ساخت سازه RNA سنجاق سری القاءکننده خاموشی ژن و بررسی مقاومت ناشی از آن در برابر ویروس برگ بادبزنی مو GFLV

نوع مقاله: بیماری ها

نویسنده

گروه گیاه پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

چکیده

 استفاده از ارقام مقاوم گیاهی بهترین راه برای کنترل عوامل ویروسی می ­باشد. القاء مقاومت به ­واسطه خاموشیRNA یک روش خوب برای ایجاد ارقام مقاوم به ویروس ­ها می­ باشد. ویروس برگ بادبزنی مو (GFLVGrapevine fanleaf virus) عامل یکی از مخرب­ ترین بیماری­ های ویروسی مو در سراسر دنیا است. به ­منظور بررسی امکان ایجاد مقاومت به GFLV مو با استفاده از سیستم القاء مقاومت به ­واسطه RNA، از توالی نوکلئوتیدی دو ژن این ویروس برای ساخت سازه سنجاق­ سری استفاده شد که در آن قطعه ­ای از هر ژن به ­طور جداگانه در جهت سنس و آنتی سنس در دو طرف یک ناحیه اینترونی و در مقابل 35SCaMV در پلاسمید pGA482G قرار گرفت. جهت تراریختیگیاهان Nicotiana benthamiana از سیستم Agrobacterium tumefaciens استفاده شد. پس از تأیید انتقال ژن، گیاهان تراریخت به ­منظور ارزیابی مقاومت نسبت به GFLV، مایه­ زنی مکانیکی شدند. 10 روز پس از مایه ­زنی ویروس سه نوع واکنش مقاومت، حساسیت و تأخیر در بروز علایم در گیاهان مایه ­زنی شده مشاهده شد. آزمون الایزا نیز عدم حضور ویروس را در گیاهان مقاوم تراریخت تأیید کرد. در این گیاهان حتی یک ماه پس از مایه­ زنی، هیچ ­گونه علایم ویروسی مشاهده نشد. درحالی­ که گیاهان تراریختی که حضور ویروس در آن­ ها با آزمون الایزا ردیابی شد، علایم موزاییک را یک هفته پس از مایه ­زنی و مشابه تیپ وحشی گیاهان مایه ­زنی شده با GFLV نشان دادند. نتایج این تحقیق نشان داد که سازه به ­کار رفته برای القاء مقاومت کارایی بالایی داشته و می ­توان از آن برای ایجاد مقاومت در ارقام مختلف مو نسبت به GFLV استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


