بهینه سازی کشت کالوس و انتقال ژن به چند رقم برنج ایرانی با آگروباکتریوم

از مهمترین اهداف اصلاح برنج به دست آوردن ارقام جدید با عملکرد بالا، کیفیت بهتر و مقاوم در برابر تنش‌های زیستی و غیرزیستی به کمک مهندسی ژنتیک است. در این آزمایش، اثر غلظت‌های مختلف تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی (kin، 2,4-d، naa) و پرولین (200، 400 و600 میلی‌گرم در لیتر) در کالوس زایی چند رقم زراعی (شامل موسی‌طارم، نعمت، دم‌سرخ، غریب، علی‌کاظمی و درفک) و همچنین اثر سویه‌های آگروباکتریوم تومه‌فاشینز lba4404)، eha105،agl-1) و غلظت باکتری (1 و 0.6 ،0.2=od600) در تراریزش رقم برگزیده مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج حاصل در قالب آزمایشات فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی، تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد که بین تنظیم‌کننده‌های رشد و ژنوتیپ در پاسخ به کالوس‌زایی اختلاف معنی‌داری وجود داشت. بیشتر ارقام در بیشتر ترکیبات هورمونی درصد کالوس‌زایی بالای 80% را داشتند. دربین ارقام مورد مطالعه، رقم حسن‌سرایی بیشترین میزان رشد کالوس (0.49 گرم) را در محیط کشت حاوی 2mg/l 2,4-d داشت و ارقام غریب و دم سرخ نیز بیشترین وزن کالوس (بالای0.4 گرم) را در محیط دارای 2 mg/l 2,4d و 2 mg/l naa تولید کردند. استفاده از اسیدآمینه پرولین میزان رشد کالوس‌ها را در مقایسه با شاهد کاهش داد و با افزایش میزان پرولین، رشد کالوس کاهش بیشتری داشت. کمترین میزان وزن کالوس‌های برنج (0.138 گرم) در محیط کشت دارای mg/l 600 پرولین مشاهده شد. در میان سه سویه بکار گرفته شده در تراریزش برنج، کالوس های تراریخته تنها با استفاده از سویهeha105 بدست آمدند. هر چند اختلاف معنی‌داری را بین غلظت‌های مختلف آگروباکتریوم در تراریزش برنج مشاهده نشد، ولی باکتری در غلظت 1=od600 کالوس‌های تراریخته بیشتری را تولید کرد. باتوجه به نتایج به‌دست آمده رقم دم‌سرخ قابلیت کالوس‌زایی بیشتری را در محیط دارای 2,4-d داشته و می‌توان از آن در انتقال ژن با اهداف مختلف استفاده نمود.

Optimization of callus induction and Agro-transformation on some Iranian Rice cultivars

Improving new high performance cultivars, with better quality and resistance to biotic and abiotic stresses are important objectives of rice (oryza sativa L.) breeding through genetic engineering. This study, have been done to optimization of callus induction and, transformation protocol for some cultivar of Iranian Rice. In first experiment, effect of plant growth regulators (NAA, 2,4D, Kin), proline (200, 400 and 600 mg/L) and Rice genotypes (including Moosa tarom, Nemat, Dom sorkh, Garib, Ali kazemi and Derafk) in callus induction, bacterial concentrations (OD600 = 0.2, 0.6 and 1) and strain types (LBA4404, EHA105, AGL1) on selected cultivar transformation were evaluated. The results were analyzed in a factorial experiment based on a completely randomized design. Analyses of variance were showed significant difference between plant growth regulator and genotype in response to callus induction. Almost all of the cultivars induced callus up to 80% in majority of PGRs combinations. HasanSaraei, had the higher callus growth rate (over 0.49 g) in the medium supplemented with 2 mg/l 2,4D, and DomSorkh and Garib had the highest callus fresh weight (above 0.4 g) in media containing 2 mg/l 2,4D plus 2 mg/l NAA. Using prolin in callus induction medium decreased callus growth. Lowest callus biomass (0.138 g) produced in medium containing 600 mg/L prolin. Among the three evaluated strain of Agrobacterium tumefaciens, only the EHA105 produced transgenic calli. Analysis of variance showed there was no significant difference between bacterial OD600 on transformation efficiency, but OD600=1 produced more transgenic calli. According to the results, the DomSorkh cultivar is more capable of callus formation in 2,4D medium and can be used for gene transfer for different purposes.