پاسخ رونویسی ژن‌های ساختاری و تنظیمی موثر در بیوسنتز ایزوپرن‌ها و ارتباط آن با بیوسنتز اسانس به الیسیتورهای سالیسیلیک اسید و آبسیزیک اسید در گیاه نعنا فلفلی

مقدمه: پیش‌سازهای مونوترپنی جهت بیوسنتز منتول از مسیر پلاستیدی متیل اِریتریتول فسفات (mep) تامین می‌شوند.هدف: به منظور درک بهتر متابولسیم ترپن‌ها در گیاه نعنا فلفلی، اثر سالیسیلیک اسید و آبسیزیک اسید در تغییر الگوی بیان ژن‌های موثر در بیوسنتز و ترشح مونوترپن‌ها مورد بررسی قرار گرفت.روش بررسی: فراوانی رونوشت ژن‌های مسیر mep، برخی فاکتورهای رونویسی منتسب به خانواده‌های c2h2، wrky، myb وap2 و همچنین دو نوع پروتئین انتقال‌دهنده لیپید (ltp1, ltp2) در پاسخ به الیسیتورهای سالیسیلیک و آبسیزیک اسید توسط تکنیک pcr در زمان واقعی (qrt-pcr) در زمان‌های 12، 24، 48، 72 و 120 ساعت بعد از اعمال تیمار در مقایسه با شاهد مورد بررسی قرار گرفت. همچنین ارزیابی کمّی و کیفی اسانس توسط دستگاه gc/ms انجام شد. نتایج: بازده اسانس و محتوای منتول تحت اثر هر دوی الیسیتورها افزایش یافت. همچنین بیان ژن‌های mct و cmk در پاسخ به تیمار سالیسیلیک اسید تقویت شد و تیمار آبسیزیک اسید نیز توانست به طور موثری سطح mrna ژن‌های mct و hdrرا تقویت نماید اما بیان سایر ژن‌های مسیر mep به طور مثبتی تحت تاثیر این دو تیمار قرار نگرفت. از سوی دیگر بیان ltp1 و برخی عناصر تنظیمی القاء تریکوم نظیر c2h2 و myb نیز در پاسخ به هر دو تیمار افزایش یافت. این یافته‌ها نشان می‌دهد علاوه بر سهم پیش‌سازهای ایزوپرنی، افزایش کمی و کیفی اسانس در پاسخ به هر دو تیمار بوسیله مکانیسم‌های دیگری کنترل شده است. نتیجه‌گیری: این مطالعه فرصت‌ جدیدی را در آینده جهت بررسی مکانیسم تنظیم رونویسی ترپنوئیدها در راستای بهبود خواص دارویی نعنا فلفلی فراهم می‌آورد.

Transcriptional Response of Structural and Regulatory Genes Involved in Isoprene Biosynthesis and its Relation to Essential Oil Biosynthesis in Response to Salicylic Acid and Abscisic Acid in Mentha piperita L.

Background: In peppermint, precursors for the biosynthesis of monoterpenes are provided by plastidial methylerythritolphosphate (MEP) pathways.Objective: In order to increase our understanding of terpene metabolism in M. piperita, the effect of salicylic acid (SA) and abscisic acid (ABA) in the modulation of expression pattern of genes involved in essential oil biosynthesis and secretion was investigated. Method: Transcript abundance of MEP pathway genes, some introduced transcription factors (TFs) families that probably involved in regulating MEP pathway and two genes coding lipid transfer protein (LTP1, LTP2) were monitored by quantitative real time PCR (qRTPCR) in response to SA and ABA at 12, 24, 48, 72 and 120 h after treatments. As well as, GC/MS was employed to analysis the quality and quantity of essential oil.Results: In plants treated with SA and ABA, oil yield and menthol content increased. Transcript abundance of MCT and CMK genes increased in response to SA treatment. As well as, ABA treatment substantially enhanced mRNA level of gene encoding HDR and MCT. However, transcript levels of other MEP pathway associated genes were not positively affected by both treatments. Moreover, LTP1 transcript and some trichome activator genes which belong to MYB and C2H2 families were increased. These results suggest that, in addition to the effect of altered isoprene availability on terpenoid biosynthesis, increased quality and quantity of essential oil components in M. piperita upon SA and ABA were mediated by other mechanisms. Conclusion: These results provide future avenues for investigation of the underlying mechanism of transcriptional regulation of terpenoids to enhance therapeutic efficacy ofM. piperita.