انتقال ژن codAبه عدس ((Lens culinarisM. و تولید گیاهان تراریختهT1

پژوهش‌های حبوبات ایران

مقاله 15، دوره 7، شماره 2، بهمن 1395، صفحه 215-229   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijpr.v7i2.53151

نویسندگان

فاطمه ذاکر تولایی^{* 1}؛ بهزاد قره یاضی²؛ عبدالرضا باقری³؛ کایران کمار شارما⁴

¹مجتمع اموزش عالی شیروان

²پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران

³دانشگاه فردوسی مشهد

⁴انستیتو تحقیقات بین المللی محصولات نیمه گرمسیری( ICRISAT)

چکیده

عدس از جمله حبوبات مهم در ایران است که با‌ توجه به ‌وقوع تنش‌های مختلف در مناطق موردکشت‌، اصلاح آن جهت افزایش تحمل به تنش‌های محیطی و از جمله تنش های غیرزیستی نظیر سرما و یخ‌زدگی اهمیت زیادی دارد. این پژوهش با‌ هدف انتقال ژن codA به ‌عدس، به‌منظور افزایش تحمل گیاه به تنش های غیرزیستی از جمله سرما انجام‌ شد. اثر مثبت انتقال این ژن، افزایش تحمل به‌ تنش سرما، قبلاً در برخی از گیاهان دیگر نظیرآرابیدوپسیس و برنج گزارش ‌شده‌ است. در مطالعات ‌قبلی نگارنده، بهینه‌سازی، باززایی و انتقال ژن به عدس انجام ‌گرفته‌است. در این‌مطالعه با‌استفاده از یافته‌های دو مطالعه‌ی قبلی، ژن codA با هدف افزایش تحمل به تنش‌های غیرزیستی، به‌ویژه سرما، به عدس منتقل ‌شد. حضور ژن‌ codA در گیاهان تراریخته T0 با‌استفاده از PCR و همچنین تلفیق ژن در ژنوم نیز با‌استفاده از دات‌بلاتینگ و سادرن‌بلاتینگ تأیید‌شد. رونویسی از ژن نیز با کمک تکنیک RT-PCR تأیید‌گردید. پس از حصول گیاهان T1، تراریخته‌بودن آن‌ها نیز با‌استفاده از PCR و RT-PCR موردتأیید قرار‌گرفت.

واژه‌های کلیدی: باززایی، تراریخته، ژن codA، عدس ((Lens culinaris M.

کلیدواژه‌ها

باززایی؛ تراریخته؛ ژن codA؛ عدس ((Lens culinaris M

مراجع

1. Akcay, U.C., Mahmoudian, M., Kamci, H., Yucel, M., and Oktem, H.A. 2009. Agrobacterium tumefaciens-mediated genetic transformation of a recalcitrant grain legume, lentil (Lens culinarisMedik). Plant Cell Report 28: 407-417.

2. Alia, K., Hayashi H., Chen, T.H.H, and Murata, N. 1998a. Transformation with a gene for choline oxidase enhances the cold tolerance of Arabidopsis during germination and early growth. Plant Cell Environment 21: 232-239.

3. Alia, M., Hayashi H., Sakamoto A, and Murata, N. 1998b. Enhancement of the tolerance of Arabidopsis to high temperatures by genetic engineering of the synthesis of betaine. Plant Journal 16: 155-161.

4. Bagheri, A., Ghasemi Omran, V., and Hatefi, S. 2012. Indirection in vitro regeneration of lentil (Lens culinaris Medik.). Journal of Plant Molecular Breeding 1: 43-50.

5. Bohra, A., Pandey, M.K., Jha, U.C., Singh, B., Singh, I.P., Datta, D., Chaturvedi, S.K., Nadarajan, N., and Varshney, R.K. 2014. Genomics-assisted breeding in four major pulse crops of developing countries: present status and prospects. Theoretical and Applied Genetics 127: 1263-1291.

6. Chowrira, G.M., Akella, V., and Lurquin, P.F. 1995. Electroporation-mediated gene transfer into intact nodal meristems.In: Planta. Generating transgenic plants without in vitrotissue culture. Molecular Biotechnology 3: 17-23.

