Expression Analysis of Gene Encoding 1-Deoxy-D-Xylulose 5-Phosphate Reductoisomerase (Dxr) and Cardenolide and Digitoxin Production in Digitalis Purpurea L. Using Polyamines and Methyl Jasmonate As Elicitors

Digitoxin is a glycoside isolated from leaves of various species of digitalis genus that are commonly called foxgloves. digitoxin is used for chronic cardiac insufficiency, tachyarrhythmia form of atrial fibrillation, paroxysmal ciliary arrhythmia, and paroxysmal supraventricular tachycardia. 1deoxyd xylulose 5 phosphate reductoisomerase (dxr) is an important ratelimiting enzyme in 2 cmethyld erythritol 4phosphate (mep) pathway, and expression level of dxr plays a critical role in control of plant isoprenoid biosynthesis pathway. the effects of different elicitors including putrescine, spermine, and spermidine at concentrations of 50 and 100 mg l^-1 and also methyl jasmonate (mj) at 50, 100, and 200 mum concentrations were explored on transcript levels of dxr gene in cell suspension culture of foxglove (digitalis purpurea). dxr transcription levels were assessed by the semiquantitative rtpcr. results showed that elicitors had significant effects on the expression level of dxr and contents of cardenolide and digitoxin. the highest digitoxin (61.3 mu;g g1 dw) and cardenolide (1.48% mg1 dw) content was observed in 100 mg l1 spermidine treatment. in all treatments, the expression of dxr gene was increased compared with the control sample. the highest transcription levels of dxr gene was observed in 50 mum mj and 100 mg l^-1 putrescine elicitors, which was nine folds higher than the control condition, and the lowest levels were observed for putrescine treatments at concentrations of 50 and 100 mg l^-1, respectively.

آنالیز بیان ژن DXR و تولید کاردنولید و دیجیتوکسین تحت تاثیر الیسیتورهای پلی آمین و متیل جاسمونات در گیاه گل انگشتانه ارغوانی (Digitalis purpurea)

دیجیتوکسین ترکیبی گلیکوزیدی است که از برگ گونه های مختلف جنس Digitalis استخراج می شود. دیجیتوکسین در کنترل و درمان نارسایی مزمن قلبی، حمله های قلبی ناگهانی و آریتمی های قلبی مختلف کاربرد دارد. 1 دئوکسی دی گزیلولوز 5 فسفات ردوکتاز ایزومراز (DXR)یک آنزیم مهارکننده مهم در مسیر بیوسنتزی2c) MEP متیلd اریتریتول 4 فسفات( است و سطح بیان ژن DXR نقش مهمی در کنترل بیوسنتز ترکیبات ایزوپرونوئیدی در گیاه دارد. در این تحقیق اثرات محرک های زیستی پلی آمینی شامل پوترسین ، اسپرمین و اسپرمیدین در غلظت های 50 و 100 میلی گرم در لیتر همراه با متیل جاسمونات (MJ) در غلظت های 50 ، 100 و 200 میکرو مولار بر بیان ژن DXR در شرایط کشت سوسپانسیون سلولی گل انگشتانه ارغوانی (Digitalis purpurea) مورد بررسی قرار گرفت. تغییرات در سطح رونویسی ژن DXR توسط روش RTPCR ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که محرک های زیستی اثر معنی داری بر مقدار بیان ژن DXR و بیوسنتز کاردنولید و دیجیتوکسین دارند. بالاترین میزان دیجیتوکسین (3/61 میکروگرم بر گرم وزن خشک) و کاردنولید (48/1 درصد در میلی گرم وزن خشک) در تیمار100 میلی گرم در لیتر اسپرمیدین مشاهده شد. در کلیه تیمارها بیان ژن DXR در مقایسه با نمونه شاهد افزایش یافت. بالاترین سطح رونویسی ژن DXR در غلظت 50 میکرومولار متیل جاسمونات و 100 میلی گرم در لیتر پوترسین وجود داشت که نه برابر بیشتر از شرایط کنترل بود وهمچنین کمترین میزان در تیمار پوترسین در غلظت های 50 و 100 میلی گرم در لیتر مشاهده شد.