مطالعه فنوتیپ مولکولی ژن شبه همو میوسین-4 (hml-4) در گیاه آرابیدوپسیس (arabidopsis thaliana)

آنزیم گیاهی استریکتوسیدین سینتاز (ss) ، یک آنزیم کلیدی در بیوسنتز آلکالوئید گیاهی است. همولوگ دومین پروتئینی استریکتوسیدین سینتاز در ارگانیسمهای مختلفی یافت شده است. یک گروه چهارتایی از ژنهای شبه استریکتوسییدین سیینتاز در آرابیدوپسیس یافت شده اند که به سبب شباهت به همومیوسین، یک میوسین سطح سلولی دروزوفیلا با نام شبه همومیوسین (hml) نیز نامیده می شوند. در این آزمایش از ژنوتیپ های etr3، over ، hml4، rnai-5 و col-0 گیاه آرابیدوپسیس جهت اعمال تنش زیستی و غیر زیستی استفاده شد. میزان بیان ژن hml4 در ژنوتیپ over نسبت به ژنوتیپ col-0 (ژنوتیپ مادری) 12برابرافزایش یافت و همچنین مشخص گردید که میزان بیان ژن hml4 در ژنوتیپ hml4نسبت به ژنوتیپ col-0 (ژنوتیپ مادری) سرکوب شد (suppress). در گیاهان پنج هفته¬ای آرابیدوپسیس جهش یافته سرکوب شده و همچنین فرابیان شده حساسیت آشکاری نسبت به b. cinerea در مقایسه با فرم طبیعی col-0 نشان دادند.همچنین ژنوتیپ ناک اوت(hml4) نسبت به فرم طبیعی col-0 در 48 و 72 ساعت پس از تلقیح با قارچ b. cinerea نشان ندادند. در جهش¬یافته over در نقطه زمانی 48 ساعت پس از تلقیح، نکروز¬های ریز عموماً نکروز¬های محدود¬شده هستند اما درcol-0 نکروز¬های ریز، پیش¬رونده هستند. درژنوتیپ over ژن hml4 افزایش بیان دارد اما جلوی فعالیت سایر ژن¬های خانواده گرفته نمی¬شود در حالی که درcol-0 بیان hml4 حالت طبیعی دارد. بنابراین می-توان نتیجه گرفت که ژن hml4 برای بروز مقاومت موفق است. درخصوص صفت طول ریشه ژنوتیپ¬های hml4 و over توانسته¬اند از خود مقاومت بیشتری نسبت به بقیه ژنوتیپ¬ها نشان دهند و ژنوتیپ etr-3 کم¬ترین مقاومت را در برابر تنش خشکی از خود نشان داده است. درخصوص صفت وزن تر ژنوتیپ over مقاومت بیشتری نسبت به سایر ژنوتیپ¬های موجود در مقابل 12 روز تنش خشکی از خود نشان داده است. این دو صفت مورفولوژیک نشان داد که دو ژنوتیپ over و hml4 نسبت به wild type خود که همان col-0 می باشد مقاوم و دو ژنوتیپ rnai-5 وetr-3 از wild type خود حساس تر بودند. می توان نتیجه گرفت که نبود کامل ژن¬های خانواده hml باعث حساس¬¬تر شدن این ژنوتیپ نسبت به ژنوتیپ col-0 شد و از طرفی فقدان بیان ژن hml4 باعث مقاومت بیشتر در برابر تنش خشکی شد. میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز (pod) در ژنوتیپ rnai-5 کمتر از میزان فعالیت آن در گیاهان مادری (col-0) بود، لذا می توان نتیجه گرفت که حذف تمام ژن های خانواده hml که در ژنوتیپ rnai-5 اتفاق افتاده است سبب کاهش فعالیت این آنزیم در گیاهان موتانت rnai-5شده است. نتایج بدست آمده با نتایج بررسی صفات ظاهری و مورفولوژیک تطابق دارد. از لحاظ مورفولوژی هم گیاهان ژنوتیپ etr-3 زودتر از سایر ژنوتیپ¬ها خشک شدند وگیاهان ژنوتیپ hml4 مقاومت خوبی از خود نشان دادند.