Εκφραση του γονιδίου gst4 (S-μεταφοράση της γλουταθειόνης) σε φυτά καπνού
Creators: name: Μπενέκος, Κωνσταντίνος Αλκιβιάδη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2008
Subjects: S-μεταφοράση της γλουταθειόνης
καπνός
Αγροβακτήριο
Alachlor (ζιζανιοκτόνο)
gst4
Glutathione S-transferase
Tobacco
Agrobacterium

description: Οι S-τρανσφεράσες της γλουταθειόνης (GSTs EC 2.5.1.18) σχετίζονται με την αποτοξίνωση ξενοβιοτικών ουσιών στο φυτικό κύτταρο, καταλύοντας την ένωση του τριπεπτιδίου του γλουταθείου με την ξενοβιοτική ουσία. Στα καλλιεργούμενα φυτά και ζιζάνια οι GSTs παίζουν σημαντικό ρόλο στον μεταβολισμό των ζιζανιοκτόνων, και είναι υπεύθυνες για την εκλεκτικότητα που παρουσιάζουν διάφορα φυτικά είδη απέναντι στα ζιζανιοκτόνα. Το γονίδιο gst4 απαντά σε φυτά σόγιας και ανήκει στην κλάση tau των GSTs. Έχει δραστηριότητα αποτοξίνωσης έναντι των ζιζανιοκτόνων, όπως είναι τα χλωροακεταμίδια και οι διφαινυλαιθέρες και επίσης φαίνεται να συμμετέχει στην προστασία των κυττάρων από τις οξειδωτικές και άλλες αβιοτικές και βιοτικές καταπονήσεις. Το γονίδιο gst4 κλωνοποιήθηκε στον δυαδικό φορέα pART27 και φυλλικοί δίσκοι από τις ποικιλίες καπνού Μπασμά, Virginia και Burley συγκαλλιεργήθηκαν με το Agrobacterium tumefaciens, το οποίο μετέφερε το διαγονίδιο στην T-DNA περιοχή κάτω υπό την επίδραση του συστατικού CaMV-35S υποκινητή. H ύπαρξη του γονιδίου gst4 στα γενετικά τροποποιημένα φυτά επιβεβαιώθηκε με PCR ανάλυση και υβριδισμό κατά Southern. Από την ποικιλία Μπασμάς αποκτήθηκαν τέσσερις ανεξάρτητες Το διαγονιδιακές γραμμές (φυτά Α, Β, C, D), από την ποικιλία Virginia τρεις (φυτά C, E, Η) και από την ποικιλία Burley δύο (φυτά B, D). Μικροπολλαπλασιασμένα γενετικά τροποποιημένα φυτά (Το γενιάς) της ποικιλίας Μπασμάς και από τις 4 διαγονιδιακές γραμμές εμβολιάστηκαν in vitro σε υπόστρωμα MS το οποίο είχε συμπληρωθεί με alachlor σε συγκέντρωση 0,03 g/lt και 0,06 g/lt. Επιπλέον σκληραγωγημένα διαγονιδιακά φυτά και των τριών ποικιλιών καλλιεργήθηκαν σε γλάστρες με έδαφος συμπληρωμένο με το ζιζανιοκτόνο alachlor σε δόσεις που αντιστοιχούν σε 144 gr δ.ο./στρέμμα και 288 gr δ.ο./στρέμμα. Όλα τα διαγονιδιακά φυτά και από τις τρεις ποικιλίες (Μπασμάς, Virginia και Burley), τόσο σε in vitro όσο και σε in vivo συνθήκες έδειξαν μεγαλύτερη αύξηση ριζικού συστήματος και ανέπτυξαν μεγαλύτερο αριθμό φύλλων σε σύγκριση με τα μη γενετικά τροποποιημένα φυτά (μάρτυρες), των οποίων το κορυφαίο μερίστωμα είχε καταστραφεί με την επίδραση του alachlor.
description: Glutathione S-transferases (GSTs EC 2.5.1.18) are associated with detoxification of xenobiotics inside the plant cell by catalyzing the conjugation of the xenobiotic to the tripeptide glutathione. Ιn the cultivated plants and weeds GSTs play a major role in the herbicide metabolism, counting for the selectivity of different plant species in various herbicides. The gst4 gene that has been found in soybean plants, belongs to the tau class of GSTs. It exhibits detoxifying activity towards diphnylethers and other herbicides, as well as protects the cells from oxidation and other forms of abiotic stresses. The gst4 gene was subloned to the binary transformation vector pART27 and leaf discs from three tobacco cultivars (Basmas, Virginia, Burley) were infected with Agrobacterium tumefaciens carrying the transgene in the T-DNA region under the control of the CaMV-35S promoter. The presence of the transgene in the tobacco plants was verified with PCR analysis and Southern hybridization. Four To transgenic lines from the Basmas cultivar (plants A, B, C, D), three from the Virginia (plants C, E, H) and two from the Burley cultivar (plants B, D) were finally obtained. Micropropagated To transgenic plants from the four transgenic lines of the cultivar Basmas, were cultivated in vitro in MS medium supplemented with alachlor at the concentrations of 0,03 gr/lt and 0,06 gr/lt. Furthermore transgenic plants from the three tobacco cultivars, were cultivated in pots containing soil sprayed with alachlor at two doses corresponding to 1,44 kg a.i./ha and 2,88 kg a.i./ha under glasshouse conditions. All the in vitro and in vivo transgenic plants from the three cultivars Basmas, Virginia and Burley showed greater number of new leaves and better development of root system than the non transgenic plants (control), whome apex meristem had been destroyed due to alachlor.