اثر غلظت های مختلف متیل جاسمونات و سالیسیلیک اسید بر بیان ژن thcaسنتاز در گیاه شاهدانه (cannabis sativa) در شیشه

شاهدانه حاوی کانابینوئیدها، کاروتنوئیدها و فیتواسترول ها بوده که به دلیل فعالیت ضد توموری به طور عمده در پزشکی استفاده می شوند. کاروتنوئیدها، ایزوپرنوئیدهایی هستند که از طریق مسیر mep در پلاستید سنتز می شوند. مرحله آغازین مسیر mep شامل ترکیب پیروات و گلیسر آلدئید 3 فسفات و تشکیل 1-داکسی–d–گزیلولوز-5-فسفات (dxp) به عنوان اولین حد واسط است، که این واکنش بوسیله 1-داکسی–d–گزیلولوز-5-فسفات سنتاز dxs)) کاتالیز می شود. از آنجایی که این مسیر پیش سازهای ضروری برای بیوسنتز ترکیبات دارویی ارزشمند کانابینوئیدی را نیز فراهم می آورد، درک کامل مکانیسم های مولکولی تنظیم کننده این مسیر دارای اهمیت زیادی است. آنزیم تتراهیدروکانابینولیک اسید سنتاز (thcaسنتاز) یک آنزیم کلیدی در مسیر بیوسنتز کانابینوئیدها است که با انجام واکنش حلقوی سازی اکسیداتیو، کانابیژرولیک اسید را به تتراهیدروکانابینولیک اسید که پیش ساز دلتا -9-تتراهیدروکانابینول می باشد، تبدیل می کند. بتاسیتواسترول که به عنوان فیتواسترول اصلی در گیاه شاهدانه گزارش شده است از طریق مسیر استات/ موالونات mva)) سنتز می شود. hmgr که آنزیمی به شدت حفاظت شده در یوکاریوت ها است، در سنتز حد واسط های ترپنوئیدی برای بیوسنتز فیتواسترول ها دارای اهمیت است. در مسیر کلاسیک ac-mva)) 3 واحد استیل کوآنزیم آ به منظور تشکیل 3- هیدروکسی 3- متیل – گلوتاریل کوآنزیم آ hmg-coa)) ترکیب می شوند که ماده ی اخیر سپس به موالونات احیا می گردد. احیای hmg-coa به موالونات بوسیله hmg-coa ردوکتاز hmgr)) کاتالیز می شود. مولکول های علامت رسان مانند سالیسیلیک اسید ((sa، جاسمونیک اسید(ja) و متیل جاسمونات وقتی به عنوان محرک به کار می روند، منجر به القای فعالیت آنزیم های ویژه ای می شوند که واکنش های بیوسنتزی مربوط به تولید ترکیبات دفاعی مانند پلی فنل ها، آلکالوئیدها، و پروتئین های وابسته به میکروب های بیماری زا (pr) را کاتالیز می کنند. لذا در این پژوهش، اثر افشانه سازی متیل جاسمونات و سالیسیلیک-اسید، بر روی برگ گیاهچه های دو هفته ای شاهدانه، در شرایط درون شیشه ای بر سطوح بیان ژن آنزیم-های thcaسنتاز، hmgr و dxs مورد بررسی قرار گرفت. متیل جاسمونات با غلظت های 0، 25، 50 و 100 میکرومولار و سالیسیلیک اسید با غلظت های 0، 1/0، 5/0 و 1 میلی مولار بر روی برگ های گیاهچه ها افشانه سازی شدند. در این پژوهش همچنین بیان ایزوفرم های hmgr1 و hmgr2، و بیان ژن dxsو ایزوفرم dxs2 نیز در گیاهچه های شاهد بررسی شد. برداشت نمونه ها در چهار دوره زمانی شامل 2، 4، 8 و 24 ساعت پس از اعمال تیمار انجام شد. در نمونه های شاهد ژن های thcaسنتاز،dxs1 ،hmgr ، hmgr1 و hmgr2 بیان شدند و به این ترتیب می توان گفت برای نخستین بار 2 عضو از خانواده کوچک ژنی رمزکننده آنزیم hmgr در اندام هوایی گیاهچه شاهدانه شناسایی شدند. همچنین مشخص شد ایزوفرم dxs2 در اندام هوایی شاهدانه بیان نمی شود. هر دو تیمار مورد مطالعه به عنوان مولکول های علامت رسان قادر به ایفای نقش در بیان ژن های فوق می باشند، و این طور به نظر می رسد که بیان تمامی ژن های مذکور با مسیر پیام رسانی جاسمونات-سالیسیلیک مرتبط است.