نام پژوهشگر: محمدصادق ثابت
محمدصادق ثابت محمدعلی ملبوبی
فسفر یکی از عناصر مهم و ضروری برای گیاهان محسوب می شود که در رشد، انتقال انرژی، بیوسنتز ماکرومولکول ها، فتوسنتز، تنفس سلولی و به طور کلی سوخت و ساز سلولی نقش اساسی دارد. همچنین فسفر در ترارسانی پیام و تنظیم فعالیت پروتئین ها دخالت دارد. از آنجا که گیاهان فقط قادر به جذب یون فسفات آزاد از منابع فسفر آلی و معدنی می باشند، این عنصر یکی از اصلی ترین عوامل محدود کننده رشد گیاهان به شمار می رود. بهره گیری و استفاده موثر از فسفات آلی نیازمند فعالیت مجموعه ای از آنزیم ها موسوم به اسیدفسفاتازها می باشد که هیدرولیز مونواسترهای فسفات را در محدوده ph اسیدی کاتالیز میکنند. atpap26 یکی از آنزیمهای مهم در بازیابی فسفات از ترکیبات داخل و خارج سلولی است. در این پژوهش، توالی کامل cdna رمزکننده ژن atpap26 پس از همسانهسازی، به گیاهان طبیعی، جهشیافته در جایگاه ژن atpap26 آرابیدوپسیس تالیانا و همچنین گیاه توتون به عنوان یک میزبان بیانی غیرهمسان منتقل شد و به کمک روش rt-pcr بیان ژن مذکور در گیاهان مختلف مورد بررسی قرار گرفت. در گیاه جهشیافته آرابیدوپسیس، تخریب ژن atpap26 موجب افزایش بیان ژنهای atpap17 و atpap8 و نیز atplp9 شد که پیآمد آن افزایش 5/1 تا 2 برابری در فعالیت فسفاتازی با سوبستراهای pep و plp در مقایسه با گیاهان طبیعی شد. جالب توجه این که تغییرات معنی دار در فعالیت سایر اسیدفسفاتازها بیانگر وجود شبکهای ارتباطی برای هماهنگی جهت حفظ هموستازی فسفات در بین آنها است. افزایش بیان atpap26 و در نتیجه، افزایش فعالیت فسفاتازی در این گیاهان، افزایش حداقل 20 درصدی در محتوای فسفات و در نتیجه افزایش 50 و 30 درصدی بیوماس در گیاهان بیشبیانی آرابیدوپسیس و توتون را در پی داشت. همچنین انتقال ژن atpap26 به گیاهان جهشیافته آرابیدوپسیس موجب جبران تغییرات در اثر نقص ایجاد شده شد. همچنین نشان داده شد که گیاهان توتون تراریخت در مقایسه با گیاهان طبیعی غیرتراریخت در شرایط کمبود فسفات دارای ریشه اصلی کوتاه تر با انشعاب کمتر و نیز تعداد ریشه های فرعی کمتری هستند، در حالی که چنین فنوتیپی در گیاهان آرابیدوپسیس مشاهده نشد. مشاهده تأخیر در جوانهزنی و بروز فنوتیپ کوتولگی در گیاهان تراریخت توتون نشان می دهد که احتمالاً بیوسنتز اسیدجیبرلیک کاهش یافته است، در حالی که گیاهان تراریخت و جهشیافته آرابیدوپسیس تغییرات فنوتیپی قابل مشاهدهای نشان ندادند. افزایش بیوماس در گیاهان تراریخت در شرایط کمبود فسفات نویدبخش راهکاری مناسب در جهت کاهش آلودگیهای ناشی از مصرف بیرویه کودهای فسفاته و فضولات صنعت مرغداری است.