بررسی بیان نسبی ژن هم‌ساخت (هومولوگ) ap1 در اندام‌های مختلف خردل سیاه (brassica nigra l.): اثر هیدروژن سولفید (h2s) بر تحریک گل‌دهی و بیان ژن

هدف: ژن apetala1 (ap1) در پیشبرد مرحله‌ی گذر از مرحله رویشی به زایشی و نیز تعیین هویت مریستم گل نقش مهمی ایفا می‌کند. این پژوهش با هدف بررسی بیان نسبی این ژن در گیاه خردل سیاه (brassica nigra l.) انجام شد. همچنین اثر هیدروژن سولفید بر گل‌دهی و بیان نسبی ژن ap1 نیز مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش‌ها: rna کل از نمونه‌های مورد آزمایش، استخراج و برای ساخت cdna استفاده گردید. آغازگرهای اختصاصی براساس هم‌راستایی توالی ژن‌های هم‌ساخت ap1 در گیاهان هم‌خانواده، طراحی و برای واکنش rt-pcr مورد استفاده قرار گرفتند. میزان بیان نسبی ژن در مرحله زایشی در اندام‌های مختلف از قبیل ریشه‌، ساقه، برگ، غنچه گل، کاسبرگ، گلبرگ، پرچم و مادگی مطالعه و بررسی شد. اثر سدیم هیدروژن سولفید (nahs) نیز بر گل‌دهی و میزان نسبی بیان ژن ap1 در مراحل مختلف نموی در شاخساره رویشی، شاخساره زایشی و غنچه گل بررسی شد. شدت بیان با نرم‌افزار imagej اندازه‌گیری و داده‌ها با آنالیز آماری anova و آزمون دانکن با سطح اطمینان 95 درصد مقایسه شدند. نتایج: بررسی بیان نسبی ژن ap1 در اندام‌های مختلف گیاه خردل سیاه در مرحله زایشی حاکی از بیان آن در غنچه‌ی گل، کاسبرگ، گلبرگ و برگ و عدم بیان آن در ریشه، ساقه، پرچم و مادگی بود. همچنین بررسی بیان نسبی ژن ap1 در نمونه‌های تحت تیمار nahs نسبت به گروه شاهد نشان داد که آغاز بیان ژن ap1 و در نتیجه مرحله‌ی گذر به گل‌دهی، در گیاهان تحت تیمار سولفید هیدروژن سریع‌تر انجام می‌شود و گیاهان تیمار شده دارای دوره‌ی رویشی کوتاه‌تری هستند (حدود هشت روز زودتر وارد مرحله زایشی شدند). مقایسه‌ی بیان نسبی ژن ‌ap1 در شاخساره‌های رویشی، شاخساره‌های زایشی و غنچه گل، در مراحل نموی یکسان تفاوت معنی‌داری نشان نداد اما میزان بیان در زمان‌های یکسان نمونه‌برداری، بیان بالاتر آن را در نمونه‌های تیمار شده نشان داد بطوری که تا روز بیستم که گیاهان تیمار به مرحله تشکیل گل رسیدند هیچ بیانی در نمونه‌های شاهد مشاهده نشد. نتیجه‌گیری: الگوی بیان نسبی ژن ap1 طی مراحل نموی و افزایش آن در مرحله زایشی، می‌تواند تاییدکننده‌ی نقش این ژن در فرآیند گل‌دهی باشد. nahs سبب تحریک گل‌دهی شد و در یک چرخه زندگی 35 روزه، گیاهان تیمار شده، هشت روز زودتر وارد مرحله زایشی شدند. بنابراین، تیمار nahs، با کوتاه کردن دوره‌ی رویشی، بیان زودرس ژن ap1 و در نتیجه گل‌دهی زودرس را تحریک کرد.

investigating relative expression of ap1 homologous in different organs of black mustard (brassica nigra l.): the effect of hydrogen sulfide (h2s) on flower stimulation and gene expression

objectiveapetala1 (ap1) gene plays an important role in promoting transition from vegetative to reproductive phase and determining the flower meristem identity. this research was conducted to investigate the ap1 relative expression in the black mustard plant (brassica nigra l.). also, the effect of hydrogen sulfide on flowering and its relative expression was investigated.materials and methodstotal rna was extracted from the collected samples and used to make cdna. specific primers were designed and used for rt-pcr reaction based on the sequence alignment of ap1 homologous genes in plants of the same family. the relative expression of ap1 was studied in the reproductive phase in different organs such as root, stem, leaf, flower bud, sepal, petal, stamen and pistil. in addition, the effect of nahs on flowering and relative gene expression in different developmental stages in vegetative shoots, generative shoots and flower buds was investigated. the intensity of expression was measured with imagej software and the data were compared with anova statistical analysis and duncan’s test with a confidence factor of 95%.  resultsstudies of the relative expression of ap1 gene in different organs of the black mustard in the generative phase indicated that this gene is expressed in flower bud, sepal, petal and leaf, but no expression was observed in the root, stem, stamen and pistil. also, its relative expression in samples treated with nahs compared with the control group showed that the beginning of ap1 gene expression and consequently the transition to flowering is faster and earlier in plants treated with hydrogen sulfide. thus, the treated plants had a shorter life cycle and flowered 8 days earlier. the comparison of its expression in vegetative shoots, reproductive shoots and flower buds did not show any significant difference in the same developmental stages, but expression higher levels was observed at the same sampling times in the treated samples compared with controls. no expression was observed in the control samples at the periods that the treated samples showed high expression and were in generative phase and flowering.conclusionsthe relative expression of ap1 gene during developmental stages and its increase in the reproductive stage can confirm its role in the flowering process. nahs induced flowering and in a 35-day life cycle, treated plants entered the reproductive phase 8 days earlier. therefore, nahs treatment, by shortening the vegetative period, stimulated the precocious expression of ap1 gene and consequently its flowering.