بررسی واکنش موتانت‌های پیری در آرابیدوپسیس به پیش‌ماده سنتز اتیلن (ACC)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس‌ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی

2 استادیار، رشت، کیلومتر 5 جاده رشت-قزوین، دانشگاه گیلان، دانشکده کشاورزی، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی

3 دانشجوی کارشناسی ارشد اصلاح نباتات، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

هورمون اتیلن بر بسیاری از فرایندهای فیزیولوژیکی از جمله پیری موثر است. پیری آخرین مرحله رشد و توسعه گیاه بوده که به مرگ گیاه ختم می­شود. در مسیر بیوسنتز اتیلن آخرین پیش ماده 1-aminocyclopropane 1-carboxylic acid (ACC) است. گیاهچه­های رشد یافته در محیط کشت حاوی  ACCبا تبدیل این ماده به اتیلن دستخوش تغییرات خاصی از جمله کوتاهی و ضخیم­شدن ریشه، کوتاهی هیپوکوتیل وچرخش رأس هیپوکوتیل می شوند که واکنش سه گانه (Triple response) نامیده می­شود. وقوع این علایم نشان­دهنده نرمال بودن فعالیت­های درک و بیوسنتز اتیلن در گیاه است. در این تحقیق واکنش موتانت­های  old-3, old-9, old-14, etr1-3و ko-5 به غلظت های مختلف ACC با اندازه­گیری صفات مرتبط با واکنش سه گانه در گیاه آرابیدوپسیس تالیانا بررسی شد. ژن­های OLD به عنوان ژن های موثر بر فرایند پیری در آرابیدپسیس شناخته میشوند. واکنش سه گانه در اغلب موتانت­ها با افزایش غلظت ACC مشاهده می­شود. درحالی­که در موتانت etr1-3 هیچکدام از علائم واکنش سه گانه مشاهده نشد. لذا تغییر فعالیت ژن­های OLD9٬OLD3  و OLD14 در گیاهچه­های موتانت­های old-3, old-9, old-14 باعث تغییر معنی­داری در درک و بیوسنتز اتیلن نشده، ولی در گیاهچه های موتانت etr1-3 تغییر قابل توجهی در زمینه درک اتیلن توسط حسگرهای اتیلن رخ داده است. از آنجائی­که فرآیند پیری در موتانت های  old-3, old-9, old-14سریع­تر از گیاهان والدینی صورت گرفته، این بدان معنی است که ژن­های کنترل­کننده فرآیند پیری از ژ­نهای موثر بر اتیلن متفاوت هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The response of Arabidopsis mutants associated with senescence to the precursor of ethylene (ACC)

نویسندگان [English]

  • Sara Rooyan 1
  • Reza Shirzadian 2
  • Payam Talebi 3
چکیده [English]

Ethylene is involved in many developmental and processes including plant senescence. Senescence is the final step of plant development resulting in death of plants. 1-aminocyclopropane 1-carboxylic acid) ACC) is produced in the last step of the ethylene biosynthesis. The Morphological characteristics of treated plants by ACC induce a phenotype called triple response including root and hypocotyl shortness and thickness. The occurrence of these symptoms indicates that plant system sense ethylene and its biosynthesis is activate. In this project, we examined the response of the wild type seedlings Ler-0, Col-0 and several mutants including old-3, old-9, old-14, etr1-3 and ko-5 to various concentration of ACC in Arabidopsis thaliana following evaluation of triple response characteristics. OLD genes in Arabidopsis are known as senescence involved genes. According to the obtained results, it shown that with increasing ACC concentrations, the triple response has been detected in most mutants, while in mutant etr1-3 none of those responses were observed  meaning that etr1-3 is not able to sense and signal ethylene. These results suggest that change in OLD9, OLD3 and OLD14 function doesn't cause any significant impact on ethylene biosynthesis and signaling, while change in gene activity ETR in Arabidopsis led to the loss of the triple response in etr-3 plants. Thus, the genes controlling ethylene biosynthesis is different from genes regulating plant senescence.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arabidopsis
  • ethylene
  • hypocotyl
  • mutants
  • Root