فوق بیان ژن گلوتامات سمی آلدهیدآمینوترانسفراز گیاه یونجه در گیاه تنباکو و تحلیل نتایج فیزیولوژیک آن

 مسیر بیوسنتز کلروفیل یکی از اهداف مهم ایجاد تغییرات ژنتیکی به‫منظور تغییر سرعت فتوسنتز و رشد گیاهان برای تامین افزایش تقاضای غذا در جمعیت رو به رشد جهان است. در این مطالعه تاثیر فوق بیان ژن GSA یکی از ژن های مسیر بیوسنتز کلروفیل بر شرایط فیزیولوژیکی گیاه تنباکو مورد بررسی قرار گرفت. 5-آمینولوولینیک اسید (ALA) محصول ژن GSA است. ALA پیش ساز ساخت تتراپیرول ها است. این ترکیب نقش بسیار مهمی در سلول های زنده دارد مثلا به‫عنوان رنگدانه ها، گیرنده نور (فیتوکروم)، گروه پروستاتیک بسیاری از پروتئین ها (مثل سیتوکروم ها، هموگلوبین، میوگلوبین و لگ هموگلوبین) و آنزیم ها (مثل کاتالاز، آسکوربات، پراکسیداز و غیره) نقش دارند. امروزه ALA به‫دلیل استفاده گسترده از آن در کشاورزی، جنگلداری و داروسازی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. ALA در غلظت های پایین فتوسنتز، رشد و نمو، عملکرد و بهره وری را افزایش می دهد. همچنین ظاهر، رنگ میوه ، کیفیت و طعم محصولات را در گیاهان تیمار شده در شرایط عادی و استرس زا افزایش می دهد. ALA همچنین ویژگی های آنتی اکسیدانی، جذب مواد مغذی، راندمان مصرف آب و تعادل اسمزی را در گیاهان بهبود می بخشد. 

 در این تحقیق با توجه به مطالعات بیوانفورماتیکی cDNA ژن MsGSA گیاه یونجه رقم اصفهانی برای انتقال به گیاه تنباکو رقم Xanthi انتخاب گردید. از ناقل بیانی دوگانه گیاهی ‏pBI121‎‏ که دارای ژن مقاومت آنتی بیوتیک کانامایسین برای انتخاب در باکتری ها و گیاهان، محل های برش برای آنزیم های SacI و BamHI، پروموتر CaMV35S (پرموتور ویروس موزاییک گل کلم)، توالی خاتمه دهنده ی نسخه برداری nos و ژن گزارشگر β-گلوکورونیداز (GUS) استفاده شد. پس از ساخت سازه ژنی
 pBI121-GSA و تایید انتقال سازه با استفاده از سه روش کلون PCR، هضم آنزیمی و ترادف یابی سازه مربوطه به اگروباکتریوم تومفسینس سویه  LB4404انتقال داده شد. با استفاده از اگروباکتریوم واجد سازه ژنی، ژن مربوطه به ژنوم گیاه تنباکو منتقل و گیاهان تراریخته روی محیط گزینشی انتخاب شدند و وجود ژن با انجام PCR در گیاهان باززایی شده تایید شد. جوانه های تراریخته ریشه دار شده به خاک منتقل شدند. میزان بیان ژن GSA در گیاهان تراریخته حاصل با RT-PCR مورد ارزیابی قرار گرفت و میزان رشد و محتوای بیوشیمیایی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. 

 نتایج نشان داد که رشد گیاهان تراریخته به‫صورت معنی داری بسته به میزان بیان ژن GSA افزایش یافت همچنین محتوای ALA (آمینولوولینیک اسید)، کلروفیل a، b و کلروفیل کل که محصول بیان ژن مربوطه می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که محتوای آنتوسیانین ها، فلاونوئیدها و ترکیبات فنل گیاهان تراریخته متناسب با میزان افزایش بیان ژن GSA به‫طور معنی داری نسبت به گیاهان تیپ وحشی افزایش پیدا کرده است.

 افزایش میزان رشد، محتوای کلروفیل a،b ، کلروفیل کل،  ALA، آنتوسیانین، فلاونوئیدها و فنل گیاهان تراریخته متناسب با میزان افزایش بیان ژن GSA است و این بیانگر افزایش توان رشدی و افزایش پتانسیل مقاومت در گیاهان تراریخته تحت تاثیر ژن انتقالی GSA و افزایش محتوایALA  است