ایجاد گیاه تراریخته توتون مقاوم به علف کش بستا

عنوان دوره: بیست و دومین کنگره گیاهپزشکی ایران

گیاه زراعی توتون (Nicotiana tabacum) از خانواده سولاناسه، نقش مهمی در اقتصاد کشورهای تولیدکننده اش دارد. مبارزه با علف‌های هرز در زراعت این گیاه اهمیت داشته و هزینه بر است. وجین علف‌های هرز یا کاربرد علفکش‌های اختصاصی گران قیمت باعث افزایش هزینه تولید محصول می‌شود. یکی از بهترین راه‌های کنترل علف‏های هرز استفاده از گیاهان مقاوم به علف‏کش‏های عمومی است. فسفینوتریسین (PPT) با نام تجاری بستا یک علف‏کش غیرانتخابی، با طیف وسیع و ممانعت‏ کننده از آنزیم گلوتامین سنتتاز در گیاهان و باکتری‏ها است. ممانعت از این آنزیم منجر به تجمع آمونیاک در سلول‏های گیاه و مرگ آن‏ها می‏شود. ژن bar (مقاومت به بستا) با تولید آنزیم فسفینوتریسین استیل ترانسفراز (PAT) بوسیله استیله کردن گروه NH2 آزاد علف‏کش باعث مقاومت به این علفکش عمومی می‏شود. این ژن از باکتریStreptomyces hygroscopicus جداسازی شده و تاکنون به گیاهان نیشکر، گل اطلسی، سیب‏زمینی شیرین، ذرت، برنج، چغندر قند، گندم و سیب‏زمینی منتقل شده است. در این پژوهش، اثر ژن bar در ایجاد مقاومت به علف‏کش بستا در گیاه توتون مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور بذرهای استریل شده گیاه توتون رقم سامسون در محیط MS بدون هورمون کشت شدند. از وکتور pKB12 دارای ژن bar (تحت پروموتور CaMV35S) جهت انتقال ژن به گیاه استفاده شد. وکتور مذکور بعد از تکثیر در Escherichia coli سویه Top10 استخراج شده و با روش الکتروپوراسیون به باکتری Agrobacterium tumefaciens سویه LB4404 انتقال داده شد. اگروباکتریوم حاصل در محیط LB حاوی آنتی‏بیوتیک‏های کانامایسین و ریفامپیسین تا رسیدن OD600 به 8/0-6/0 رشد داده شد. ریزنمونه‌های برگ حاصل از گیاهچه‏های استریل، توسط این آگروباکتری به مدت 10 دقیقه تلقیح شده و دو روز در تاریکی هم‏کشت شدند. سپس ریزنمونه‏ها به محیط گزینشی (MS حاوی PPT، سفوتاکسیم به همراه هورمون‏های NAA و BAP) منتقل شدند. گیاهان تراریخت حاصل از ریزنمونه‏های برگ به مدت 3-4 هفته در محیط حاوی علف‏کش PPT گزینش شدند. محیط MS حاوی 1 mg/l NAA، 0.2 mg/l BAP و mg/l 500 سفوتاکسیم، با بازده 90% بهترین محیط برای باززایی ریزنمونه‏های برگ بود. 15 لاین گیاه تراریخت مقاوم به علفکش از طریق یک فرایند دو مرحله‌ای گزینش و باززایی از ریزنمونه‏های برگ بوجود آمدند. از گیاهان تراریخت حاصل و همچنین شاهد غیر تراریخت استخراج DNA و RNA انجام شد. تجزیه و تحلیل مولکولی باPCR و RT-PCR به کمک آغازگرهای اختصاصی ژنbar ورود این ژن، بیان و پایداری آن را در گیاهان تراریخت نسل اول و دوم تأیید کرد. نتایج نشان می‏دهد که انتقال موفق ژن bar به توتون باعث مقاومت قابل توجه این گیاه به علف‏کش بستا شده است. در کشت این گیاهان تراریخت مقاوم به علفکش عمومی تنها یکبار سمپاشی با علف کش عمومی در اوایل کشت برای مبارزه با تمامی علف های هرز کافی خواهد بود.

توتون؛ مقاومت؛ علف‏کش؛ بستا؛ فسفینوتریسین