زیست شناسی کاربردی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

براساس موضوعات

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اخبار و اعلانات

اطلاعات آماری نشریه

راهنمای نویسندگان

جهت رفع مشکل پرداخت مالی در سامانه

راهنمای ثبت نام داروان در Publons

داوران سال 1398

داوران سال 1399

داوران سال 1400

داوران سال 1401

اثر سویه های اگروباکتریوم رایزوژنز بر القای ریشه مویین در ریزنمونه های مختلف گیاه یونجه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد سبزوار، دانشگاه آزاد اسلامی، سبزوار، ایران

2 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

3 گروه زیست‌شناسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

چکیده

مقدمه: تراریخت‌سازی میانجی‌گری شده توسط آگروباکتریوم، یک فن آوری کارآمد برای القای ریشه‌ های مویین می‌باشد. در پژوهش حاضر، اثر سویه اگروباکتریوم رایزوژنز و نوع ریزنمونه بر القای ریشه مویین در گیاه یونجه بررسی گردید.

روش‌ها: آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در دانشگاه آزاد اسلامی واحد سبزوار انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل سویه اگروباکتریوم رایزوژنز در چهار سطح A13، 318، 15834و A4 و نوع ریزنمونه در دو سطح ریزنمونه برگ و هیپوکوتیل بودند.

نتایج و بحث: بیشترین درصد القای ریشه مویین، در ریزنمونه‌های برگ تلقیح شده با سویه باکتریایی A4 به دست آمد که به طور معنی‌داری بیشتر از سایر سویه‌های اگروباکتریوم رایزوژنز بود. تلقیح با سویه باکتریایی 318، باعث کمترین القای ریشه مویین در ریزنمونه‌های برگ و هیپوکوتیل گردید. سویه‌های باکتریایی A13 و 15834 به ترتیب بیشترین تعداد ریشه مویین در ریزنمونه‌های برگ و هیپوکوتیل را تولید نمودند. کمترین تعداد ریشه مویین در ریزنمونه‌های برگ نیز در شرایط تلقیح با سویه 318 تولید گردید. بیشترین و کمترین طول ریشه مویین در ریزنمونه‌های برگ، به ترتیب در شرایط تلقیح با سویه‌های باکتریایی A4 و 318 مشاهده شد. در ریزنمونه های هیپوکوتیل، تفاوت معنی‌داری بین سویه‌های مختلف اگروباکتریوم رایزوژنز در رابطه با تعداد و طول ریشه مویین وجود نداشت. نتایج حاصل از تفکیک محصولات واکنش PCR و آشکارسازی باندها، حضور ژن rolB در ژنوم سلول‌های ریشه‌های مویین را تأیید نمود. با توجه به نتایج، استفاده از ریزنمونه برگ همراه با سویه A4 اگروباکتریوم رایزوژنز جهت تولید ریشه-های مویین در گیاه یونجه قابل توصیه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of Agrobacterium rhizogenes Strains on Hairy Root Induction in Different Explants of Alfalfa

نویسندگان [English]

  • Elahe Mirzaie Delbari 1
  • Jafar Vatandoost 2
  • Matin Jami Moeini 1
  • Eisa Kohan-Baghkheirati 3

1 Department of Agronomy and Plant Breeding, Sabzevar Branch, Islamic Azad University, Sabzevar, Iran

2 Department of Biology, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran

3 Department of Biology, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran

چکیده [English]

Introduction: Agrobacterium-mediated transformation is an efficient technology for induction of hairy roots in plants. In the present study, the effect of Agrobacterium rhizogenes strains and explant type on hairy root induction in alfalfa was investigated.

Methods: A factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications in Islamic Azad University, Sabzevar Branch. The studied factors were Agrobacterium rhizogenes strains at four levels (A13, 318, 15834 and A4) and explant type at two levels (leaf and hypocotyl).

