تراریختی چغندرقند با ژن cry1Ab به کمک آگروباکتریوم و ایجاد گیاهان تراریخته مقاوم به آفت پرودنیا (Spodoptera littoralis)

نوع مقاله: کامل علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکترای دانشگاه تبریز

2 استادیار مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

3 دانشیار مرکز ملی مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی، تهران، ایران.

4 دانشیار پژهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی، کرج، ایران.

5 استاد دانشگاه تبریز ، تبریز، ایران.

6 دانشیار دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

چکیده

آفات پروانه‌ای چغندرقند باعث خسارت شدید این محصول در اکثر نواحی زیر کشت دنیا به خصوص در ایران می‌شوند. به‌دلیل محدودبودن منابع ژنتیکی مقاومت به حشرات زیان‌آور و سیستم چندژنی مقاومت به این صفت، تهیه ارقام مقاوم به آفات آن از طریق اصلاح کلاسیک مشکل است. بهبود بیوتکنولوژیکی از طریق انتقال ژن‌های مختلف ازجمله ژن‌های Bt می‌تواند یک استراتژی مکمل و جایگزین برای مبارزه با آفات چغندرقند به حساب آید. دو رقم دیپلوئید 7233 و HM1990 جهت تراریختی به کمک Agrobacterium tumefasiens سویهGV3101 حاوی پلاسمید pBI35Scry حامل ژن cry1Ab تحت کنترل راه‌انداز 35S CaMV و ژن گزینشگر nptII استفاده شد و برگ حاوی پایه جوانه به عنوان ریزنمونه در تراریختی بکار رفت. جوانه‌های تراریخت احتمالی در محیط کشت حاوی غلظت‌های مختلف کانامایسین غربال شدند. آنالیز PCR، حضور ژن cry1Ab را در بیش از50 درصد گیاهچه‌های مقاوم به کانامایسین نشان داد. آنالیز لکه‌گذاری نقطه‌ای (dot blotting) درج حداقل یک نسخه از تراژن در ژنوم گیاهان تراریخته را تایید کرد. آنالیز وسترن با استفاده پادتن پلی‌کلونال اختصاصی Cry1Ab، حضور پروتئین هدف با اندازه مورد انتظار kDa 67 را در لاین‌های تراریخته T0 مورد بررسی نشان داد. بر اساس نتایج حاصل از آزمایش زیست سنجی با استفاده‌از لارو کرم برگخوار پرودنیا (Spodoptera littoralis)، گیاهان تراریخته مقاومت بهبود یافته‌ای بر علیه آفت، با مرگ و میر70-37 درصد در طول یک هفته، نشان دادند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Transformation of cry1Ab gene to sugar beet (Beta vulgaris L.) by Agrobacterium and development of resistant plants against Spodoptera littoralis

نویسندگان [English]

  • M. Jafari 1
  • P. Norouzi 2
  • M. A. Malboubi 3
  • B. Gharahyazi 4
  • M. Valizadeh 5
  • S. A. Mohammadi 6
1 Ph. D. graduated in Tabriz University, Iran
2 Assistant Professor of Sugar Beet Seed Institute (SBSI) - Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
3 Associate Professor of National Institute for Genetic Engineering and Biotechnology (NIGEB), Tehran, Iran
4 Associate Professor of Agricultural Biotechnology Research Institute (ABRII) , Karaj, Iran.
5 Professor of Tabriz University , Tabriz, Iran.
6 Associate Professor of Tabriz University , Tabriz, Iran
چکیده [English]

Lepidoteran pests of sugar beet (Beta vulgaris L.) cause a severe yield reduction in the most sugar beet growing areas of the world as well as in Iran. Due to limited genetic resources of resistance to insect pest and polygenic inhertance, improvement of pest resistance in beet by conventional breeding is a difficult task. Biotechnological enhancement by introducing insect resistance genessuch asBtgenes provides a complementary/alternative strategy to control insect pest of sugar beet. Two sugar beet diploid genotypes were used for transformation by Agrobacterium tumefaciens strain GV3101 harboring pBI35Scry construct containing synthetic cry1Ab gene under the control of CaMV 35S promoter and nptII gene as selectable marker. Leaf blades including shoot bases were used as explants for tranformation. Putative transformants were screened on medium containing different concentrations of kanamycin. PCR analysis using cry1Ab-specific primers showed the presence of the transgene in a relatively higher than 50% of regenerated kanamycin-resistant plants. Integration of at least one copy of cry1Ab gene into the genome of putative transgenic was confirmed by Dot blot analysis. Western blot analysis using anti-cry1Ab polyclonal antibody revealed the presence of Cry1Ab protein with the expected size of 67 kDa in transgenic sugar beet lines. Based on bioassay results with spodoptera littoralis, T0 plants were exhibited an enhancement of resistance, ranging 37 to 70% mortality of the pest within 1 week of infestation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • sugar beet
  • Agrobacterium tumefaciens
  • cry1Ab gene
  • Transformation
  • lepidopteran pests
  • Spodoptera littoralis