عنوان پایان‌نامه
انتقال ژن EXPA۱۸ به گیاه توتون
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی -بیوتکنولوژی کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 5753;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 62184
- تاریخ دفاع
- ۲۳ بهمن ۱۳۹۲
- دانشجو
- میثم ملک پور
- استاد راهنما
- علیرضا عباسی
- چکیده
- اکسپنسین¬ها گروهی از پروتئین¬های دیواره سلولی هستند که به واسطه تغییرات pH، باعث بسط دیواره سلولی می¬شوند. این پروتئین¬ها از طریق سست کردن پیوندهای هیدروژنی بین میکروفیبریل¬های سلولز و پلی¬مر ماتریکس باعث تغییر شکل دیواره شده و رشد را ناشی می¬شوند. در این تحقیق، سازه ژنی طراحی شده با ژن اختصاصی ریشه به نام AtEXPA18 (که از گیاه آرابیدوپسیس جداسازی و تحت کنترل پیشبرنده CaMV 35S و خاتمه دهنده NOS، درون ناقل بیان گیاهی pBI121 همسانه¬سازی شده بود)، به گیاه توتون انتقال و نقش آن در رشد و نمو این گیاه، بررسی شد. ژن AtEXPA18 طی روش تراریختی برگی توتون بواسطه اگروباکتریوم، به این گیاه انتقال یافت. گیاهان حاصل از باززایی روی محیط انتخابی حاوی کانامایسین گزینش شدند و گیاهان به دست آمده از این طریق نهایتاً به گلخانه انتقال یافته و پس از رشد کافی مورد آنالیز مولکولی و مورفولوژیکی قرار گرفتند. برای اثبات تراریختی گیاهان در سطح ژنوم، استخراج دی¬ان¬ای صورت گرفت و ژن AtEXPA18 با استفاده از آغازگرهای اختصاصی طراحی شده و از طریق واکنش زنجیره¬ای پلی¬مراز تکثیر شد. بررسی¬های مورفولوژیکی گیاهان تراریخت نشان داد که این گیاهان نسبت به گیاهان غیر تراریخت دارای اندام-های بزرگ‌تر و حجیم¬تری هستند. پس از به دست آوردن نسل دوم گیاهان تراریخت (T1)، به منظور اعمال تنش خشکی بر این گیاهان، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در گلخانه اجرا شد. نتایج به دست ¬آمده نشان داد که لاین¬های تراریخت در شرایط تنش، رشد بیشتری نسبت به گیاهان شاهد داشتند. این لاین¬ها از نظر ارتفاع و قطر ساقه، سطح برگ، تعداد برگ، وزن خشک ریشه و میزان هورمون آبسیزیک اسید برگ¬ها، اختلاف معنی¬داری نسبت به گیاهان شاهد نشان دادند. همچنین افزایش محتوای هورمون سیتوکینین در گیاهان تراریخت در سطح تنش شدید، مشاهده گردید که با نتایج حاصل از کارهای دیگر در این زمینه همخوانی داشت. نتایج به دست آمده، نقش ژن¬ مذکور را در بسط و توسعه سلولی نشان داد و تشدید بیان این ژن، به عنوان تنظیم‌کننده رشد عمومی، برای به دست آوردن گیاهان تراریخته با اندام بزرگ‌تر و متحمل به تنش خشکی توصیه ¬شد.
- Abstract
- Expansins are cell wall proteins that due to changes in pH, causing the expansion of the cell wall .These proteins are causing deformation of walls through loosening hydrogen bonds between the cellulose and polymer matrix microfibrils .In this study, The gene construct that was previously designed with a root specific gene called AtEXPA18 (isolated from Arabidopsis thaliana and cloned into the plant expression vector pBI121 under the control of CaMV 35S promoter and NOS terminator), was used in order to tobacco plant transformation and investigate the role of that gene on growth and development of this plants. AtEXPA18 gene was transferred to the tobacco through Agrobacterium transformation. Plants obtained from regeneration was selected on selective medium containing kanamycin .Plants were transferred to the greenhouse and after growth, molecular and morphological analysis was conducted. To prove the transformation of plants in genome wide, DNA was extracted and AtEXPA18 gene was amplified by polymerase chain reaction technique with specific primers. Morphological analysis of transgenic plants showed that their organs are larger and more massive compared to control plants. A factorial experiment in the form of completely randomized design with three replications was carried out in the greenhouse in order to impose of drought stress on transgenic plants, after obtaining the second generation of transgenic plants (T1). The results indicated that the transgenic lines were grown greater than control plants under drought stress. In terms of height and stem diameter, leaf area, leaf number, root dry weight and abscisic acid levels of leaves, these lines showed significantly differences compared to control plants. Also was observed increase of cytokinin content in transgenic plants at high stress level that these results was in accordance with other results in this field. These results, demonstrate the role of mentioned gene in cell expansion and recommend intensifying expression of this gene as a public growth regulator to obtain transgenic plants with larger organs and drought tolerant.
