انتقال ژن لوسیفراز حشره شب‌تاب (Lampyris turkestanicus) به کلزا (Brassica napus L.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد اصلاح نباتات دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشیار گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشیار گروه بیوشیمی دانشگاه تربیت مدرس

4 دان آموخته کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

پیشرفت‌های اخیر در زیست شناسی مولکولی و زیست فناوری گیاهی تصور عمومی را در مورد کاشت گیاهان به­صورت سنتی و فقط به­عنوان یک منبع غذایی به سمت این­که گیاهان به­عنوان کارخانه‌های زیستی جهت تولید پروتئین‌های نوترکیب و دارویی استفاده شوند تغییر داده است. زراعت مولکولی"Molecular farming" به تولید پروتئین‌های نوترکیب (اعم از دارویی و آنزیم‌های صنعتی ارزشمند) در گیاهان از طریق مهندسی ژنتیک اطلاق می‌شود. آنزیم لوسیفراز حشره شب‌تاب یکی از مهم­ترین آنزیم‌های صنعتی است که به­طور وسیعی در زمینه‌های مختلف زیست فناوری و زیست شناسی سلولی و مولکولی به­ویژه در تشخیص میزان ATP به­منظور تشخیص آلودگی‌های میکروبی، تهیه کیت‌های تشخیص سرطان، غربال­گری داروها، زیست‌حس­گرها، سنجش‌های آنزیمی به­عنوان ژن گزارشگر و در توالی‌یابی Pyrosequencing)DNA) استفاده می‌شود. پژوهش حاضر جهت انتقال ژن لوسیفراز حشره شب‌تاب جدایه ایرانی  Lampyristurkestanicusبه گیاه کلزا انجام گرفت. در این پژوهش ژن لوسیفراز حشره شب‌تاب (LUC) که تحت پیش­برنده 35S ویروس موزائیک کلم (CaMV35S) در پلاسمید pCAMBIA1304 همسانه سازی شده بود، به اگروباکتریوم سویه LBA4404 منتقل و به­وسیله Colony PCR و با آغازگرهای اختصاصی تایید شد. سپس پلاسمید نوترکیب شامل ژن لوسیفراز حشره شب‌تاب (LUC) به روش مبتنی بر اگروباکتریوم به گیاه کلزا منتقل گردید. برای تراریخت سازی، ریزنمونه‌های لپه‌ای گیاه کلزا رقم PF4570/91 مورد استفاده قرار گرفت. جهت تعیین آستانه تحمل گیاه کلزا به آنتی­بیوتیک هیگرومایسین، غلظت‌های مختلف این آنتی‌بیوتیک مورد بررسی قرار گرفت. گیاهان تراریخت بر روی محیط MS حاوی آنتی‌بیوتیک هیگرومایسین انتخاب شدند و سپس به محیط‌های طویل شدن شاخه و ریشه زایی انتقال یافتند. آنالیز PCR گیاهان حضور ژن لوسیفراز حشره شب‌تاب را در گیاهان کلزای تراریخت تایید نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Transformation of the Rapeseed (Brassica napus L.) with Firefly Luciferase Gene

نویسندگان [English]

  • Hossein Khosravi 1
  • Mokhtar Jalali Javaran 2
  • Saman Hosseinkhani 3
  • Arash Razmi 4
1 M.Sc graduate student Plant Breeding, Department of Plant Breeding, University of Tarbiat Modares
2 Associate Professor in Department of Plant Breeding and Biotechnology University of Tarbiat Modares
3 Associate Professor in Department of Biochemistry University of Tarbiat Modares
4 M.Sc graduate student Biotechnology, Department of Biotechnology, University of Tarbiat Modares
چکیده [English]

Recent advances in molecular biology and plant biotechnology have shifted the concept of using crops as a food source to recruiting them as a bioreactor for the production of therapeutic recombinant proteins. "Molecular Farming" refers to producing valuable industrial enzymes and pharmaceutical proteins in plants through genetic engineering. Firefly Luciferase enzyme is one of the most important industrial enzymes being widely used in the various fields of Biotechnology and Cell and Molecular Biology, particularly in the detection rate of ATP to determine microbial pollution, the cancer identification kits, screening drugs, bioassay, sequencing of DNA (Pyrosequencing) and enzyme measuring. Luciferase gene has many applications, it is also ideal as a reporter gene in genetic engineering in order to optimize gene transfer systems. This study was done to transfer Iranian Firefly Luciferase gene (Lampyris turkestanicus) to Canola. In this study, Firefly Luciferase gene (luc) under the S35 promoter cauliflower virus (CaMV 35S) transferred to Agrobacterium strain LBA4404. Transformation was confirmed by Colony PCR with specific primers. recombinant plasmid bearing Firefly Luciferase genes (luc), was transferred to Canola by Agrobacterium-mediated transformation method. Cotyledon explants of Canola (cultivar PF4570/91) were used for transformation. For determining canola tolerance threshold, different concentrations of Hygromycin were analyzed. The transformed plants were screened on MS medium containing 7.5 mg.L-1 Hygromycin and 200 mg.L-1then transferred to regeneration and rooting medium. PCR analysis of transgenic palnts verified the presence of Firefly Luciferase (Lampyris turkestanicus(gene.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Regeneration
  • Bioractor
  • Agrobacterium
  • Cocultivation
  • Molecular farming