بررسی بیان ژن‌های 1- دئوکسی- دی- گزیلولوز 5- فسفات ردوکتاز ایزومراز (dxr)، سابینن سینتاز (tctps1) و آلفاترپینئول سینتاز (tctps5) در ارتباط با بیوسنتز تیمول و کارواکرول در گیاه آویشن باغی (thymus vulgaris) تحت تنش کم‌آبی

مقدمه: تیمول و کارواکرول دو متابولیت ثانویه ارزشمند گیاه دارویی آویشن باغی (thymus vulgaris) است که تولید آن در گیاه به شدت تحت تاثیر فاکتورهای ژنتیکی و محیطی است.هدف: بررسی تاثیر تنش کم آبی بر بیان 3 ژن مهم مسیر بیوسنتز تیمول و کارواکرول، صفات فیتوشیمیایی و فیزیولوژیک گیاه آویشن باغی بود.روش بررسی: این آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 4 تیمار و 3 تکرار در گلخانه تحقیقاتی پژوهشکده گیاهان دارویی جهاد دانشگاهی انجام شد. تیمارها شامل شرایط 100 درصد (شاهد)، 70 درصد (تنش ملایم)، 40 درصد (تنش متوسط) و 20 درصد ظرفیت زراعی (تنش شدید) بود. بررسی بیان ژن ها با روش qrtpcr بررسی شد و آنالیز اسانس توسط روش hplc انجام شد. همچنین صفات فیزیولوژیک محتوای کلروفیل، محتوای نسبی آب برگ، درصد نشت الکترولیت و محتوای کاروتنوئید مورد سنجش قرار گرفت.نتایج: نتایج نشان داد تنش کم آبی اثر معنی داری (p ≤0/05) بر بیان ژن های مورد مطالعه داشت. بیش ترین میزان بیان ژن های dxr)) و (tctps5) در تیمار 70 درصد ظرفیت زراعی و بیشترین میزان بیان ژن (tctps1) در تیمار 40 درصد ظرفیت زراعی مشاهده شد. همچنین بیشترین میزان تیمول و کارواکرول در تیمار 70 درصد ظرفیت زراعی مشاهده شد. از سوی دیگر بیشترین میزان کلروفیل در تیمار شاهد و بیشترین میزان کاروتنوئید در تیمار 70 درصد ظرفیت زراعی به دست آمد. همچنین در صفات محتوی نسبی آب و نشت الکترولیت تفاوت معنی داری میان تیمارهای اعمال شده مشاهده نشد.نتیجه گیری: سطح رطوبت 70 درصد ظرفیت زراعی از طریق افزایش بیان ژن های ابتدا و انتهای مسیر بیوسنتزی mep باعث افزایش تولید متابولیت های ثانویه تیمول و کارواکرول شده است.

Expression of Genes 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate Reductoisomerase (DXR), Sabinen Synthase (Tctps1) and α- terpineol Synthase (Tctps5) and its Relation to Thymol and Carvacrol Biosynthesis in Thymus vulgaris under Water Deficit Stress

Background: Thymol and Carvacrol are the two important secondary metabolites from Thymus vulgaris that productions of them are controlled by genetic and environmental factors.Objective: Evaluation of Water stress effects on expression of three important genes of thymol and carvacrol biosynthetic pathway and also physiological and phytochemical properties of Thymus vulgaris.Methods: The present study was conducted in a randomized complete block design with 4 treatments and 3 replications in Institute of Medicinal Plants, ACECR, Karaj. For this purpose, the treatments were selected as control (FC), 70% of FC, 40% of FC, and 20% of FC. Gene expression was studied using realtime PCR method, and HPLC was applied to essence analysis. Also physiological characteristic including chlorophyll content, relative water content, electrolyte leakage percentage and carotenoids content were analyzed.Results: The results revealed that water stress significantly influenced the gene expression(P le; 0.05). The highest gene expression of DXR and Tctps5 was observed in 70% of FC, while the highest one of TvTPS1 was recorded in 40% of FC. Moreover, the maximum thymol and carvacrol was found in 70% of FC. In other hand the highest chlorophyll content and corotenoids content were obtained in 100% and 70% of FC respectively. Also there were not significant differences between treatments for relative water content and electrolyte leakage percentage.Conclusion: The 70% of FC through influencing of genes in the firs and last of MEP pathway increased thymol and carvacrol production.