7. Deshnium, P., Gombos, Z., Nishiyama, Y., and Murata, N. 1997. The action in vivo of glycine betaine in enhancement of tolerance of Synechococcussp. strain PCC 7942 to low temperature. Journal of Bacteriology 179: 339-344.

8. Gulati, A., Schryer, P., and Mchughen, A. 2002. Production of fertile transgenic lentil (Lens culinaris Medik.) plants using particle bombardment. In vitroCellular and Development Biology-Plant 38: 316-324.

9. Hayashi, H., Alia, M., Sakamoto, H., Nonaka, T.H.H., and Murata,N. 1997. Enhanced germination under high-salt conditions of seeds of transgenic Arabidopsis with a bacterial gene (codA) for choline oxidase; accumulation of glycinebetaine and enhanced tolerance to salt and cold stress. Plant Journal 12:133-142.

10. Hayashi, H., Alia, M., Mustardy, P. Deshnium, M., and Murata,N. 1997. Transformation of Arabidopsis thaliana with the codA gene for choline oxidase; accumulation of glycine betaine and enhanced tolerance to salt and cold stress. Plant Journal 12: 133-142.

11. Hayashi, H, Alia, M., Sakamoto, A., Nonaka, H., Chen, T.H.H., and Murata, N. 1998. Enhanced germination under high-salt conditions of seeds of transgenic Arabidopsis with a bacterial gene (codA) for choline oxidase. Journalof Plant Research111: 357-362.

12. Khatib, F., Makris, A., Yamaguchi-Shinozaki, K., Kumar, S., Sarker, A., Eroskine, W.,and Baum, M. 2011. Expression of the DREB1A gene in lentil (Lens culinarisMedik. Subsp culinaris) transformed with the Agrobacterium system. Crop Pasture Science 62: 488-495.

13. Maccarrone, M., Veldink, G.A., Finazzi, A.A., and Vliegenthart.J.F. 1995. Lentil root protoplasts: a transient expression system suitable for co-electroporation of monoclonal antibodies and plasmid molecules. Biochimica et Biophysica Acta 1243:136-142.

14. Mahmoudian, M., Yucel, M., and Oktem, H.A. 2002. Transformation of lentil (Lens culinaris Medik.) cotyledonary nodes by vacuum infiltration of Agrobacterium tumefaciens. Plant Molecular Biology Reports 20:251-257.

15. Öktem, H.A., Mahmoudian, M., Eyidoðan, F., and, Yücel.M. 1999. Gus gene delivery and expression in lentil cotyledonary nodes using particle bombardment. Lens Newsletter 26: 3-6.

16. Porebski, S., Bailey, L.G., and Baum, B.R. 1997. Modification of a CTAB DNA extraction protocol for plants containing high polysaccharide and polyphenol components. Plant Molecular Biology Reporter 15: 8-15.

17. Sakamoto, A., and Murata, N. 2001. The use of bacterial choline oxidase, a glycine betaine-synthesizing enzyme, to create stress-resistant transgenic plants. PlantPhysiology 125: 180-188.

18. Sakamoto, A., Valverde, R., Alia, T.H.H., and Murata, N. 2000. Transformation of Arabidopsis with the codA gene for choline oxidase enhances freezing tolerance of plants. Plant Journal 22: 449-453.

19. Saneoka, H., Nagasaka C., Hahn D.T., Yang W.J., Premachandra, G.S., Joly, R.J., and Rhodes, D. 1995. Salt tolerance of glycinebetaine-deficient and -containing maize lines. Plant Physiology 107: 631-638.

20. Sarker, R.H., Biswas, A., Mustafa, B.M., Mahbub, S., and Hoque, M.I. 2003. Agrobacterium-mediated transformation of lentil. Plant Tissue Culture 13: 1-12.

21. ZakerTavallaie, F., Ghareyazie, B., Bagheri, A., and Sharma, K.K. 2011. Lentil regeneration from cotyledone explant bearing a small part of the embryo axis. Plant Tissue Culture and Biotechnology 21: 169-180.