  1. پاکباز، س.؛ پژوهنده، م.؛ عینی­ گندمانی، ا. و سخندان، ن.؛ 1397. القاء مقاومت به ویروس برگ بادبزنی مو (GFLV) به­روش.RNA Silencin  مجله پژوهش‌های سلولی و مولکولی. دوره 31، شماره 2، صفحات 268 تا 278.
  2. Bardonnet, N.; Hans, F.; Serghini, L. and Pinck, L., 1994. Protection against virus infection in tobacco plants expressing the coat protein of Grapevine fanleaf virus. Plant Cell Reports. Vol. 13, pp: 357-360.
  3. Baulcombe, D.C., 1996. Mechanisms of pathogen derived resistance to viruses in transgenic plants. Plant ell. Vol. 8, pp: 1833-1844.
  4. Dasgupta, V.; Malathi, G. and Mukherjee, S.K., 2003. Genetic engineering for virus resistance. Current Science. Vol. 84, pp: 3-10.
  5. Dawson, W. and Hilf, M.E., 1992. Host-range determinants of plant viruses. Annu Rev plant physiol plant Mol Biol. Vol. 43, pp: 527-555.
  6. Fuchs, M. and Gonsalves, D., 2007. Safety of virus-resistant transgenic plants two decades after their introduction: lessons from realistic field risk assessment studies. Annual Review of Phytopathology. Vol. 45, pp: 173-202.
  7. Gambino, G.; Perrone, I.; Carra, A.; Chitarra, W.; Boccacci, P.; Marinoni, D.; Barberis, M.; Maghuly, F.; Laimer, M. and Gribaudo, I., 2009. Transgene silencing in grapevines transformed with GFLV resistance genes: analysis of variable expression of transgene, siRNAs production and cytosine methylation. Transgenic Research. Vol. 19, No. 1, pp: 17-27.
  8. Gottula, J.; Berthold, F.; Labarile, R.; Gutting, H.; Demangeat, G.; Cantilina, K. K.; Vigne, E.; Marmonier, A.; Lemaire, O.; Ritzenthaler, C.; Schmitt-Keichinger, C. and Fuchs, M., 2014. Grapevine fanleaf virus and a virus-induced gene silencing and protein expression vector for Vitis spp. Dissertation of Doctor of Philosophy. 282 p.
  9. Jacqumond, M.; Teycheney, P.Y.; Carrere, I.; Navas Castillo, J. and Tepfer, M., 2001. Resistance phenotypes of transgenic tobacco plants expressing different Cucumber mosaic virus (CMV) coat protein genes. Molecular Breeding. Vol. 8, pp: 85-94.
  10. Jardak-Jamoussi, R.; Winterhagen, P.; Bouamama, B.; Dubois, C.; Mliki, A.; Wetzel, T.; Ghorbel, A. and Reustle, G., 2009. Development and evaluation of a GFLV inverted repeat constructfor genetic transformation of grapevine. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. Vol. 97, pp:187-196.
  11. Kawchuke, L.M.; Martin, R.R. and Macpherson, P., 1991. Sense and antisense RNA mediated resistance to Potato leafroll virus in Russet Burbank potato plants. Molecular Plant-Microbe interaction. Vol. 4, pp: 247-253.
  12. Kerschen, A.; Napoli, C.A.; Jorgensen, R.A. and Muller, A.E., 2004. Effectiveness of RNA interference in transgenic plants. Federation of European Biochemical Societies Letters. Vol. 566, pp: 223-228.
  13. Kim, K.; Eamens, A. and Waterhouse, P., 2011. RNA Processing Activities of the Arabidopsis Argonaute Protein Family. RNA Processing. Vol. 8, pp: 137-156.
  14. Koteer, J.M.; Matzke, M.A. and Meyer, P., 1999. Listening to the silent genes: transgenic silencing, gene regulation and pathogen control. Trend Plant Science. Vol. 4, pp: 340-347.
  15. Lai-Kee-Him, J.; Schellenberger, P.; Dumas, C.; Richard, E.; Trapani, S.; Komar, V.; Demangeat, G.; Ritzenthaler, C. and Bron, P., 2013. The backbone model of the Arabis mosaic virus reveals new insights into functional domains of nepovirus capsid. Journal of Structural Biology. Vol. 182, pp:19-29.
  16. Lennefors, B.L.; Savenkov, E.I.; Bensefelt, J.; Wremerth, E.; Roggen, P.; Tuvesson, S.; Valkonen, J.P.T. and Gielen, J., 2006. dsRNA- mediated resistance to Beet necrotic yellow vein virus infections in sugar beet (Beta vulgaris L. ssp. vulgaris). Mol breeding. Vol. 18, pp: 313-325.
  17. Lindbo, J.A. and Dougherty, W.G., 1992. Untranslatable transcripts of Tobacco etch virus coat protein gene sequence can interfere with Tobacco etch virus replication in transgenic plants and protoplast. Virology. Vol. 189, pp: 725-733.
  18. Martelli, G.P., 2014. Directory of virus and virus-like diseases of the grapevine and their agents. Journal of Plant Pathology. Vol. 96, No. S1, pp: 1-4.
  19. Murashige, S. and Skoog, M., 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Plant Physiology. Vol. 15, pp: 473-497.
  20. Naraghi-Arani, P.; Duabert, S. and Rowhani, A., 2001. Quasispecies nature of the genome of Grapevine fanleaf virus. Journal of General Virology. Vol. 82, pp: 1791-1795.
  21. Palukaitis, P. and Carr, J.P., 2008. Plant resistance responses to viruses. Journal of Plant Pathology. Vol. 90, pp: 153-171.
  22. Reustle, G.; Winterhagen, P.; Jardak-Jamoussi, R.; Cobanov, P.; Dubois, C.; Manthey, T.; Wetzel, T.; Ghorbel, A.; Brendel, G.; Ipach, U. and Krczal, G., 2006. Resistance against nepoviruses: molecular and biological characterization of transgenic tobacco and grapevine plants. Extended abstracts of the 15th Meeting of ICVG, Stellenbosch 2006, pp: 59-60.
  23. Rovere, C.V. and Del vas, M.H.E., 2002. RNA mediated virus resistance. Current Opinion in Biotechnology. Vol. 13, pp: 167-172.
  24. Smith, N.A.; Singh, S.P.; Wang, M.B.; Stoutjesdijk, P.A.; Green, A.G. and Waterhouse, P.M., 2000. Total silencing by intron-spliced hairpin RNAs. Nature. Vol. 407, pp: 319-320.
  25. Vancanneyt, G.; Schmidt, R.; O'Connor-Sanchez, A.; Willmitzer, L. and Rocha-Sosa, M., 1990. Construction of an intron-containing marker gene:  Splicing of the intron in transgenic plants and its use in monitoring early events in Agrobacterium-mediated plant transformation. Molecular Genetics and Genomics. Vol. 220, pp: 245-250.
  26. Vazquez, R.C.; Del Vas, M. and Hopp, H.E., 2002. RNA- mediated virus resistance. Current Opinion in Biotechnology. Vol. 13, pp: 167-172.