
تعداد نشریات | 26 |
تعداد شمارهها | 447 |
تعداد مقالات | 4,557 |
تعداد مشاهده مقاله | 5,380,003 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,580,072 |
بهینه سازی بیان موقت ژن در گیاه گوجه فرنگی (Solanum lycopersicum) | ||
مجله بیوتکنولوژی کشاورزی | ||
دوره 15، شماره 4، آذر 1402، صفحه 1-22 اصل مقاله (1.12 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22103/jab.2023.21468.1483 | ||
نویسندگان | ||
معصومه نصیری مقدم1؛ اسعد معروفی* 2؛ مختار جلالی جواران3؛ یوسف شرفی4 | ||
11- دانشجوی دکتری بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان، سنندج، ایران | ||
2دانشیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران | ||
3استاد گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران | ||
4استادیار پژوهشی موسسه تحقیقات کشاورزی دیم، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (ARREO)، مراغه، ایران | ||
چکیده | ||
چکیده هدف: هدف از این تحقیق بهرهگیری از گیاه گوجه فرنگی رقم کالجی به عنوان یک گیاه مدل برای انتقال موقت جهت تولید ترکیبات دارویی و صنعتی است. مواد و روشها: به منظور بررسی انتقال موقت ژن، سه غلظت اگرو باکترویوم در OD600 (4/0، 6/0 و 8/0)، سه زمان پس از تلقیح (4، 7 و 10 روز) و دو حالت با حضور ژن p19 و بدون p19 به عنوان فاکتورهای مؤثر بر بیان موقت ژن انتخاب شدند. ناقلین مورد استفاده در این تحقیق pXK2FS7 و pCAMBIA1304 به ترتیب حاوی ژنهای GFP و P19 بودند. برای انتقال موقت ژن GFP، برگ گیاهچههای 6 برگی با استفاده از روش اگرواینفیلتریشن تلقیح شدند. بدین صورت که غلظتهای مختلف از اگروباکتریوم حاوی ناقل pXK2FS7 و ناقل P19 با یکدیگر مخلوط شدند و بیان ژن GFP بررسی گردید. همه برگهای گیاهان گوجه فرنگی در مرحله مناسب رشدی توسط سرنگ انسولین بدون سوزن در سطح زیرین برگ تزریق شدند. به منظور تایید تراریختی و انتقال ژن استخراج RNA، ساخت cDNA و میزان بیان ژن GFP با استفاده از روش Realtime PCR انجام شد و نهایتا مشاهده بیان پروتئین GFP با میکروسکوپ فلورئوسانس صورت گرفت. نتایج: نتایج نشان داد که غلظت باکتری، تعداد روزهای پس از تلقیح و بیان ژن p19 (پروتئین سرکوبکننده خاموشی ژن) بر بیان ژن GFP اثرات معنیداری دارند. به طوری که حضور ژن p19 به عنوان سرکوبگر سیستم خاموشی ژن در مقایسه با عدم حضور در همه حالات باعث بیان بیشتر ژن GFP گردید. همچنین مشخص شد که رقت OD600 6/0 اگروباکتریوم مناسبترین غلظت برای اگرواینفیلتریشن GFP است. به علاوه در 7 روز پس از تلقیح، بالاترین میزان رونویسی ژن GFP بدست آمد. بهترین ترکیب به منظور حصول حداکثر میزان رونویسی ژن GFP، حضور ژن p19، غلظت 6/0 OD600 اگروباکتریوم و جمع آوری نمونه های برگی 7روز بعد از تلقیح می باشد. نتیجهگیری: نتایج حاصل از این تحقیق میتواند در مطالعات مقدماتی و یا بهینهسازی تولید پروتئینهای نوترکیب در برگهای گوجه فرنگی مورد استفاده قرار گیرد. | ||
کلیدواژهها | ||
اگرواینفیلتریشن؛ پروتئین نوترکیب GFP؛ p19 | ||
مراجع | ||
Alvarez ML, Pinyerd HL, Topal E, Cardineau GA (2008) P19-dependent and P19-independent reversion of F1-V gene silencing in tomato. Plant mol bio 68, 61-79.
Amiri M, Jalali Javaran M, Ehsani P, Haddad R (2016) Enhanced expression of tissue plasminogen activator via gene silencing suppressor strategy using P19 protein. Agri Biotech J 8, 1-18.
Baulcombe D (2004) RNA silencing in plants. Nature 431, 356-363.
