انتقال ژن کیتیناز باکتریایی chis به آرابیدوپسیس (arabidopsis thaliana) و ارزیابی مقاومت ایجادشده در برابر پاتوژن های قارچی

ژن کیتیناز chis جداشده از bacillus pumilus sg2 دارای سه ناحیه ژنی شامل دامنه کاتالیتیک گلیکوزیل هیدرولاز18، دامنه فیبرونکتین3 و دامنه اتصال به کیتین، به گیاه آرابیدوپسیس منتقل و قابلیت آن در ایجاد مقاومت در برابر بیماری های قارچی مورد ارزیابی قرارگرفت. دو ساختار ژنی شامل توالی کامل ناحیه کدکننده ژن chisو همچنین توالی دامنه کاتالیتیک گلیکوزیل هیدرولاز18(gh18) که با حذف دو دامنه دیگر از ژن chis ایجاد شده بود، بطور جداگانه به گیاهان منتقل شدند. صحت انتقال و ادغام ژن ها توسط آزمون های pcr و سادرن بلات تأیید و نسخه برداری از ژن های انتقالی نیز با روش rt-pcr اثبات شد. بررسی هایelisa و وسترن بلات نشان دادند اکثر لاین های تراریخت که ژن مربوطه را رونویسی کرده بودند پروتئین آن را نیز تولید کرده اند. بررسی آنزیمی نشان داد که با حذف ناحیه اتصال به کیتین، فعالیت کیتینازی پروتئینgh18 در مقایسه باchis تغییری نکرده است. همچنین بررسی های ضد قارچی در شرایط آزمایشگاهی نشان داد با حذف ناحیه اتصال به کیتین فعالیت ضدقارچیgh18 در مقایسه با chis شدیداَ کاهش یافته است. عصاره پروتئینی گیاهان دارای ژنchis توانست رشد قارچ های بیماریزای گیاهی, rhizoctonia solani, sclerotinia sclerotiorum, botrytis cinerea, bipolaris sp., alternaria raphani, alternaria brassicicola, trichoderma reesei, و fusarium graminearum را کنترل کند، در حالی که عصاره پروتئینی گیاهان واجد gh18 تنها رشد هیف های a. brassicicola را به صورت محدود کنترل کرد. همبستگی مثبتی بین میزان بیان پروتئین نوترکیب لاین های تراریخت و اثر بازدارندگی آنها روی رشد قارچ ها مشاهده شد. ارزیابی مقاومت گیاهان کامل نیز نشان داد گیاهان لاین تراریخت achis11 که بیشترین بیان chis را دارا بودند در مقایسه با گیاهان شاهد غیر تراریخت، مقاومت بالاتری در برابر r. solani و a. brassicicola نشان داده و توانستند خسارت بیماری را کاهش دهند. بررسی های مرفولوژیک لاین های تراریخت شده با chis نشان داد در مقایسه با گیاهان شاهد و گیاهان واجد gh18، سرعت رشد، ارتفاع گیاه و طول ریشه در آنها افزایش یافته و سریع تر وارد فاز زایشی شده اند. این تحقیق اولین گزارش از انتقال یک ژن کیتیناز از bacillus pumilus به گیاه می باشد.