| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شمارهها | 3,216 |
| تعداد مقالات | 35,644 |
| تعداد مشاهده مقاله | 53,369,644 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 92,567,138 |
همسانهسازی و بررسی الگوی بیان ژن سولاسونین گلیکوزیلترانسفراز در گیاه دارویی تاجریزی سیاه (Solanum nigrum) تحت تیمار متیلجاسمونات | ||
| تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران | ||
| مقاله 2، دوره 33، شماره 2 - شماره پیاپی 66، اسفند 1404، صفحه 97-109 اصل مقاله (1.34 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله علمی - پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijrfpbgr.2026.372298.1491 | ||
| نویسندگان | ||
| ندا کلاتی فریمانی1؛ صدیقه فابریکی اورنگ* 2؛ جعفر احمدی1 | ||
| 1گروه ژنتیک و به نژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی، قزوین | ||
| 2دانشیار، گروه ژنتیک و بهنژادی گیاهی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی، قزوین، ایران. | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: تاجریزی سیاه(Solanum nigrum L.) از گیاهان دارویی خانواده سولاناسه محسوب میشود که بهدلیل دارا بودن گلیکوآلکالوئیدهای استروئیدی مانند سولاسونین با خواص ضدتوموری، ضدالتهاب و ضدمیکروبی مورد توجه قرار گرفته است. آنزیم سولاسونین گلیکوزیلترانسفراز (SGT1) با گلیکوزیله کردن آگلیکون استروئیدی سولاسودین در مرحله نهایی بیوسنتز این ترکیب نقش محوری دارد. با توجه به اینکه اطلاعات دقیقی از ژن کدکنندهSGT1 و الگوی بیانی آن در این گیاه در دسترس نیست؛ هدف از این پژوهش، جداسازی cDNA کدکننده SGT1 و بررسی الگوی بیانی آن در اندامهای مختلف گیاه تحت تأثیر الیسیتور متیلجاسمونات بهعنوان یک تنظیمکننده کلیدی متابولیسم ثانویه گیاهی بود. مواد و روشها: آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار برای مطالعه اثر متیل جاسمونات بر القاء بیان ژن (SGT1) طراحی و اجرا گردید. کشت بذرهای تاجریزی سیاه در گلخانه انجام شد. نمونههای برگی، میوه سبز نارس و میوه رسیده یک روز پس از محلولپاشی گیاهان در مرحله زایشی با متیلجاسمونات (µM 100) تهیه گردید. با استفاده از دادههای ترنسکریپتومی پایگاه داده NCBI و ابزار Blastn توالی توافقی شناسایی و جداسازیcDNA کدکننده SGT1 با آغازگرهای اختصاصی طراحی شده انجام شد. قطعه تکثیر شده پس از خالصسازی در ناقل pNovel T/A Lethal Vector درج و در باکتری E. Coli (DH5α) همسانهسازی و توالییابی شد. بررسی بیان نسبی ژن SGT1 با تکنیک qRT- PCR با آغازگرهای اختصاصی و ژن Elongation factor 1α انجام شد. دادههای بیانی با روش ΔΔCt تحلیل و تجزیه واریانس و مقایسه میانگینها به روش دانکن با نرمافزارهای MSTATC و Excel انجام گردید. نتایج: توالی cDNA کدکننده آنزیم SGT1 با طول 1479 جفت باز از تاجریزی سیاه جداسازی و همسانهسازی شد. تحلیل توالی پروتئینی حکایت از حضور دامینهای محافظتشده اوریدین دیفسفات (با طول 51 اسیدآمینه) و PSPG (Plant Secondary Product Glycosyltransferase) در انتهای کربوکسیل داشت. موتیف HCGTNS بهعنوان توالی مشخصه (Sequence signature) آنزیمهای SGT1 در جنس Solanum گزارش شده است. تحلیل فیلوژنتیکی نشان داد که SGT1 تاجریزی سیاه در مجاورت S. Dulcamara قرار دارد که بیانگر نزدیکی تکاملی این دو گونه است. نتایج مطالعه الگوی بیانی نشاندهنده اثر معنیدار اندام، متیل جاسمونات و اثر متقابل آنها بود، بهطوریکه میانگین بیان ژن در گیاهان تیمار شده نسبت به شاهد افزایش نشان داد. بالاترین سطح بیان (76/8) در میوههای سبز تیمارشده مشاهده شد که نسبت به شاهد افزایش 7/3 برابری داشت، در حالی که کمترین میزان بیان در میوه رسیده مشاهده گردید. نتایج نشان داد که متیل جاسمونات توانسته بیان ژنSGT1 را در تمام اندامها القا نماید و پاسخ اندامهای مختلف به این الیسیتور یکسان نبود، که نشاندهنده پاسخ بافت اختصاصی ژنSGT1 به متیلجاسمونات است. نتیجهگیری: شناسایی ژن SGT1 در مسیر بیوسنتز سولاسونین، اطلاعات ارزشمندی را برای درک چگونگی تولید این آلکالوئید مهم دارویی فراهم میکند. با توجه به خواص ضدتوموری سولاسونین، یافتههای این پژوهش میتواند به عنوان پایهای برای مهندسی متابولیک و توسعه راهبردهای فناوری زیستی برای تولید این ترکیب در سیستمهای کشت سلولی یا گیاهان تراریخته مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، شناخت تأثیر متیل جاسمونات بر تنظیم این ژن، امکان برنامهریزی برای افزایش بازده تولید متابولیتهای ثانویه را در تاجریزی سیاه فراهم میکند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| تاجریزی سیاه؛ سولاسودین؛ گلیکوآلکالوئیدهای استروئیدی؛ متیلجاسمونات؛ متابولیتهای ثانویه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Cloning and expression analysis of the solasonine glycosyltransferase (SGT1) gene in Solanum nigrum under methyl jasmonate treatment | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Neda kalati-Farimani1؛ Sedigheh Fabriki-Ourang2؛ Jafar Ahmadi1 | ||
| 1Dept. of Genetics and Plant Breeding, Imam Khomeini International University, Qazvin, I.R. Iran | ||
