معرفی فایتویین سنتاز بعنوان یک ژن محدود کننده در بیان کاروتنوییدها در برگ ذرت (Zea mays)

سابقه و هدف: کاروتنوییدها یکی از فراوانترین رنگدانه ها در طبیعت بوده و اهمیت زیادی در رژیم غذایی انسان و دام دارند. بنابراین افزایش میزان کاروتنوییدها در گیاهان، بخصوص در غلات که غذای اصلی انسان و دام را تشکیل می دهند، می تواند اهمیت فوق العاده ای در افزایش عملکرد و ارزش غذایی گیاه داشته باشد. از میان آنزیمهایی که در مسیر سنتز کاروتنوییدها دخیل هستند، فایتویین سنتاز بعنوان یک آنزیم کلیدی شناخته شده است. تاکنون سه نوع آنزیم فایتویین سنتاز در ذرت کشف شده است، با این حال، تحقیقات نشان داده اند که همه ی این آنزیمها فعالیت یکسانی در تمام بافتها ندارند. اینکه آیا با وجود سه نوع آنزیم فایتویین سنتاز، افزایش بیان این آنزیم می تواند مسیر سنتز کاروتنوییدها را در جهت افزایش تولید آنها در گیاه تغییر دهد، تا حدود زیادی ناشناخته است.مواد و روش ها: کشت بافت و انتقال ژن با استفاده از روش ابداع شده توسط احمدآبادی و همکاران انجام گرفت (1). برای استخراج dna از برگهای ذرت، از روش doyle و doyle استفاده شد (5). برای تایید حضور ژنهای خارجی انتقال یافته به گیاهان تراریخت باززا شده، واکنش pcr با استفاده از جفت پرایمرهای اختصاصی انجام گرفت. آنالیز محتوای رنگدانه های استخراج شده از گیاهان تراریخت با روش hplc انجام گرفت.یافته ها: در این تحقیق، ما از طریق بیان یک ژن فایتویین سنتاز خارجی در گیاه ذرت، نشان دادیم که این گیاه پتانسیل بسیار بالایی برای افزایش میزان کاروتنوییدها از طریق بیان ژن فایتویین سنتاز دارد و بنابراین، ژن فایتویین سنتاز در گیاه ذرت بعنوان یک ژن محدود کننده در مسیر سنتز کاروتنوییدها محسوب می شود. گیاهان تراریخت بدست آمده، از نظر رشد، تکامل و عملکرد کاملا مشابه گیاهان غیر تراریخت بودند، در حالی که سطح عمومی کاروتنوییدها بطور معنی داری افزایش نشان داد. در این میان، بتا-کاروتن که پیش ماده ویتامین a می باشد، به میزان قابل توجهی افزایش نشان داد.نتیجه گیری: این نتایج نشان می دهند که ذرت پتانسیل بالایی در افزایش میزان کاروتنوییدها، بویژه بتا-کاروتن دارد که این ویژگی در برنامه های اصلاحی ذرت در جهت بهبود ارزش غذایی این محصول حایز اهمیت است.