ارزیابی بیان ژن منتون منتول ردوکتاز تحت تاثیر تنش خشکی، شوری و دما در گیاه نعناع فلفلی (mentha piperita)

نعناع فلفلی (mentha piperita) یکی از مهمترین گیاهان دارویی تولید کننده متابولیت های ثانویه است. منتول یک جزء مهم از منوترپن های اسانس نعناع فلفلی است که کاربرد گسترده ای در صنایع داروسازی و مصارف صنعتی دارد. این منوترپن ارزشمند توسط آنزیم منتون منتول ردوکتاز(mmr)  تولید می شود. رشد گیاه و همچنین بیان این ژن تحت تاثیر عوامل تنش زای محیطی دستخوش تغییر می شود. در این تحقیق ریزوم های گیاه نعناع فلفلی پس از ضدعفونی سطحی، در ظروف حاوی محیط کشت ms با مقادیر 0، 50 و 100 میلی‌مولار کلرید سدیم و 0، 50، 100 و 150 میلی‌مولار مانیتول کاشته شدند و بعد در اتاقک‏ های رشد با دماهای 23، 26 و 29 درجه سانتی گراد قرار گرفتند. سه هفته پس از اعمال تنش ها، بیان ژن برگ گیاهان کشت شده با روش real time pcr اندازه گیری شد و اطلاعات حاصل آنالیز شد. نتایج بیانگر این بود که بیان ژن منتون منتول ردوکتاز در غلظت های پایین کلرید سدیم کاهش یافته ولی در غلظت 100 میلی مولار نسبت به گیاه شاهد 97 درصد افزایش داشته است. ولی بیان این ژن در غلظت های بالای مانیتول و همچنین دمای بالا به حداقل سطح خود رسیده است. با توجه به اهمیت نعناع فلفلی در صنایع داروسازی و صنعتی، افزایش تولید منتول با اعمال تیمارهای مختلف حائز اهمیت می باشد. با توجه به نتایج حاصل، ترکیب های تیماری با صفر میلی‌مولار مانیتول،50 میلی‌مولار کلرید سدیم و دمای 23 درجه سانتی‌گراد باعث افزایش 93 درصدی بیان ژن منتون منتول ردوکتاز نسبت به گیاه شاهد شد و پیش بینی می شود که تولید منتول به حداکثر میزان خود برسد.

The effects of drought, salinity, and temperature stresses on the expression of menthone menthol reductase gene in Peppermint (Mentha piperita L.)

Peppermint (Mentha piperita) is one of the most important medicinal plants producing secondary metabolites. Menthol is an important component of peppermint essential oil monoterpenes, which is widely used in pharmaceutical and industrial applications. This monoterpene is produced by the Menthone Menthol Reductase (MMR) enzyme. Plant growth as well as the expression of this gene are affected by environmental stresses. In this study, peppermint rhizomes were first surface-sterilized and cultured in MS medium supplemented with sodium chloride (zero, 50, and 100 mM) and mannitol (zero, 50, 100, and 150 mM). Then they were placed in growth chambers at 23, 26, and 29°C. Three weeks after applying stresses, the expression of this gene in the leaves of the plants was measured by Real-Time PCR, and the obtained data were analyzed. According to the results, the expression of the MMR gene decreased at low concentrations of sodium chloride but increased by 97% at high concentration of 100 mM compared to the control. However, the expression of this gene has reached a minimum level of expression at high concentrations of mannitol as well as at high temperatures. Due to the importance of peppermint in the pharmaceutical industry, increasing the production of menthol through applying different treatments is important. Based on the obtained results, the treatment with mannitol (zero mM) and sodium chloride (50 mM) at 23°C increased the expression of the MMR gene by 93% compared to the control and it seems that the menthol production has reached its maximum level.