توصيفگر ها :
قارچ ميكوريزا , رازيانه , تركيبات فنلي و فلاونوئيدي , بيان ژن PAL , بيان ژن CHS
چكيده فارسي :
رازيانه يكي از گياهان دارويي ارزشمند خانواده Apiaceae است كه به دليل داشتن تركيبات معطر و دارويي نظير اسانسها، در صنايع دارويي، غذايي و آرايشي كاربرد فراواني دارد. در اين پژوهش ميزان تركيبات فنلي و فلاونوئيدي و بيان ژنهاي كليدي مسيرهاي بيوسنتزي فنلي و فلاونوئيدي مانند Phenylalanine Ammonia Lyase (PAL) و Chalcone Synthase (CHS) از طريق همزيستي با قارچ ميكوريزا بررسي شد. به همين منظور آزمايشي در قالب طرح كاملا تصادفي در سه تكرار به صورت كشت داخل گلدان در گلخانه انجام شد. سويه هاي قارچ ميكوريزا شامل Glomus Musae، G. itraradices و G. ethanicatum با بذر رازيانه و خاك مورد نظر براي كشت تلقيح شدند. از برگ رازيانه هاي پنجبرگي، قبل از گلدهي و بعد از گلدهي نمونهبرداري شد و RNA كل با استفاده از كيت استخراج RNA شركت سيناكلون استخراج شد. كيفيت و كميت RNA استخراج شده با استفاده از دستگاه نانودراپ و الكتروفورز ژل آگاروز مورد ارزيابي قرار گرفت. به منظور سنتز cDNA يك ميكروگرم از RNA استخراج شده به عنوان الگو در واكنش رونويسي معكوس با استفاده از كيت سنتز cDNA به كار گرفته شد. صحت سنتز cDNA از طريق تكثير ژن مرجع در واكنش زنجيزهاي پليمراز (PCR) مورد تائيد قرار گرفت. بررسي بيان ژن PAL و CHS بيانگر افزايش در نمونه 5 برگي رازيانه، نمونه قبل از گلدهي و قبل بذردهي در اثر تلقيح با قارچ ميكوريزا بر روي بيان ژن PAL ميباشد. بر اساس داده هاي مربوط به ارزيابي بيان ژن PAL ، اثر متقابل بيان اين ژن نشان داد كه قبل بذردهي و بعد از تلقيح قارچ ميكوريزا(2131/93 برابر)، داراي بيشترين بيان ژن PAL ميباشد. بعد از آن، ژن PAL به ترتيب در قبل بذردهي (2060/47) و بعد از تلقيح قارچ ميكوريزا (5901/33)، داراي بيشترين بيان نسبت به مرحلهي قبل گلدهي (9216/3 برابر)، پنج برگي (7953/1 برابر) و قبل از تلقيح قارچ ميكوريزا(شاهد) (6918/1 برابر) داشتهاند. به طور كلي با توجه به دادههاي مربوط به آناليز بيان ژن PAL، افزودن قارچ ميكوريزا بيشترين تاثير را بر روي بيان ژن PAL در هر يك از مراحل رشدي رازيانه داشته است. در مورد ژن CHS نيز نتايج نشان داد باعث افزايش بيان در نمونه 5 برگي رازيانه، نمونه قبل از گلدهي و قبل بذردهي در اثر تلقيح با قارچ ميكوريزا ميباشد. براساس داده هاي مربوط به ارزيابي بيان ژن CHS ، اثر متقابل بيان اين ژن نشان داد كه نمونه پنج برگي رازيانه و بعد از تلقيح قارچ ميكوريزا(3389/190 برابر)، داراي بيشترين بيان ژن CHS ميباشد. بعد از آن، ژن CHS به ترتيب در نمونه پنج برگي (9961/95 برابر) و بعد از تلقيح قارچ ميكوريزا (0415/65 برابر)، داراي بيشترين بيان نسبت به مرحلهي قبل بذردهي (9801/3 برابر)، قبل از تلقيح قارچ ميكوريزا(نمونه شاهد) (3509/2 برابر) و قبل گلدهي (1124/1 برابر) داشتهاند. به طور كلي با توجه به دادههاي مربوط به آناليز بيان ژن CHS، افزودن قارچميكوريزا در مرحله پنج برگي بيشترين تاثير را بر روي بيان ژن CHS در رازيانه داشت. به منظور بررسي اثر تلقيح قارچ ميكوريزا بر تركيبات فنولي، آناليز كروماتوگرافي مايع با كارايي بالا (HPLC) روي عصاره متانولي حاصل از بذر رازيانه انجام گرفت و نتايج نشان داد كه تلقيح قارچ ميكوريزا موجب افزايش سطح تركيباتي از جمله؛ اسيد كلروژنيك، اسيد كافئيك، اسيد وانيليك، اسيد سيرينژيك، اسيد پ-كوماريك، اسيد فروليك، اسيد رزماري، لوتئولين و آپيژنين گرديد. با اين حال، محتواي اسيد گاليك تحت تاثير تلقيح تغيير معنيداري نشان نداد. اين يافتهها نقش قارچ ميكوريزا را در بهبود محتواي متابوليتهاي ثانويه بذر رازيانه از طريق تاثير بر بيان ژنها تاييد ميكند.
چكيده انگليسي :
Fennel (Foeniculum vulgare), a valuable medicinal plant from the Apiaceae family, is widely used in pharmaceutical, food, and cosmetic industries due to its aromatic and therapeutic compounds such as essential oils. This study investigated the effects of mycorrhizal fungi symbiosis on the content of phenolic and flavonoid compounds and the expression of key biosynthetic genes, including Phenylalanine Ammonia Lyase (PAL) and Chalcone Synthase (CHS). A completely randomized pot experiment with three replications was conducted in a greenhouse. Fennel seeds and soil were inoculated with mycorrhizal fungi strains including Glomus musae, G. intraradices, and G. etunicatum. Leaf samples were collected at pre-flowering and post-flowering stages. Total RNA was extracted using a commercial kit, and its quality and quantity were assessed by Nanodrop and agarose gel electrophoresis. cDNA synthesis was performed using one microgram of RNA, and its accuracy was confirmed by PCR amplification of a reference gene. gene expression analysis revealed a significant increase in PAL and CHS expression due to fungal inoculation. High-performance liquid chromatography (HPLC) analysis of methanolic seed extracts showed that mycorrhizal inoculation increased the levels of several phenolic compounds, including chlorogenic acid, caffeic acid, vanillic acid, syringic acid, p-coumaric acid, ferulic acid, rosmarinic acid, luteolin, and apigenin. However, gallic acid content was not significantly affected. These findings confirm the role of mycorrhizal fungi in enhancing the secondary metabolite content of fennel seeds through modulation of gene expression.
Keywords: Mycorrhizal fungi, Fennel, Phenolic and flavonoid compounds, PAL gene expression, CHS gene expression
