SUPERVISOR
Seyed reze Zareie abarghoei,Badraldinebrahim Seyed tabatabaei,Bahram Sharifnabi
سیدرضا زارعی ابرقویی (استاد راهنما) بدرالدین ابراهیم سیدطباطبایی (استاد راهنما) بهرام شریف نبی (استاد مشاور)
STUDENT
English Ghanbari
وجیهه قنبری مقصودبکی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
TITLE
Thaumatin-like Gene tlp-3 Transformation in to the Potato Plant in Order to Prevent Pathogenic Behavior of Alternaria sp.
Potato, as a cheap and energetic source of calories, is always one of the most important crop in the word and one of the fifteen nutrient which secure 90% of human nutritional requirement . One of the most important potato yield reducing factor is various fungal diseases such as old and well known potato and tomato disease which called "potato and tomato ring spot". The disease, which is due to several fungal species of Alternaria Nees genus, invade and destroys every years great deal of potato and tomato production. Following pathogen invasion, plant defense system will stimulate expression of diverse proteins in plant such as thaumatin-like proteins as a pathogenesis related proteins. This protein which belong to fifth group of 17 groups of pathogenesis related proteins, stimulate their expression with divers inducer such as different pathogens and stressful factors. Thaumatin like proteins possess different impasive activities which one of the most important is anti fungal activity. This propety would be a suitable tool in breeding activities. Some of the coding genes of this kind proteins such as TLP-3 gene is currently known. In this research in order to reducing chemical pesticides usage and enhance the resistance of potato crop against invading ring spot pathogen, the gene transfer to potato genome by Agrobacterium-mediated system. Considering the important role of optimizing tissue culture condition in success of transformation process, at first different factor of tissue culture optimized and appropriate variety and hormone mixture was selected. The selected variety were transformed by the Gram-negative soil phytopathogen Agrobacterum tumefaciens which carrying TLP-3 gene construct subsequently. The explants were regenerated in selective medium with the most appropriate hormone mixture. The regenerated plants which grow up in selective mediums, their transformation was proofed by polymerize chain reaction (PCR), reverse transcriptase polymerize chain reaction (RT-PCR) and fungal spore of ring spot generation and growth tests in media which contain transformed and untransformed plant extraction. In order to check signal peptide influence on antifungal activity of the protein, bioassay in greenhouse and inter and intra cellular protein extraction is necessary, so it is not possible to judge in this issue with the data. The results, in addition of proofing the antifungal TLP’s activity, have implied that the explant have the least influence on plant regeneration while genotype and hormone mixture in regeneration medium have greet influences on regeneration yield. It should be noticed that hormone mixture has the most important effect among the variety were studied in this research. According to the results, potato regeneration yield in medium contain high amount of cytokines with low level of axine is the best. Furthermore the most important factor in potato regeneration is callus quality not quantity
سیبزمینی یکی از محصولات زراعی مهم در دنیا و یکی از پانزده محصولی است که 90% نیازمندیهای غذایی مردم جهان را تامین میکند که همواره به عنوان یک منبع تغذیهای پرانرژی و ارزان قیمت جایگاه مهمی در میان محصولات کشاورزی به خود اختصاص میدهد. از مهمترین عوامل کاهش این محصول در دنیا بیماریهای گوناگون قارچی میباشد که از آن میان بیماری لکه موجی سیبزمینی و گوجهفرنگی یکی از شناختهشدهترین و قدیمیترین بیماریهای این گیاه میباشد. این بیماری که توسط گونههای مختلف جنس Alternaria Nees . ایجاد میگردد، هر ساله گیاهان بسیاری را تحت تاثیر قرار داده و میزان بالایی از محصول سیبزمینی را از بین میبرد. پس از حمله بیمارگر به این گیاه، سیستم دفاعی گیاه بیان گستره بسیار وسیعی از پروتئینها را در داخل گیاه تحریک میکند که از این میان میتوان به پروتئینهای شبهتئوماتین به عنوان یکی از پروتئینهای مرتبط با بیماریزائی اشاره نمود. این پروتئینها که به گروه پنجم از 17 گروه پروتئینهای مرتیط با بیماریزایی تعلق دارند، بیانشان با القاگرهای گوناگونی مثل حمله بیمارگرهای گوناگون و عوامل تنشزا افزایش مییابد. پروتئینهای شبهتئوماتین دارای فعالیتهای مختلفی میباشند که از مهمترین آنها فعالیتهای ضدقارچی میباشد. در حال حاضر ژنهای رمزکننده برخی از این پروتئینها مثل ژن TLP-3 شناسایی شده است. در پژوهش حاضر انتقال این ژن با استفاده از سیستم انتقال ژن با واسطهگری اگروباکتریوم در نظر گرفته شد تا با بیان افزایشیافته این پروتئین در گیاه، بتوان علاوه بر کاهش نیاز به مصرف سموم شیمیایی از کاهش محصول سیبزمینی بر اثر بیماری لکهموجی نیز جلوگیری کرد. از آنجایی که بهینهسازی سیستم کشت بافت ارقامی که مورد تراریختی قرار میگیرند، یکی از مهمترین عوامل موفقیت در تراریختی گیاهان میباشد، لذا در این تحقیق ابتدا شرایط مختلف کشت بافت بهینه گردیده و کاراترین ارقام و ترکیب هورمونی انتخاب گردیدند. سپس تراریختی این ارقام با واسطهگری باکتری Agrobacterum tumefaciens حاوی دستواره ژن TLP-3 انجام گرفته و ریزنمونههای در محیط انتخابی حاوی ترکیب هورمونی منتخب باززا گردیدند. پس از رشد گیاهان باززا شده در محیط انتخابی، تراریختی آنها با آزمونهای واکنش زنجیرهای پلیمراز (PCR)، واکنش زنجیرهای پلیمراز معکوس (RT-PCR) و نیز آزمون جوانهزنی و رشد اسپورهای قارچ عامل بیماری لکه موجی بر روی محیطهای حاوی عصاره گیاهان تراریخت و شاهد اثبات شد. بررسی تاثیر وجود سیگنال پپتید در توانایی ضد قارچی پروتئینهای TLPs به آزمونهای گلخانهای و استخراج جداگانه پروتئینهای درون و میان سلولی احتیاج داشته و با دادههای حاصل نمیتوان در مورد آن قضاوتی داشت. نتایج پژوهش حاضر علاوه بر اثبات توان ضدقارچی پروتئین TLP، نشان میدهد که نوع ریزنمونه دارای کمترین تاثیر در باززایی ارقام گوناگون میباشد در حالیکه اثرات ژنوتیپ و ترکیب هورمونی در محیط باززایی گیاهی بر روی کارایی باززایی بسیار معنیدار و حائز اهمیت میباشد. در بین ارقام مورد بررسی در این تحقیق اثر ترکیب هورمونی بسیار بالاتر از تاثیر ژنوتیپ دیده شد. بر اساس این نتایج معلوم شده است که سیبزمینی در محیطهای دارای سطح بالای سیتوکنین و همراه با مقادیر پایین اکسین بهترین باززایی را دارد. نتایج بدست آمده نشان میدهد که رقمی که بهترین میزان کالوسدهی را دارد، الزاماً دارای بیشترین میزان باززایی نیز نبوده و مهمترین فاکتور در باززای