامیران کبیر می تواند در زمینه مهندسی مسیر این متابولیت ارزشمند استفاده شود.

استیلوپن سنتتاز, همسانه سازی, سنگوئینارین, متیل جاسمونات