فاکتورهای تاثیرگذار بر کارایی روش آگرواینجکشن برای بیان سیستمیک ژن خارجی در گیاه ذرت به واسطه ویروس موزائیک نیشکر

ذرت (Zea mays L.) یکی از مهمترین گیاهان زراعی در سراسر دنیا و از گیاهان مدل خانواده غلات است. استقرار و بهینه سازی یک سیستم بیان موقت ژن موفق در ذرت علاوه بر قابلیت استفاده در پروژه های خاموشی ژن یا تولید پروتیین های نوترکیب، می تواند موجب تسهیل مطالعات عملکرد ژن در این گیاه شود. پژوهش حاضر با هدف بهینه سازی سیستم بیان سیستمیک ژن به واسطه آگروباکتریوم در گیاه ذرت با استفاده از یک ناقل مبتنی بر ویروس موزاییک نیشکر انجام پذیرفت.

برای این منظور از ژنوم ویروسی نوترکیب که در آن توالی رمزکننده پروتیین فلورسنت سبز (GFP)، در امتداد چهارچوب قرایت آزاد ویروس و در ناحیه بین توالی P1 و HC-Pro ویروس درج شده بود، استفاده شد. برای انتقال ژنوم ویروسی نوترکیب به گیاهان ذرت، از روش تزریق مستقیم آگروباکتریومی (آگرواینجکشن) به نواحی مریستمی گره کولیوپتیلی گیاهچه استفاده شد. کارایی دو سویه EHA105 و GV3101 باکتری Agrobacterium tumefaciens در انتقال ژنوم نوترکیب ویروس به سه واریته ذرت Iochief، Golden Bantam (ذرت شیرین) و B73 (ذرت دندان اسبی) در دو مرحله رشدی (گیاهچه های سه و هفت روزه) مورد مقایسه قرار گرفت. پس از ظهور علایم موزاییک ویروسی در گیاهان تلقیح شده، بیان ژن خارجی GFP با استفاده از میکروسکوپ فلورسنت کانفوکال و همچنین RT-PCR در این گیاهان در مقایسه با گیاهان شاهد ارزیابی شد.

‏ نتایج حاصل از RT-PCR و میکروسکوپ فلورسنت کانفوکال، نشان داد که سویه GV3101 در مقایسه با سویه EHA105 به لحاظ آماری عملکرد بالاتری در انتقال ناقل نوترکیب به گیاهان ذرت دارد. همچنین در مقایسه واریته های مختلف ذرت، این روش در بیان پروتیین فلورسنت سبز در ذرت واریته گلدن بانتام به طور بسیار معنی داری موفق عمل نمود. اگرچه در مورد سویه EHA105 درصد گیاهچه های سه روزه ذرت شیرین گلدن بانتام که به طور موفق ناقل محتوی ژن خارجی را دریافت و بیان نمودند بالاتر بود، اما در مورد سویه GV3101 تفاوت معنی داری میان گیاهچه های سه و هفت روزه مشاهده نشد.

ذرت رقم گلدن بانتام و آگروباکتریوم سویه GV3101 در مراحل پیش از دوبرگی به عنوان یک سیستم مدل بهینه، سریع و کارآمد برای پروژه های تحقیقاتی بررسی عملکرد ژن و حوزه های پژوهشی مرتبط پیشنهاد می گردد.