Berry B, Deddouche S, Kirschner D et al. (2009) Viral suppressors of RNA silencing hinder exogenous and endogenous small RNA pathways in Drosophila. PLoS One 4, e5866.
Bogorad L (2000) Engineering chloroplasts: an alternative site for foreign genes, proteins, reactions and products. Trends in biotech 18, 257-263.
Burgyán J, Havelda Z (2011) Viral suppressors of RNA silencing. Trends in plant sci 16, 265-272.
Cheng Y, He C, Wang M et al. (2019) Targeting epigenetic regulators for cancer therapy: mechanisms and advances in clinical trials. Signal transduction and targeted therapy 4, 62.
Chiong KT, Cody WB, Scholthof HB (2021) RNA silencing suppressor-influenced performance of a virus vector delivering both guide RNA and Cas9 for CRISPR gene editing. Scientific Rep 11, 1-13.
Dheda K, Huggett J, Chang J et al. (2005) The implications of using an inappropriate reference gene for real-time reverse transcription PCR data normalization. Analytical biochem 344, 141-143.
Dhillon T, Chiera JM, Lindbo JA, Finer JJ (2009) Quantitative evaluation of six different viral suppressors of silencing using image analysis of transient GFP expression. Plant Cell Rep 28, 639-647.
Dunoyer P, Lecellier C-H, Parizotto EA et al. (2004) RETRACTED: Probing the MicroRNA and small interfering RNA pathways with virus-encoded suppressors of RNA silencing. The Plant Cell 16, 1235-1250.
Eamens A, Wang M-B, Smith NA, Waterhouse PM (2008) RNA silencing in plants: yesterday, today, and tomorrow. Plant Physiol 147, 456-468.
F de Felippes F, McHale M, Doran RL et al. (2020) The key role of terminators on the expression and post‐transcriptional gene silencing of transgenes. The Plant J 104, 96-112.
Hiei Y, Komari T, Kubo T (1997) Transformation of rice mediated by Agrobacterium tumefaciens. Plant mol bio 35, 205-218.
Holsters M, De Waele D, Depicker A et al. (1978) Transfection and transformation of Agrobacterium tumefaciens. Mol and General Gen MGG 163, 181-187.
Imani J, Kogel K-H (2020) Plant transformation techniques: Agrobacterium-and microparticle-mediated gene transfer in cereal plants. Biolistic DNA Delivery in Plant, 281-294.
Kalantidis K, Schumacher HT, Alexiadis T, Helm JM (2008) RNA silencing movement in plants. Biol Cell 100, 13-26.
Kaur M, Manchanda P, Kalia A et al. (2021) Agroinfiltration mediated scalable transient gene expression in genome edited crop plants. Int J Mol Sci 22, 10882
Kontra L, Csorba T, Tavazza M et al. (2016) Distinct effects of p19 RNA silencing suppressor on small RNA mediated pathways in plants. PLoS Path 12, e1005935.
Kusnadi AR, Nikolov ZL, Howard JA (1997) Production of recombinant proteins in transgenic plants: practical considerations. Biotech and bioengin 56, 473-484.
Li S, Cong Y, Liu Y et al. (2017) Optimization of Agrobacterium-mediated transformation in soybean. Front in plant sci 8, 246.
Li X, Ma S, Shan N et al. (2017) A protocol for Agrobacterium-mediated transformation of cucumber (Cucumis sativus L.) from cotyledon explants.
Lindbo JA (2007a) High-efficiency protein expression in plants from agroinfection-compatible Tobacco mosaic virus expression vectors. BMC Biotechnol 7, 1-11.
Lindbo JA (2007b) TRBO: a high-efficiency tobacco mosaic virus RNA-based overexpression vector. Plant Physiol 145, 1232-1240.
Liu Z, Kearney CM (2010) A tobamovirus expression vector for agroinfection of legumes and Nicotiana. J biotech 147, 151-159.
Livak KJ, Schmittgen TD (2001) Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2− ΔΔCT method. methods 25, 402-408.
Marillonnet S, Thoeringer C, Kandzia R et al. (2005) Systemic Agrobacterium tumefaciens–mediated transfection of viral replicons for efficient transient expression in plants. Nat Biotechnol 23, 718-723.
McCormick S, Niedermeyer J, Fry J et al. (1986) Leaf disc transformation of cultivated tomato (L. esculentum) using Agrobacterium tumefaciens. Plant Cell Rep 5, 81-84.
Mohammadzadeh S, Khabiri A, Roohvand F et al. (2014) Enhanced-transient expression of hepatitis C virus core protein in Nicotiana tabacum, a protein with potential clinical applications. Hepatitis Monthly 14.
