شناسایی و جداسازی ژن‌های سینامات 4-هیدروکسیلاز و چالکون سنتتاز در ریشه گیاه گل سازوئی scrophularia striata و بررسی بیان آن‌ها و برخی صفات فیزیولوژیک تحت تاثیر الیستورهای غیر زیستی مختلف

هدف: گل سازوئی (scrophularia striata) گیاهی متعلق به خانواده گل میمون (scrophulariaceae) است. نظر به اهمیت ترکیبات فنیل پروپانوئیدی در این گیاه، شناسایی و جداسازی ژن‌های کد کننده آنزیم های سینامات 4-هیدروکسیلاز (c4h) و چالکون سنتتاز (chs) دخیل در مسیر بیوسنتز این ترکیبات و همچنین ارزیابی بیان ژن‌های مذکور تحت تاثیر محرک‌های گوناگون غیر زیستی انجام شد.مواد و روش‌ها: بذور گیاهان وحشی رشد یافته در اطراف دانشگاه جمع آوری و در شرایط گلخانه ای کشت داده شدند. قبل از مرحله گلدهی نمونه برداری صورت گرفت. استخراج rna، سنتز cdna، جداسازی و تعیین توالی ژن های chs و c4h در ریشه این گیاه برای اولین بار به طور موفقیت آمیزی انجام گرفت. بیان ژن‌های مذکور تحت تاثیر سه الیسیتور سالیسیلیک اسید (sa)، جاسمونیک اسید (ja) و جیبرلیک اسید (ga) هر کدام در غلظت های 100 و 300 پی پی ام در قالب طرح کاملا تصادفی در سطح رونوشت به روشrealtimepcr انجام شد.نتایج: نتایج آنالیز بیان ژن نشان داد که در بین محرک‌های مورد استفاده، ja و sa در غلظت 100 پی پی ام بیشترین تاثیر را بر افزایش بیان ژن‌های c4h و chs داشتند. به طوری که در بررسی تاثیر الیستورهای فوق الذکر بر تجمع ترکیبات فنیل پروپانوئیدی این موضوع به طور نسبی تایید شد. همچنین با افزایش غلظت ja و sa بیان ژن‌های c4h و chs کاهش یافت. نتیجه‌گیری: نتایج کلی کاربرد الیسسیتورها روی بیان ژن و انباشت متابولیت های ثانویه نشان داد که کاربرد خارجی محرک ها در غلظت مناسب احتمالا از طریق القای سیستم دفاعی گیاه می تواند در بیوسنتز و انباشت متابولیت های ثانویه با ارزش همچون ترکیبات فنیل پروپانوئیدی در ریشه گل سازوئی نقش داشته باشد و به دنبال آن شناسایی و آنالیز بیان ژن‌های درگیر در بیوسنتز چنین ترکیبات با ارزشی می‌تواند در تحقیقات پایه تکمیلی جهت استفاده در صنعت داروسازی و صنایع غذایی موثر واقع شود.

Identification and isolation of cinnamate 4hydroxylase and chalcon syntase genes in the roots of scrophularia striata and study of their expression and some physiological traits under the influence of various abiotic elicitors

ObjectiveScrophularia striata is a plant belonging to the Scrophulariaceae family. Due to the importance of phenylpropanoid compounds in this plant, identification and isolation of genes encoding cinnamate enzymes 4hydroxylase (C4H) and chalcone synthetase (CHS) involved in the biosynthesis of these compounds and also, their expression under the influence of various abiotic elicitors was performed.Materials and methodsSeeds of wild plants grown around the university were collected and were cultured in greenhouse conditions. Sampling was done before flowering stage. RNA extraction, cDNA synthesis, isolation and sequencing of CHS and C4H genes in the roots of this plant were successfully performed for the first time. The expression of these genes was performed under the influence of three salicylic acid (SA), jasmonic acid (JA) and gibberellic acid (GA) each at concentrations of 100 and 300 ppm using a completely randomized design at the transcript level by Real Time PCR method.  ResultsThe results showed that among the elicitors used, JA and SA with the concentration of 100 ppm had the greatest effect on increasing the expression of C4H and CHS genes so that in investigating the effect of the abovementioned elicitors on the accumulation of phenylpropanoid compounds, this issue was partially confirmed. Also, in the study, increasing the concentration of JA and SA decreased the expression of C4H and CHS genes.ConclusionsThe general results of the use of elicitors on gene expression and accumulation of secondary metabolites showed that the external use of stimulants in appropriate concentrations, possibly through the induction of the plant immune system, can play a role in the biosynthesis and accumulation of valuable secondary metabolites such as phenylpropanoid compounds in the roots of Scrophularia striata and subsequently identifying and analyzing the expression of genes involved in the biosynthesis of such valuable compounds can be effective in complementary basic research for use in the pharmaceutical and food industries.