دانشگاه گیلان تحقیقات غلات 2252-0163 7 3 2017 11 22 The use of carbon and phenol sources in the medium for optimal induction of virulence genes promoter in Agrobacterium tumefaciens استفاده از منابع کربن و فنل در محیط کشت به‌منظور القاء بهینه پروموتر ژن‌های بیماری‌زا در Agrobacterium tumefaciens 369 379 2877 10.22124/c.2018.5138.1200 FA محمدصادق تقی‌زاده دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران محمد مهدی سوهانی دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران رضا شیرزادیان خرم آباد استادیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران Journal Article 2016 07 05 The virulence genes (vir) of <em>Agrobacterium tumefaciens</em> induces by many factors such as specific plant phenolic metabolites and sugars. A number of these factors act synergistically with acetosyringone and causing high expression levels of vir genes. In present research, the induction of virB2 and virD2 gene promoters, were investigated in A348 (MX311) and A348 (MX243) Agrobacterium variants, respectively. The promoter sequences from these vir genes have been fused with a promoterless lacZ gene in a cassettes carrying Tn3. A three-day culture of Agrobacterium was performed, which was included a vegetative growth followed by an induction step. Sugar treatment of glucose, mannose and deoxymannose were used in combination with different concentrations of acetosyringone in the two biological and three technical replications. According to the results, the highest activity of β-galactosidase enzyme attained when the mannose of sugar was used in combination with 50 µM acetosyringone for bacterial strain carrying virB2::lacZ construct. The mannose of sugar treatment in combination with 100 µM acetosyringone treatment, for bacterial strain carrying virD2:: lacZ, induced the highest enzyme activity. The monosaccharides in order of descending vir::lacZ activity in the absence of acetosyringone: glucose > mannose > deoxymannose. According to our observations, we suggested that the mannose of sugar treatment with 100 µM acetosyringone could be utilized for obtaining strong induction of Agrobacterium vir genes in an induction medium. انتقال ژن به گیاهان با استفاده از <em>Agrobacterium</em> <em>tumefaciens</em> دارای مزایای بسیاری است، اما مشکل مهم این سیستم کارآیی پایین آن است. بر این اساس، یکی از راه‌های بهبود کارآیی، افزایش فعالیت ژن‌های بیماری‌زایی یا <em>vir</em> است که نقش اصلی را در انتقال تراژن به داخل ژنوم گیاه میزبان ایفا می‌کنند. برخی متابولیت­های فنلی و قندها القاگر ژن‌های <em>vir</em> هستند که به­طور سینرژیک عمل می­کنند. در این تحقیق جهت بررسی شرایط بهینه بیان پروموتر ژن­های بیماری‌زا از دو سویه موتانت <em>A.</em> <em>tumefaciens</em> به نام­های (MX243)A348  و A348 (MX311) استفاده شد که در سویه موتانت MX243 ژن گزارشگر فاقد پروموتر <em>lacZ</em>کد‌کننده آنزیم β-گالاکتوزیداز با پروموتر ژن‌های <em>virB₂</em> امتزاج یافته (<em>virB₂::lacZ</em>) و در سویه موتانت MX311 پروموتر <em>virD₂</em> با ژن گزارشگر فاقد پروموتر <em>lacZ</em>امتزاجیافته (<em>virD₂::lacZ</em>) است. بر این اساس، فعالیت پروموترهای این دو ژن‌ بیماری‌زا با میزان فعالیت آنزیم β-گالاکتوزیداز تحت سه تیمار قندی گلوکز، مانوز و داکسی­مانوز در ترکیب با تیمار فنلی استوسیرینگون در سطوح مختلف در دو تکرار بیولوژیکی و سه تکرار تکنیکی اندازه­گیری شد. ملاک ارزیابی و مقایسه در این خصوص، کشت سه‌روزه <em>A.</em> <em>tumefaciens</em> شامل مرحله اول رشد رویشی و مرحله دوم القای ژن­های بیماری­زا به‌عنوان پروتکل استاندارد القاء بود. نتایج این آزمایش نشان داد که استفاده از تیمار قندی مانوز در ترکیب با 50 میکرومولار استوسیرینگون برای القای بهینه پروموتر ژن <em>virB₂</em>و تیمار قندی مانوز در ترکیب با 100 میکرومولار استوسیرینگون برای القای بهینه پروموتر ژن <em>virD₂</em> بالاترین فعالیت آنزیم β-گالاکتوزیداز را به همراه داشت. همچنین تحت شرایط عدم حضور استوسیرینگون، تیمار قندی گلوکز نسبت به مانوز و داکسی­مانوز قدرت القا و بیان بالاتر پروموتر ژن­های بیماری­زا را داشت. بنابراین، به‌منظور بهبود القا و بیان ژن­های بیماری‌زای <em>virB₂</em> و <em>virD₂</em> پساز مرحله تکثیر رویشی تا زمان هم‌کشتی باکتری و نمونه‌های گیاهی، پیشنهاد می­شود از تیمار قندی مانوز به‌عنوان منبع کربن جایگزین گلوکز در ترکیب با غلظت 50 میکرومولار استوسیرینگون در محیط کشت استفاده شود. https://cr.guilan.ac.ir/article_2877_1bab9ee7d91c7bfbb12aeabd5ff502c3.pdf