Moissiard G, Voinnet O (2004) Viral suppression of RNA silencing in plants. Mol plant path 5, 71-82.
Movahedi A, Zhang J, Amirian R, Zhuge Q (2014) An efficient Agrobacterium-mediated transformation system for poplar. Int J Mol Sci 15, 10780-10793.
Nosaki S, Hoshikawa K, Ezura H, Miura K (2021) Transient protein expression systems in plants and their applications. Plant Biotech 38, 297-304.
Ow DW, Wood KV, DeLuca M et al. (1986) Transient and stable expression of the firefly luciferase gene in plant cells and transgenic plants. Science 234, 856-859.
Pfaffl MW (2001) A new mathematical model for relative quantification in real-time RT–PCR. Nucleic Acids Res 29, e45-e45.
Pogue GP, Vojdani F, Palmer KE et al. (2010) Production of pharmaceutical‐grade recombinant aprotinin and a monoclonal antibody product using plant‐based transient expression systems. Plant biotech j 8, 638-654.
Pröls M, Töpfer R, Schell J, Steinbiß H-H (1988) Transient gene expression in tobacco protoplasts: I. Time course of CAT appearance. Plant Cell Rep 7, 221-224.
Radonić A, Thulke S, Mackay IM et al. (2004) Guideline to reference gene selection for quantitative real-time PCR. Biochem biophys res com 313, 856-862.
Rick CM, Yoder JI (1988) Classical and molecular genetics of tomato: highlights and perspectives. Ann rev genetics 22, 281-300
Shanmugaraj B, I. Bulaon CJ, Phoolcharoen W (2020) Plant molecular farming: A viable platform for recombinant biopharmaceutical production. Plants 9, 842.
Sharafi Y, Jalali Javaran M, Sabet MS (2020) Effect of P19 gene expression on transcription rate and production of recombinant human tissue plasminogen (rtPA) in tobacco (nicotiana benthamiana). Agri Biotech J 12, 103-128.
Sheludko Y, Sindarovska Y, Gerasymenko I et al. (2007) Comparison of several Nicotiana species as hosts for high‐scale Agrobacterium‐mediated transient expression. Biotech and Bioengin 96, 608-614.
Tang G, Tang X, Mendu V et al. (2008) The art of microRNA: various strategies leading to gene silencing via an ancient pathway. Biochim Biophys Acta (BBA) 1779, 655-662.
Tanksley S, Ganal M, Prince J et al. (1992) High density molecular linkage maps of the tomato and potato genomes. Genetics 132, 1141-1160.
Thomas DR, Walmsley AM (2014) Improved expression of recombinant plant-made hEGF. Plant Cell Rep 33, 1801-1814.
Töpfer R, Pröls M, Schell J, Steinbiß H-H (1988) Transient gene expression in tobacco protoplasts: II. Comparison of the reporter gene systems for CAT, NPT II, and GUS. Plant Cell Rep 7, 225-228.
van den Burg HA, Tsitsigiannis DI, Rowland O et al. (2008) The F-box protein ACRE189/ACIF1 regulates cell death and defense responses activated during pathogen recognition in tobacco and tomato. The Plant Cell 20, 697-719.
Vaucheret H, Béclin C, Fagard M (2001) Post-transcriptional gene silencing in plants. J Cell Sci 114, 3083-3091
Voinnet O, Rivas S, Mestre P, Baulcombe D (2003a) Retracted: An enhanced transient expression system in plants based on suppression of gene silencing by the p19 protein of tomato bushy stunt virus. The plant journal 33, 949-956.
Voinnet O, Rivas S, Mestre P, Baulcombe D (2003b) Retraction: an enhanced transient expression system in plants based on suppression of gene silencing by the p19 protein of tomato bushy stunt virus. Plant J.
Wani KI, Aftab T (2022) Limitations, Biosafety, Ethics, Regulatory Issues in Molecular Farming in Plants. In: Plant Mol Farm. Springer. pp. 61-74.
Wing RA, Zhang H-B, Tanksley SD (1994) Map-based cloning in crop plants. Tomato as a model system: I. Genetic and physical mapping of jointless. Mol General Genetics MGG 242, 681-688
Yasmin A, Debener T (2010) Transient gene expression in rose petals via Agrobacterium infiltration. Plant Cell, Tissue Organ Cult (PCTOC) 102, 245-250.
Zamore PD (2004) Plant RNAi: How aViral Silencing Suppressor Inactivates siRNA. Current Biol 14, R198-R200.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 321 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 338 |