بررسی اثر تنش خشکی بر بیان ژن‌های دخیل در بیوسنتز مونوترپن و سزکوئی‌ترپن‌ها و ترکیبات اسانس در ریحان

مقدمه: ریحان (ocimum basillicum l.) یکی از مهم‌ترین گیاهان دارویی متعلق به خانواده lamiaceae است که اسانس آن حاوی ﺗﺮﮐﯿﺒﺎت ترپنوئیدی مهمی مانند مونوترپن و سزکوئی‌ترپن‌ها می‌باشد. این ترکیبات به‌ طور وسیعی به ‌عنوان دارو مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف: هدف از این تحقیق، بررسی اثر تنش خشکی بر بیان برخی ژن‌های دخیل در بیوسنتز مونوترپن و سزکوئی‌ترپن‌ها و ترکیبات اسانس ریحان بود. روش بررسی: تنش خشکی در سه سطح 100 (شاهد)، 75 و 50 درصد ظرفیت زراعی در مرحله 86 برگی اعمال شد. بیان ژن هایی از جمله سلینن سنتاز (ses)، بتا میرسن سنتاز (mes)، گاما کادینن سنتاز (cds)، آلفا زینجبرن سنتاز (zis) و ژرانیول سنتاز (ges) و ترکیبات تولید شده توسط این ژن‌ها در رقم کشکنی لولوی گیاه ریحان، در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تیمار و سه تکرار ارزیابی شد. نتایج: تجزیه داده‌های مربوط به مطالعه بیان ژن‌ها نشان داد که تنش خشکی 75 و 50 درصد ظرفیت زراعی بیان ژن ges را به ترتیب 2 و 3.8 برابر، بیان ژن mys را به ترتیب 16 و 17.4 برابر و بیان ژن zis را به ترتیب 1.31 و 1.41 برابر نسبت به کنترل افزایش می‌دهد در حالی که بیان ژن ses تقریباً ثابت و بیان ژن cds کاهش یافت. نتیجه‌گیری: نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین تیمارها برای ترکیبات ژرانیول، بتا میرسین و گاما کادینن نشان داد تنش خشکی میزان ژرانیول را کاهش، ولی میزان ترکیبات بتا میرسین و گاما کادینن را افزایش می‌دهد همچنین نتایج نشان داد که تغییرات بیان ژن mys با روند تغییرات بتا میرسن مطابقت دارد.

The effect of drought stress on the expression of some genes involved in monoterpene and sesquiterpanes biosynthesis and essential oil compounds in basil

Background: Basil (Ocimum basillicum L.) is one of the most important medicinal plants belong to Lamiaceae family. Basil essential oil contains important terpenoid compounds, including monoterpanes and sesquiterpanes widely used in drug industries. Objective: In the current investigation, a completely randomized designbased experiment was conducted in greenhouse with three replications and treatments to study the effect of drought stress on the expression of some genes involved in monoterpanes and sesquiterpenes biosynthesis including selinene synthase (SES), betamyrcene synthase (MYS), gammacadinene synthase (CDS), alphazingeberene synthase (ZIS) and geraniol synthase (GES), and the compounds produced by these genes in O. basilicum c.v. Keshkeni luvelou. Methods: Drought stress was applied at three levels of 100, 75 and 50% of field capacity (FC) at 68 leaf stages. Results: Analysis of gene expression data revealed that treatments 75% and 50% of FC increase the GES expression two and 3.8 times, MYS expression 16 and 17.4 times, and expression of the ZIS 1.31 and 1.41 times, respectively. The expression of SES gene was almost constant and the CDS expression was declined. Conclusion: the results of essential oil analysis showed that drought stress reduced the geraniol content, but increased betamyrcene and gammacadinene contents. The results also showed that changes in MYS expression was consistent with the betamyrcene content under drought stress conditions.