| 2Associate Professor, Department of Genetics & Plant Breeding, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objectives: Black nightshade (Solanum nigrum L.), a medicinal species belonging to the Solanaceae family, has attracted considerable attention because of its production of steroidal glycoalkaloids, particularly solasonine, which exhibits remarkable antitumor, anti-inflammatory, and antimicrobial activities. Solasonine glycosyltransferase (SGT1) catalyzes the final step of the solasonine biosynthetic pathway by transferring a glycosyl moiety to the steroidal aglycone solasodine. Despite the biological and pharmaceutical importance of solasonine, limited information is available regarding the SGT1 coding gene and its expression profile in S. nigrum. Therefore, this study aimed to isolate the full-length coding cDNA of the SGT1 gene and investigate its expression pattern in different plant tissues following methyl jasmonate treatment, a well-known elicitor and key regulator of plant secondary metabolism. Materials and Methods: To evaluate the effect of methyl jasmonate on SGT1 gene expression, a completely randomized design with three replications was employed. Solanum nigrum seeds were grown under greenhouse conditions, and leaf, immature green fruit, and ripe fruit samples were collected one day after spraying reproductive-stage plants with 100 µM methyl jasmonate. Based on transcriptomic data retrieved from the NCBI database and sequence analysis using the BLASTn algorithm, a consensus sequence was generated, and gene-specific primers were designed to amplify the coding cDNA of SGT1. The amplified PCR product was purified, cloned into the pNovel T/A Lethal Vector, transformed into Escherichia coli DH5α competent cells, and subsequently sequenced. Relative gene expression was quantified using quantitative real-time PCR (qRT-PCR) with gene-specific primers, while the Elongation factor 1α gene served as the internal reference. Relative transcript abundance was calculated using the 2^−ΔΔCt method. Statistical analyses, including analysis of variance and Duncan’s multiple range test, were performed using MSTAT-C and Microsoft Excel software. Results: A full-length coding cDNA of the SGT1 gene, comprising 1,479 base pairs, was successfully isolated and cloned from S. nigrum. Protein sequence analysis identified the highly conserved uridine diphosphate glycosyltransferase (UDPGT) signature motif together with the characteristic plant secondary product glycosyltransferase (PSPG) domain located at the C-terminal region. The conserved HCGTNS motif, recognized as a diagnostic sequence of SGT1 enzymes in the genus Solanum, was identified, while substitution of the conserved tryptophan residue with threonine represented a distinctive structural characteristic of S. nigrum SGT1. Phylogenetic analysis demonstrated that the SGT1 protein of S. nigrum clustered most closely with that of Solanum dulcamara, indicating a close evolutionary relationship between the two species. Gene expression analysis revealed significant effects of tissue type, methyl jasmonate treatment, and their interaction. Overall, methyl jasmonate significantly enhanced SGT1 transcript accumulation compared with untreated control plants. The highest expression level (8.76) was detected in methyl jasmonate-treated immature green fruits, representing a 3.7-fold increase relative to the corresponding control, whereas the lowest expression level was observed in ripe fruits. These findings indicate that methyl jasmonate effectively induces SGT1 expression in all examined tissues, although the magnitude of induction differs among tissues, demonstrating a clear tissue-specific transcriptional response. Conclusion: The successful isolation and characterization of the SGT1 gene provides valuable insight into the molecular basis of solasonine biosynthesis in S. nigrum. Given the considerable pharmaceutical potential of solasonine, particularly its antitumor properties, the findings of this study provide a valuable foundation for future metabolic engineering and biotechnological strategies aimed at enhancing solasonine production in cell cultures and transgenic plants. Furthermore, elucidating the regulatory effect of methyl jasmonate on SGT1 expression contributes to a better understanding of secondary metabolite biosynthesis and may facilitate the development of effective approaches for improving the production of valuable bioactive compounds in S. nigrum. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Methyl jasmonate, Secondary metabolites, Solanum nigrum, Solasodine, Steroidal glycoalkaloids | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 18 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 10 |
||