مطالعه بیان ژن‏های کلیدی در بیوسنتز مونوترپن‏ها در بافت‏های مختلف و در پاسخ به الیسیتورهای غیرزیستی در گیاه دارویی مرزه تابستانه (Hortensis Satureja)

هدف: هدف از این تحقیق بررسی بیان ژن‏های کلیدی 1دی‌اکسی دی‌زایلولز5فسفات ردوکتوایزومراز (dxr) و گاماترپینن‌سنتاز (gts) در مسیر بیوسنتز تیمول و کارواکرول در گیاه مرزه تابستانه (satureja hortensis) یکی از گیاهان دارویی مهم متعلق به خانواده نعناعیان و از منابع مهم ترکیبات فوق بود.مواد و روش‏ها:  تیمار گیاهان با اسیدسالیسیلیک، متیل جاسمونات و  اشعه uvb انجام گرفت. rna  از گیاهان شاهد و تحت تیمار استخراج شد و سپس cdna سنتز شد. آغازگر‏ها جهت جداسازی و بیان ژنهای dxr و gts طراحی شدند. بیان ژن‏های مورد مطالعه به‏روش rtpcr نیمه کمی بررسی شد.نتایج: قطعاتی از ژن‏های gts و dxr توالی یابی شدند. نتایج بررسی بیان ژن در سطح رونوشت نشان داد که هر دو ژن dxr و gts در بافت‏های مختلف (ریشه، ساقه، برگ و گل آذین) دارای بیان‏های متفاوتی هستند و در بافت‏های هوایی به‏ویژه گل آذین و برگ دارای بیان بیشتری می‏باشند. همچنین بیان این ژن‏ها تحت تاثیر الیسیتورهای غیر زیستی شامل اسید سالیسیلیک‏، متیل جاسمونات و اشعه uv-b تغییرات چشم‏گیری نشان می‏دهد.نتیجه‏گیری:  تحت شرایط کنترل شده با به‏کارگیری الیسیتورهای غیر زیستی شامل اسید سالیسیلیک‏، متیل جاسمونات و اشعه uv-b می‏توان بیان ژ‏ن‏های dxr و gts را بالا برده و احتمالا تولید متابولیت ثانویه تیمول و کارواکرول را افزایش داد.

Differential expression of the key genes involved in the biosynthesis of monoterpenes in different tissues and in response to abiotic elicitors in Summer savory (Satureja hortensis)

Aim: The aim of this study was to investigate the expression of key genes, 1deoxyDxylulose5phosphate reductoisomerase )DXR( and gammaterpinene synthase (GTS), involve in thymol and carvacrol biosynthesis pathway in Summer savory (Satureja hortensis). This species is one of the important medicinal plants of the Lamiaceae family, and consider as an important source of the mentioned compounds. Material and Methods: Plants were treated with salicylic acid, methyl jasmonate and UVB rays. RNAs were extracted from control and treated plants and cDNAs were synthesized. Primers were designed for gene isolation and expression studies. Transcript expression analyses for the DXR and GTS were performed using semiquantitative RTPCR method. Results: A partial segment for DXR and GTS genes was sequenced. The relative gene expression analyses showed differential expression of both genes at transcript level in different tissues (roots, stems, leaves and inflorescence), with higher levels of expression in leaf and inflorescence. The expression of both genes under the effect of abiotic elicitors including salicylic acid, methyl jasmonate and UVB rays exhibited significant alteration. Conclusion: Under controlled conditions, using abiotic elicitors such as: salicylic acid, methyl jasmonate and UVB radiation could elevate the level of gene expression and possibly increase the production of secondary metabolite such as: thymol and carvacrol.