Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed reze Zareie abarghoei,Bahram Sharifnabi
سیدرضا زارعی ابرقویی (استاد راهنما) بهرام شریف نبی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Kobra Saeidi Rashkolia
کبری سعیدی رشک علیا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1383

TITLE

Isolation, Over-expression & Analysis of Physiological Activity of Thaumatin- Like Protein of Medicago truncatula
Pathogenesis-related proteins (PR-Proteins) are induced in response to environmental stresses such as, osmotic and drought stress, wounding, microbial infections and treatment with specific plant hormones and elicitors. These proteins are presently classified into several groups (PR-1 through PR-17) based on their amino acid sequence and biochemical functions. The present study has been focused on isolation, over-expression and analysis of the physiological activities of the thaumatin-like proteins ( i.e. PR-5) in the model plant Medicago truncatula . Analysis of the M. truncatula genome, available freely on the internet, indicated the presence of at least six PR-5 Open Reading Frames (ORFs), three of which along with two previously reported cDNAs were selected for this study. Highest homologies for the five ORFs/gens (dubbed tlp -1,-2,-3,-4 and -5) to known PR-5 proteins are respectively 87% to Arabidopsis thaliana aad02499, 63% again to A. thaliana aad02499, 78% to A. thaliana NP_173261, 68% to Lycopersicum sculentum L76632, and 56% to either Vitis vinifera Y10992 or Cicer arietinum AJ010501. Using specific primers, the sequences were isolated from the M. truncatula genome and all, but one, were confirmed to match with those previously reported. No sequence was obtained for tlp-4 at time this reported. All the fragments were, then, transformed into Escherichia coli isolate BL21 (DE3), using pET21c(+) plasmids for subsequent overexpression. All five genes were expressed as inclusion bodies (IBs) with masses, estimated by SDS PAGE, corresponding to the theoretical values. As expected none of the protein IBs had any detectable effect on phytopathogenic fungi Rhizoctonia solani ، Alternaria alternata and Fusarium graminearum . However when IBs were refolded, using 4 refolding methods, all showed comparable strong antifungal activity against these fungi. No report on overexpression or analysis of PR-5 family of proteins in M. truncatula had been published prior to this project.
پروتئین های مرتبط با بیماری زایی در اثر تنش های محیطی مانند تنش شوری و خشکی، زخم شدن مکانیکی، آلودگی میکروبی و کاربرد تعدادی از هورمون های گیاهی و الیسیتورها تولید می شوند. بر اساس توالی آمینو اسیدی و فعالیت بیوشیمیایی، این پروتئین ها تاکنون به 17 گروه (1-PR تا 17-PR) طبقه بندی شده اند. هدف تحقیق حاضر نیز شناسایی، بیان فراوان و بررسی فعالیت فیزیولوژیک پروتئین شبه تئوماتین (گروه 5 پروتئین های مرتبط با بیماری زایی) در گیاه یونجه یکساله می باشد. پروتئین های مرتبط با بیماری زایی گروه 5 با دارا بودن تشابه بالا در سطح آمینو اسیدی با پروتئین شیرین مزه تئوماتین در بسیاری گیاهان در اثر حمله بیمارگرهای گیاهی تولید می شوند. با این وجود، شناسایی کامل اعضای این گروه در گیاه یونجه یکساله تاکنون تنها برای دو ژن و تنها در سطح mRNA صورت گرفته است. با این وجود به دلیل توالی یابی در حال تکمیل ژنوم یونجه یکساله و در دسترس بودن بخش قابل توجهی از ژنوم آن، شناسایی اعضای جدید خانواده پروتئین های شبه تئوماتین در این گیاه امکان پذیر گردید. در این تحقیق سه چارچوب خواندن (1- tlp ، 2 و 5) در کنار دو cDNA (3- tlp و 4 - tlp ) مربوط به پروتئین های شبه تئوماتین در گیاه یونجه یکساله ردیابی گردیدند. بالاترین شباهت بین توالی های مذکور و توالی پروتئین های 5-PR که پیش از این مطالعه شده اند عبارت است از: 87% شباهت بین 1-TLP و aad02499 (در Arabidopsis thaliana )، 63% بین 2-TLP و aad02499، 78% بین 3-TLP و NP_173261 ( A.thaliana )، 68% بین 4-TLP و L76632 (گوجه فرنگی) و 56% بین 5-TLP و AJ010501 (نخود). قطعات مورد نظر با استفاده از آغازگرهای اختصاصی از گیاه یونجه یکساله جدا سازی و سپس در ناقل بیانی (+)c21-pET وارد شدند. پس از توالی یابی قطعات، ناقلین نوترکیب به باکتری بیانی (3DE)21 E.coli BL منتقل و بیان شدند. کلیه پروتئین ها بصورت اجسام سخت غیر محلول بیان گردیدند که وزن مولکولی آن ها، بر اساس الکتروفورز روی ژل SDS-PAGE، برابر با مقادیر پیش بینی شده بود. به دلیل این که کلیه پروتئین ها بصورت اجسام سخت و بدون ساختار سه بعدی صحیح بیان شده بودند، هیچ یک در این حالت دارای فعالیت ضد میکروب بر علیه قارچ های مورد مطالعه، شامل Rhizoctonia solani ، Alternaria alternata و Fusarium graminearum نبودند. پروتئین ها، سپس با 4 روش تازده شدند که این بار همگی دارای فعالیت کم و بیش مشابهی بر علیه قارچ های گفته شده بودند. بررسی منابع علمی نشان داد که تا پیش از این تحقیق مطالعه مشابهی بر روی پروتئین های شبه تئوماتین یونجه یکساله انجام نشده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی