آنالیز عملکرد sp-mf، یک پروموتر مصنوعی القاشونده توسط پاتوژن ها با استفاده از روش اگرواینجکشن در گیاه توتون

کنترل دقیق بیان تراژن به هدف افزایش مقاومت به بیماریها یکی از چالشهای مهم مهندسی ژنتیک گیاهی می باشد. با توجه به نقش پیشبر در تنظیم بیان ژن، انتخاب پیشبر مناسب در برنامه های اصلاحی تولید ارقام مقاوم از اهمیت زیادی برخوردار است. در میان پیشبرهای گیاهی، پیشبرهای القا پذیر با بیمارگر که ژن خود را تنها در واکنش به حمله بیمارگر بیان می کنند، مورد توجه بیشتری قرار گرفته اند. با این حال بسیاری از این پیشبرها، سطوحی از بیان پایه را نشان می دهند که کاربرد آنها را برای اهداف بیوتکنولوژیک نامناسب می سازد. با توجه به ویژگیهای یک پیشبر مناسب القاپذیر با بیمارگر و فقدان این ویژگیها در پیشبرهای طبیعی، امروزه از استراتژیهای طراحی و ساخت پیشبرهای مصنوعی استفاده می شود. در ساختار این پیشبرها از عناصر تنظیمی سیس و توالی های حداقل پیشبری به هدف افزایش بیان و قدرت ژن در پاسخ به عوامل القاکننده و کاهش بیان پایه استفاده می گردد. عملکرد پیشبرهای مصنوعی القا پذیر با بیمارگر به روشهای مختلف مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این مطالعه به هدف آنالیز پیشبر مصنوعی و القا پذیر sp-dd (متشکل از دو نسخه از عنصر تنظیمی سیس d box)، از روش بیان موقت مبتنی بر اگروباکتریوم استفاده شد. با در نظر گرفتن برهمکنش میزبان گیاهی و سویه اگروباکتریوم، شرایط بیان موقت بهینه سازی شد. همچنین بیان درونزاد ژن gus در گونه های گیاهی مختلف ارزیابی شد. عملکرد پیشبر القایی sp-dd با اگرواینجکشن آن به گیاه میزبان، تعیین بیان پایه، پاسخ آن به مسیر دفاعی سالیسیلیک اسید و تاثیر تنشهای محیطی سرما، گرما و اشعه ماورا بنفش بررسی شد. نتایج این مطالعه نشان دهنده وجود برهمکنش مناسب گیاه توتون گونه بنتامیانا با سویه gv3101 اگروباکتریوم و همچنین عدم وجود بیان درونزاد ژن gus در گیاه فوق بود. همچنین آنالیز پیشبر مزبور بیانگر پاسخگویی آن به هورمون پیام رسان دفاعی سالیسیلیک اسید به صورت موضعی و سیستمیک بود. القا پذیری این پیشبر با افزایش زمان از 2 ساعت تا 24 ساعت از اعمال تیمار سالیسیلیک اسید افزایش یافت. پیشبر فوق در پاسخ به تنشهای گرما و سرما حساسیت اندکی نشان داد ولی تنش اشعه ماورا بنفش بر القا آن بی¬اثر بود. بر اساس نتایج بدست آمده با توجه به حساسیت پیشبر مصنوعی sp-dd نسبت به مسیر پیام رسانی سالیسیلیک اسید، انتظار می رود این پیشبر نسبت به بیمارگرهای بیوتروف نیز واکنش القایی بالایی نشان دهد.