بیان ژن کلیدی مسیر سنتز سزامین در کنجد (cyp81q1) تحت تاثیر الیسیتورهای نیترات-نقره و نانوذرات روی

مقدمه: کنجد (sesamum indicum l.) به دلیل تولید ترکیبات لیگنانی از جمله سزامین و سزامول دارای اهمیت ویژه ای است. سزامین از دسته لیگنان های فوروفوران است که در گیاهان آوندی و به ویژه گونه کنجد وجود دارد. سزامین به دلیل دارا بودن اثرات بیولوژیکی سودمند در پستانداران مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در سال های اخیر تلاش های زیادی برای شناسایی ژن های دخیل در مسیر بیوسنتزی سزامین انجام شده است.هدف: در این پژوهش تاثیر دو الیسیتور نیترات نقره و نانوذرات روی بر میزان بیان ژن کلیدی دخیل در بیوسنتز سزامین، cyp81q1، در کشت سوسپانسیون سلولی کنجد بررسی شد.روش: الیسیتورهای نیترات نقره و نانوذرات روی با غلظت های 0.25، 0.5 و 1 میلی گرم در لیتر بطور جداگانه در کشت سوسپانسیون سلولی 18 روزه کنجد اعمال شدند و نمونه برداری در چهار بازه زمانی صفر، 2، 8 و 24 ساعت پس از تیمار صورت گرفت. از نمونه های سلولی منجمد شده با نیتروژن مایع برای تعیین سطح بیان ژن با روش qrtpcr استفاده شد.نتیجه: براساس نتایج این تحقیق ژن cyp81q1 بیشترین سطح بیان را در تیمار حاوی 0.25 میلی گرم در لیتر نانو ذره روی و 8 ساعت بعد از اعمال الیسیتور داشت. بیان این ژن در سلول های تیمار شده با 0.5 و 1 میلی گرم در لیتر نیترات نقره بترتیب در 24 و 8 ساعت بعد از اعمال الیسیتور به حداکثر رسید.بحث: میزان بیان ژن کلیدی دخیل در تولید لیگنان سزامین در همه نمونه های تیمار شده با الیسیتورها افزایش یافت. میزان افزایش بیان این ژن بطور عمده به مقدار الیسیتور و بازه زمانی بعد از اعمال آن بستگی دارد.

Expression of the key gene in the sesamin biosynthesis pathway in sesame (CYP81Q1) under the effect of nitrate silver and zinc nanoparticles elicitors

Sesame (Sesamum indicum L.) is an important crop for the production of useful compounds such as sesamin and sesamolin. Sesamin, a furofuran class lignin, is widespread in vascular plants and represented by Sesamum spp. Sesamin has been of rapidly growing interest because of its beneficial biological effects in mammals. In this regard, in the last decade, there have been attempts to increase the production of this substance through metabolic engineering, gaining more knowledge of biosynthetic pathways and the genes involved in them and increasing their expression using different elicitors. In this study, the effect of silver nitrate and zinc nanoparticles on expression level of a key gene involved in sesamin biosynthesis pathway CYP81Q1, was detected using optimized sesame cell suspension culture. Different concentrations of the elicitors including 0.25, 0.5 and 1 mg/l were added to the 18 dayold cell suspension culture. Sampling was carried out after 0, 2, 8 and 24 hours post treatment. Cell samples frozen with liquid nitrogen were used to elucidate the expression level of genes by QRTPCR technique.Our data showed that CYP81Q1 gene reached maximum levels at 8 h postelicitation with 0.25 mg/l zinc nanoparticles. Expression level of CYP81Q1 was detected in the cell treated with 0.5 and 1 mg/l silver nitrate and showed peak at 24 and 8 h postelicitation respectively. We observed that in the cells treated with silver nitrate and zinc nanoparticles, expression level of CYP81Q1 key gene involved in sesamin biosynthesis was increased. This increase was generally dependent on the elicitors amount and time postelicitation. The results showed both elicitors made an increase in gene expression.