تاثیر محرک‌های سالیسیلیک اسید و عصاره مخمر بر بیان ژن‌های hmgr و gpps دخیل در بیوسنتز ترپن‌ها در گیاه دارویی چویل در شرایط کشت سوسپانسیون سلولی

چویل (boiss (schlecht) ferulago angulata) از گیاهان دارویی با ارزش و بومی ایران است که غنی از ترکیبات ترپنی بوده و به لحاظ داشتن خواص ضد میکروبی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این تحقیق، تاثیر غلظت‌های مختلف سالیسیلیک اسید و عصاره مخمر در کشت‌های سوسپانسیون سلولی چویل بر الگوی بیان ژن‌های درگیر در مسیر بیوسنتز ترپن‌ها (hmgr و gpps) برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفت. کشت سوسپانسیون سلولی چویل با استفاده از کالوس‌های حاصل از ریزنمونه برگ انجام شد و محرک‌‌های اسید سالیسیلیک و عصاره مخمر (با غلظت‌های 50، 100 و 150 میلی‌گرم بر لیتر) در مرحله رشد فعال سوسپانسیون به محیط کشت اضافه گردید و 24، 48 و 72 ساعت پس از تیمار، نمونه سلولی تهیه گردید. از کشت‌های سلولی بدون اعمال تیمار محرک به‌عنوان شاهد استفاده شد. بررسی الگوی بیانی ژن‌های hmgr و gpps با استفاده از real-time pcr نشان داد که بیان هر دو ژن به‌طور معنی‌داری تحت تاثیر نوع و غلظت محرک و مدت‌زمان پس از تیمار قرار گرفت. بیان نسبی ژن‌های hmgr و gpps با تیمار محرک‌های مورد بررسی نسبت به شاهد افزایش یافت، ولی افزایش میزان بیان نسبی این‌ ژن‌ها در تیمار سالیسیلیک اسید به‌طور معنی‌داری بیشتر از تیمار عصاره مخمر بود. بیشترین بیان نسبی ژن‌های gpps و hmgr مربوط به تیمار سالیسیلیک اسید با غلظت 100 میلی‌گرم بر لیتر و 24 ساعت پس از تیمار بود. با این ‌حال، بیشترین بیان نسبی این ژن‌ها در زمان‌های 24 و 72 ساعت پس از تیمار 150 میلی‌گرم بر لیتر عصاره مخمر مشاهده شد. نتایج این مطالعه می‌تواند در زمینه مهندسی متابولیت گیاه چویل مورد بهره‌گیری و استفاده قرار گیرد.

Effect of Salicylic Acid and Yeast Extract Elicitors on the Expression of HMGR and GPPS Genes Involved in Biosynthesis of Terpenes in Medicinal Plant Ferulago angulata under Cell Suspension Culture Condition

Ferulago angulata (Schlecht) Boiss is one of the valuable and endemic medicinal plants of Iran, which is of great importance due to the source of terpenoid compounds and antimicrobial properties. In current study, the effects of different concentrations of salicylic acid and yeast extract in cell suspension culture of F.angulata on expression pattern of the HMGR and GPPS genes (involved in terpenes biosynthesis) were investigated for the first time. The F. angulata cell suspension cultures were initiated and established using calli derived from leaf explants, and salicylic acid and yeast extract elicitors (with 50, 100 and 150 mg/L concentrations) were added to the cultures during active growth. Then, the cell samples were prepared at 24, 48 and 72 hours after treatment. Analysis of expression pattern of HMGR and GPPS genes using Realtime PCR showed that the expression of both genes were significantly influenced by the type and concentration of the elicitors and also the times after treatment. The relative expression of HMGR and GPPS genes under elicitors were increased compared to the control, and furthermore, the increase in the relative expression of these genes under salicylic acid treatment was significantly higher than that of yeast extract treatment. The highest relative expression of GPPS and HMGR genes was related to 100 mg/L salicylic acid treatment at 24 hours after treatment. However, the highest relative expression of these genes was observed under the 24 and 72 hours after treatment of 150 mg/L yeast extract. The results of this study could be useful in metabolic engineering of F. angulata.