ارزیابی انتقال چند ژنی یک پروتئین کیناز سرین/ترئونین به همراه ژنی از خانواده سیتوکینین اکسیداز/دِهیدروژناز و فاکتور رونویسی القا شونده در شرایط تنش از خانواده nam-ataf-cuc به برنج

تولید گیاهان متحمل به خشکی با بهبود ساختار ریشه به دلیل بحران کم آبی حائز اهمیت خواهد بود. در این پژوهش سه ژن تاثیر گذار در بهبود ساختار ریشه، مقاومت به خشکی و افزایش جذب فسفر با ساخت سازه‌های ترکیبی دو و سه ژنی برای انتقال به گیاه برنج استفاده شدند. یک پروتئین کیناز سرین/ترئونین موثر در افزایش جذب عناصر غذایی به ویژه فسفر (pstol1)، ژنی از خانواده سیتوکینین اکسیداز/دِهیدروژناز (osckx4) و یکی از ژن‌های کدکننده فاکتور رونویسی القا شونده در شرایط تنش از خانواده nam-ataf-cuc (osnac5) برگرفته از ارقام وحشی برنج تحت نواحی تنظیمی جداگانه در ناحیه t-dna ناقل دوگانه اگروباکتریومی قرار داده شدند. ژن osnac5 تحت پیشبر مختص ریشه rcc3 و ژن pstol1 تحت پیشبر یوبیکوئیتین همسانه‌سازی شدند. همچنین ژن osckx4 یک بار تحت پیشبر یوبی‌کوئیتین و یک بار تحت پیشبر rcc3 همسانه‌سازی شد. دو سازه چند ژنی حاصل موسوم به puhrn5ckpstol و puhrckpstol برای انتقال ژن به برنج رقم هاشمی مورد استفاده قرار گرفتند. انتقال ژن به کالوس حاصل از بذر رسیده برنج انجام شد. گیاهان تراریخته احتمالی توسط واکنش زنجیره‌ای پلیمراز مورد تایید قرار گرفتند. از تعداد 107 گیاه باززاشده‌ای که حضور تراژن‌ها در آنها به اثبات رسید، در نهایت تعداد 14 رخداد تراریخته حاصل شد. مقایسه فنوتیپ ریشه‌ی گیاهان تراریخته در نسل t0 با گیاه شاهد تفاوت ظاهری قابل ملاحظه‌ای در ساختار ریشه نشان داد. امید است تولید برنج با بهبود ساختار ریشه منجر به تحمل خشکی، کاهش مصرف آب و عملکرد بهتر در شرایط تنش شود.

multi-gene transformation evaluation of a serine/threonine protein kinase with a gene from the cytokinin oxidase/dehydrogenase family and a transcription factor induced under stress from the nam-ataf-cuc family to rice

production of drought tolerant crop is an important strategy for avoiding water scarce crisis. improvement of the root structure leading to the higher yield and seed quality. in this study, three genes affecting root structure, drought tolerance and phosphorous absorbance are used in producing hybrid constructs used for the rice transformation. three genes: a serine/threonine protein kinase (pstol1), a gene from the cytokinin oxidase/dehydrogenase family (osckx4) and a transcription factor induced under stress from the nam-ataf-cuc family (osnac5) isolated from the rice wild cultivars are cloned under separate regulatory elements in the t-dna region of the agrobacterium binary vector. osnac5 gene was cloned under rcc3 root specific promoter and pstol1 gene under ubiquitin promoter. also, osckx4 gene was cloned once under ubiquitin promoter and once under rcc3 promoter. two hybrid multi-gene constructs named puhrn5ckpstol and puhrckpstol harboring multiple genes are synthetized and used for the gene transformation into the hashemi cultivar. gene transfer was done to callus obtained from mature rice seeds. transgenic plants were confirmed using pcr analysis. from the number of 107 regenerated plants in which the presence of transgenes was proved, 14 transgenic events were finally obtained. root structure of the t0 plants showed drastic phenotypic difference in comparison to the non-transgenic ones. by now, one transgenic event harboring ckx4 and pstol1 is confirmed to have a homozygous line in t2 generation. it is hoped that genetic engineering of rice for enhanced root structure lead to drought tolerance, reduce water consumption and improve yield under stress conditions.