Results and discussion: The highest percentage of hairy root induction was obtained in leaf explants inoculated with bacterial strain A4, which was significantly higher than other strains of Agrobacterium rhizogenes. Inoculation with bacterial strain 318 caused the least induction of hairy roots in leaf explants and hypocotyl. Bacterial strains A13 and 15834 produced the highest number of hairy roots per leaf and hypocotyl explants, respectively. The lowest number of hairy roots in leaf explants was produced under inoculation with 318 strain. The highest and lowest hairy root length in leaf explants, were observed under inoculation with bacterial strains A4 and 318, respectively. In hypocotyl explants, there was no significant difference between strains of Agrobacterium rhizogenes in terms of number and length of hairy roots. The results of separation of PCR products using gel electrophoresis, confirmed the presence of rolB gene in the genome of hairy root cells. According to the results, inoculation of leaf explants with A4 strain of Agrobacterium rhizogenes is recommended to produce hairy roots in alfalfa.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bacterial strain
  • Explant
  • Hypocotyl
  • Plasmid
  • Transformation
مراجع
Al-Snafi, A.E., Khadem, H.S., Al-Saedy, H.A., Alqahtani, A.M., El-Saber Batiha, G. and Abolfazl, J.S. (2021). A review on Medicago sativa: A potential medicinal plant. International Journal of Biological and Pharmaceutical Sciences Archive, 1(2): 22-33.
Bernousi, I., Jafari, M. and Ahmadi Dizaji, J. (2016). Optimization of induction and hairy root culture establishment of Teucrium chamaedrys L. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 32(2): 364-280. (In Persian)
Bertani, G. (1951). Studies on lysogenesis. I. The mode of phage liberation by lysogenic Escherichia coli. Journal of Bacteriology, 62(3): 293-300.
Ebrahimi, S., Zaker, A., Abrishamchi, P., Bahrami, A.R., Ganjeali, A. and Sodagar, N. (2017). Hairy root induction and secondary metabolite production in Perovskia abrotanoides Karel. Journal of Plant Process and Function, 6(20): 17-26.
Edwards, K., Johnstone, C. and Thompson, C.A. (1991). Simple and rapid method for the preparation of plant genomic DNA for PCR analysis. Nucleic Acids Research, 19: 1349.
El-Esawi, M.A., Elkelish, A., Elansary, H.O., Ali, H.M., Elshikh, M., Witczak, J. and Ahmad, M. (2017). Genetic transformation and hairy root induction enhance the antioxidant potential of Lactuca serriola L. Oxidative medicine and cellular longevity, 2: 10-17.
Fathi, R., Mohebodini, M. and Chamani, E. (2019). Hairy root induction in chicory for secondary metabolites production. Genetic Engineering and Biosafety Journal, 8(1): 63-76. (In Persian)              
Ghadermazi, S., Masoud Tohidfar, M. and Miri, S.M. 2016. The Production of Hairy Roots from (Datura innoxia L.) by Agrobacterium rhizogenes and Effects of Salicylic Acid and Methyl Jasmonate Biological Elicitors on Atropine and Scopolamine Content. Journal of Medicinal Plants, 16(10): 141-156. (In Persian)
Golds, T.J., Lee, J.Y., Husnain, T., Ghose, T.K. and Davey, M.R. (1991). Agrobacterium rhizogenes Mediated Transformation of the Forage Legumes Medicago sativa and Onobrychis viciifolia. Journal of Experimental Botany, 42(9): 1147-1157.
Gupta, S.K., Liu, R.B., Liaw, S.Y., Chan, H.S. and Tsay, H.S. (2011). Enhanced tanshinone production in hairy roots of ‘Salvia miltiorrhiza Bunge’ under the influence of plant growth regulators in liquid culture. Botanical Study, 52(4): 435-443.
Kabirnetaj, S., Zolala, J., Nematzadeh, G.A. and Shokri, E. (2012). Optimization of hairy root culture establishment in chicory plants (Cichorium intybus L.) through inoculation by Agrobacterium rhizogenes. Iranian journal of agricultural biotechnology 4: 61–75. (In Persian)
