بیان تراژن aiiA در سیب‌زمینی و اثر آن بر کنترل بیماری پوسیدگی نرم باکتریایی

نوع مقاله : علمی پژوهشی-فارسی

نویسندگان

هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان

چکیده

حدنصاب حسگری مکانیسم ارتباط سلولی همراه با تولید مولکول‌های کوچک پیام‌رسان مانند اسیل هموسرین لاکتون در جمعیت باکتری‌هاست که وظایف مهمی مانند تحرک، تولید آنتی‌بیوتیک، تولید رنگدانه، تشکیل بیوفیلم و تولید فاکتورهای بیماری‌زایی را در باکتری‌ها تنظیم می‌کند. در سال‌های اخیر ژن‏های مختلفی در باکتری‌های آنتاگونیست شناسایی شده‌اند که عامل تجزیه مولکول‌های پیام‏رسان باکتری‌ها بویژه اسیل هموسرین لاکتون بوده و در حدنصاب حسگری باکتری‌ها اختلال ایجاد می‌کنند. در این پژوهش ژن aiiA مربوط به باکتری Bacillus sp. DMS133 توسط آغازگرهای اختصاصی aiiA-7F و aiiA-7R از همسانه محتوای این ژن تکثیر شد. به منظور بررسی اثر ژن aiiA در گیاه سیب‌زمینی، دستواره حاوی ژن aiiA تحت پروموتور دائمی CaMV35S در ناقل دوگانه pBI121 تهیه شد. این دستواره با روش شوک دمایی به استرین Agrobacterium tumefaciens LBA4404 منتقل و در روش کشت گره و میانگره در محیط‌کشت تغییر یافته MLS به گیاه سیب‌زمینی رقم اگریا انتقال یافت. در آزمون زیست‌سنجی، گیاهان تراریخته مایه‌زنی شده با سوسپانسیون باکتری Pectobacterium carotovorum ، شدت بسیار پایینی از علائم بیماری پوسیدگی نرم را بعد از پنج روز در مقایسه با گیاه شاهد نشان دادند. این گیاهان تا چهار روز بعد از مایه‌زنی همچنان سالم و بدون علائم رشد کردند. به نظر می‌رسد که بیان AiiA لاکتوناز در سیب‌زمینی باعث بروز مقاومت در مراحل ابتدای شروع بیماری پوسیدگی نرم شده‌ است اما با ادامه یافتن شرایط وقوع بیماری، گیاهان تراریخته نیز دچار آلودگی شدند و مراحل اولیه بیماری را به صورت علائم زردی و کم رشدی بدون پوسیدگی نرم نشان دادند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Expression of aiiA gene in potato and its effect on the control of bacterial soft rot disease

نویسندگان [English]

  • Esmaeil Mahmoudi
  • Davood Naderi
چکیده [English]

Quorum sensing is a unique cell-cell communication of bacteria with production of diffusible small signal molecules such as acyl-homoserine lactones (AHLs). This phenomenon regulates the important functions including motility, antibiotic and pigment production, biofilm formation and production of virulence determinants in many bacteria. A potential aiiA homologue gene from Bacillus sp. DMS133 was PCR-amplified using specific PCR primers aiiA-7 F and aiiA-7R. To study the effect of aiiA expression in potato plant, the aiiA gene was sub-cloned into binary vector, pBI121, under the control of the constitutive CaMV35S promoter to give pBI121/aiiA. The resulting plasmid was heat/shock transformed into Agrobacterium tumefaciens LB4404 and introduced into potato explants through the node and internode culture in modified MLS medium. In bioassay, the modified genetically potato plants were inoculated with Pectobacterium carotovorum suspension at 106 CFU. The results suggested that the expression of AiiA lactonase in potato plant caused the moderate resistance against soft rot bacterium. Transgenic plants showed slightly soft rot disease symptoms at five days after inoculation, while the wild type plant showed sever symptoms. Four days after inoculation, transgenic plants still grew a healthy and without symptoms, and after this period, they showed yellowing with low growth symptoms. It seems that lactonase expression in potato causes resistance against the beginning stage of bacterial infections. However with continuing disease conditions, transgenic plants also suffered infection and the early stage symptoms (without soft rot) of disease were observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lactonase
  • Potato
  • Resistance to soft rot
  • Bacillus sp. DMS133