عنوان پایان‌نامه
مطالعه الگوی بیان برخی از ژنهای مسیر بیوسنتز آرتمیزینین در گیاه آرتمیزیا
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 4939;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53952
- تاریخ دفاع
- ۲۶ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- رضا مستقیم زاده
- استاد راهنما
- سیدعلیرضا سلامی, مجید شکرپور
- چکیده
- درمنه با نام علمی Artemisia annua از مهمترین گیاهان دارویی تیره کاسنی می باشد که دارای تعداد زیادی از گیاهان معطر هستند. مشخص شده که در تریکوم های موجود روی برگ های گیاه درمنه، ترکیبی به نام آرتمیزینین تجمع می یابد که یک سسکویی ترپن لاکتونی است و فعالیت ضدمالاریایی دارد. مالاریا امروزه یکی از خطرناک ترین بیماری های انگلی می باشد که سالانه منجر به مرگ بیش از 1 میلیون نفر می شود. آرتمیزینین و مشتقات آن، در قالب درمان ترکیبات مبتنی بر آرتمیزینین (ACT) بهترین انتخاب در جهت درمان و کاهش میزان مرگ و میر مالاریاست. محتوای بسیار اندک (معمولاً بین 01/0 تا 1/0 % وزن خشک) آرتمیزینین در درمنه و همچنین تقاضای بالا و رو به افزایش آن، با وجود امکان پذیر بودن سنتز شیمیایی این ماده در سطح وسیع، به دلیل سخت و هزینه بالای این روش و عدم توجیه اقتصادی، تلاش هایی در جهت افزایش محتوای این ماده را ضروری ساخته است. در این مطالعه، تاثیر سالیسیلیک اسید و آسکوربیک اسید بر چرخه بیوسنتز آرتمیزینین و الگوی بیان شش ژن کلیدی FDS، CYP71AV1، HMGR، ADS، ALDH1 و DBR2 موجود در این مسیر در زمان های مختلف پس از اعمال تیمار مورد بررسی قرار گرفت. همچنین در این تحقیق، الگوی بیان ژن های کلیدی مسیر بیوسنتز آرتمیزینین در دو گونه دیگر Artemisia diffusa و Artemisia absinthium نیز به منظور مقایسه با الگوی بیان ژن ها در A. annua بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که سالیسیلیک اسید در زمان 8 ساعت پس از تیمار بیشترین میزان تغییرات را در الگوی بیان ژن ها داشته است، در حالی که آسکوربیک اسید 16 ساعت پس از تیمار حداکثر تغییرات را ایجاد کرده است. سالیسیلیک اسید بیشترین تغییرات را در بیان ژن CYP71AV1 با 121 برابر نسبت به شاهد و آسکوربیک اسید نیز بیشترین تغییرات بیان را در ژن DBR2 با 380 برابر نسبت به شاهد داشته است. با توجه به نتایج به دست آمده و نقش آسکوربیک اسید در تغییر الگوی بیان ژن ها، می توان نقش الیسیتوری این ترکیب را تایید کرد. نتایج به دست آمده همچنین نشان داد که میزان بیان ژن های ADS، DBR2 و ALDH1 در سه گونه A. annua، A. absinthium و A. diffusa ، تفاوت قابل ملاحظه ای ندارد، اما برای ژن های FDS، CYP71AV1، HMGR و CPR این میزان بین گونه ها متفاوت بوده و بیشترین میزان بیان ژن های مذکور به ترتیب در گونه های A. absinthium، A. diffusa و A. annua مشاهده شده است.
- Abstract
- Artemisia annua is one of the most important medicinal plants belongs to the Asteraceae family which contains a large number of aromatic plants. It is known that an anti-malaria sesquiterpene lactone called artemisinin accumulates in the existing trichomes in the leaves of Artemisia. Nowadays malaria is one of the most dangerous parasitic diseases that occur in more than 1 million people annually. Artemisinin and its derivatives, in form of drugs based on artemisinin combination therapy (ACT) are the best choice for Malaria treatment and reduction of its mortality rate. Very low content of artemisinin in A. annua (usually between 0.01 to 0.1 % dry weight) and also growing demands for it and despite the feasibility of large-scale chemical synthesis of this material, due to the difficulty and high cost and lack of economic justification for this method, many efforts is necessary to increase the content of artemisinin in plant. In the current study, the effects of salicylic acid and ascorbic acid at different times after using these elicitors were investigated on expression changes in six key genes included FDS, CYP71AV1, MGR, ADS, ALDH1 and DBR2 which are involved in artemisinin biosynthesis pathway. Also, expression patterns of key genes involved in artemisinin biosynthesis pathway in A. annua was compared with two other species Artemisia diffusa and Artemisia absinthium. The greatest changes in gene expression pattern were occurred at 8 hours after salicylic acid treatment, while maximum variation of gene expression due to ascorbic acid treatment was occurred 16 hours after spray. Due to salicylic acid and ascorbic acid treatments, CYP71AV1 and DBR2 genes were up regulated 121 and 380 times compared to the control respectively. According to the results obtained and the roles of ascorbic acid, function of this compound was confirmed as an elicitor. The results also showed that there is no significant difference among expression levels of ADS, DBR2 and ALDH1 in A. annua, A. absinthium and A. diffusa, however, there is a high variation among these species regarding FDS, CYP71AV1, HMGR and CPR expression and higher expression of these genes were observed in A. absinthium, A. diffusa and A. annua respectively.