Khatodia, S. and Biswas, K. (2014). A comparative study of Hairy Root Culture induction efficiency in four medicinally important plants using Agrobacterium rhizogenes. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 3(5): 625-633.
Majumdar, S., Garai, S. and Jha, S. (2011). Genetic transformation of Bacopa monnieri by wild type strains of Agrobacterium rhizogenes stimulates production of Bacopa saponins in transformed calli and plants. Plant cell Reports, 30(5): 941-954.
Md Setamam, N., Jaafar Sidik, N., Abdul Rahman, Z. and Che Mohd Zain, C.R., (2014). Induction of hairy roots by various strains of Agrobacterium rhizogenes in different types of Capsicum species explants. BMC Research Notes, 7: 414. https://doi.org/10.1186/1756-0500-7-414
Moloudi, M.R., Hassanzadeh, K., Rouhani, S., Zandi, F., Ahmadi, A., Khalwatian, P., Rostami, A., Sheikh Esmaeili, F. and Izadpanah, E. (2014). Effect of chloroformic extract of Cichorium intybus on liver function tests and serum level of TNF-α in obstructive cholestasis in rat. Scientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences, 19(4): 10-19. (In Persian)
Monirifar, H., Moradiyan, P., Ahmadi, R. and Moghaddam, A. (2021). Identification of suitable alfalfa cultivars for deficit irrigation conditions in Tabriz plain. Journal of Agricultural Science, 30(4): 249-264. (In Persian)
Montazeri, F., Omidi, M., Khialparast, F. and Sabokdast, M. (2014). Hairy root induction by Agrobacterium rhizogenes in galbanum (Ferula gummosa Boiss.). Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 22(2): 251-260. (In Persian)
Nourozi, E., Hosseini, B. and Hassani, A. (2014). A reliable and efficient protocol for induction of hairy roots in Agastache foeniculum. Biologia, 69(7): 870-879.
Pirian, K., Piri, Kh. and Ghiyasvand, T. (2012). Hairy roots induction from Protulaca oleracea using Agrobacterium rhizogenes to Noradenaline, s production. International Research Journal of Applied and Basic Sciences, 3(3): 642–649.
Raei, M., Esna-Ashari, M. and Khodayari, M. (2017). Abiotic Elicitors and Medicinal Plants Biotechnology. Journal of Cell & Tissue, 7(4): 333-343. (In Persian)
Samadi, A., Carapetian, J., Heidary, R., Gafari, M. and Hssanzadeh, A. (2012). Hairy root induction in Linum mucronatum ssp. mucronatum, an anti-tumor lignans production plant. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 40(1): 125-131.
Servatyari, K., Ahmadi, A., Kashefi, H., Menbari, M.N., Rostami, A. and Moloudi M.R. (2017). The effect of hydroalcoholic extract of Medicago sativa on liver function tests, blood biochemical factors and coagulation system in male rats. Scientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences, 21: 16-26. (In Persian)
Sharafi, A., Hashemisohi, H., Mousavi, A., Azadi, P., Razavi, Kh. and Otang Nuti, V. (2013). A reliable and efficient protocol for inducing hairy roots in Papaver bracteatum. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 113: 1–9.
Sharifi, S., Nejad Sattari, T., Zebarjadi, A., Majd, A. and Ghasempour, H. (2014). The influence of Agrobacterium rhizogenes on induction of hairy roots and ß-carboline alkaloids production in Tribulus terrestris L.. Physiology and molecular biology of plants, 20(1): 69-80.
Soleimani, T., Keyhanfar, M., Piri, K.H. and Hasanloo, T. (2012). Hairy root induction in Burdock (Arctium lappa L.). Journal of Medicinal Plants, 4(44): 176-185. (In Persian)
Zhao, E.H., Xie, J.P., Zhang, Y.J., An, Y. and Zhou, P. (2022). Establishment and application of hairy root transformation system of alfalfa. Chinese Journal of Grassland, 44: 1-9.
 
 
 
زیست شناسی کاربردی
دوره 35، شماره 3 - شماره پیاپی 73
آبان 1401
صفحه 127-142
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار