اثر بیش بیانی ژن های pmt و h6h بر تولید تروپان آلکالوئیدها در ریشه های موئین شابیزک(atropa belladonna)

چکیده شابیزک (atropa belladonna)، گیاهی است از تیره سیب زمینی (solanacea) که مهمترین منبع تجاری تروپان آلکالوئیدهایی مانند هیوسیامین و اسکوپولامین محسوب می شود. یکی از روش های افزایش تولید متابولیت های ثانویه، بیش بیانی آنزیم های کلیدی مسیرهای بیوسنتزی آن ها می باشد. دو آنزیم کلیدی در مسیر بیوسنتزی تروپان آلکالوئیدها، آنزیم پوترسین n-متیل ترانسفراز (pmt) و هیوسیامین ?-6 هیدروکسیلاز (h6h) است. در این مطالعه، ژن های pmt و h6h توسط سه سازه ی agrobacterium rhizogenese، پس از تلقیح با قطعات برگی وارد ژنوم شابیزک شدند و ریشه موئین مربوط به هریک بدست آمد. اولین سازه واجد ژن pmt، دومین سازه واجد ژن h6h و سومین سازه واجد هر دوی این ژن ها (pmt/h6h) بودند. پروموتور به کار رفته در این سازه ها، مربوط به ویروس موزاییک گل کلم موسوم به camv می باشد. ریشه های موئین حاصل از تلقیح با این سویه ها از نظر تراریختی و وجود ژن خارجی به کمک pcr بررسی شدند و سپس میزان رشد و تغییرات وزن تر آن ها مقایسه گردید. میزان تروپان آلکالوئیدها، کربوهیدرات ها و پروتئین های محلول آن ها سنجیده شد. ریشه های بیش بیان کننده ی ژن pmt نسبت به ریشه های شاهد دارای رشد بیشتر و نیز افزایش قابل توجه سطوح هیوسیامین و اسکوپولامین بودند. ریشه های بیش بیان کننده ی ژن h6h از نظر وزن تر تفاوت معناداری با گروه شاهد نداشتند. میزان هیوسیامین نسبت به گروه شاهد افزایش، اما میزان اسکوپولامین در آن ها کاهش پیدا کرده بود. ریشه های موئین بیش بیان کننده ی توأم هر دو ژن (pmt/h6h) رشد بیشتری نسبت به گروه شاهد داشتند. اما میزان هیوسیامین در آن ها کاهش یافته بود در حالی که میزان اسکوپولامین تغییری نکرده بود. در تمامی ریشه های تراریخته ی مذکور میزان کربوهیدرات های محلول نسبت به گروه شاهد افزایش یافته بود. در حالی که میزان پروتئین های محلول در هیچ یک از آنها تغییر قابل ملاحظه ای نشان نداد. بررسی الکتروفورز پروتئین ها با ژل sds-page نشان داد که انتقال ژن های خارجی به ریشه های موئین، موجب تغییر در الگوی بیان پروتئینی آن ها نسبت به ریشه های موئین شاهد می گردد. این تغییر بیشتر به صورت ظهور باندهای جدید و نیز تقویت برخی باندهای دیگر بود. کلمات کلیدی: atropa belladonna ، کشت ریشه موئین، بیش بیانی، تروپان آلکالوئیدها، هیوسیامین، اسکوپولامین، ژن های pmt و h6h .