بررسی الگوی بیانی ژن‌های ایمپورتین در قلمۀ ژنوتیپ‌های زیتون (Olea europaea L.) با توان ریشه‌زایی بالا و پایین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق دکتری، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست‌فناوری (NIGEB)، تهران

2 دانشیار، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست‌فناوری (NIGEB)، تهران

3 پژوهشگر انستیتو علوم زیستی و منابع طبیعی (IBBR-CNR)، پروجا، ایتالیا

4 استادیار، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست‌فناوری (NIGEB)، تهران

چکیده

ریشه­زایی قلمه­ها یکی از فرآیندهای اساسی و کاربردی در افزایش گیاهان چوبی به‌ویژه زیتون است. این امر انتخاب درختان برتر با ساختار ژنتیکی مطلوب را امکان­پذیر می­کند. تشکیل ریشه‌های نابجا مرحلۀ کلیدی در ریشه­زایی به شمار می‌آید. لذا، شناسایی ژن­های درگیر در این فرآیند ضروری است. در این تحقیق، برای نخستین بار ژن­های importin بر پایۀ تطابق داده­های ناقص نخستین نقشۀ ژنتیکی زیتون و صفات دخیل در ریشه­زایی شناسایی شدند. به‌طور عموم ژن­های این خانواده به ورود و خروج ماکرومولکول­ها از راه منافذ هسته کمک می­کنند. الگوی بیان ژن­های importin با روش qRT-PCR در نتاج ناشی از تلاقی دو ژنوتیپ با ریشه­زایی متوسط در دوره­های مختلف زمانی پس از قلمه­گیری نشان داد که بیان این ژن­ها در نتاج با ریشه­دهی پایین نسبت به نتاج با ریشه­دهی بالا افزایش می­یابد، که این تفاوت بیانی در ژن importin2 ملموس­تر است. دراین‌ارتباط، پیشنهاد می­شود که ایمپورتین­ها به‌احتمال پروتئین­های بازدارندۀ ریشه­زایی را وارد یاخته می­کنند و بنابراین به‌منظور استفادۀ کاربردی از این ژن­ها برای انتخاب قلمه­های زیتون با ریشه­زایی بالا و پایین در مراحل اولیۀ رشد، نیاز به آزمایش­های تکمیلی ضروری به نظر می­رسد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Importin genes expression in high and low rooting olive genotypes (Olea europaea L.)

نویسندگان [English]

  • vahideh hedayati 1
  • Mehdi Hosseini Mazinani 2
  • Roberto Mariotti 3
  • Khadijeh Razavi 4
  • Luciana Baldoni 3
  • Amir Mousavi 2
3 Research Assistant and Senior Researcher of Institute of Biosciences and Bioresources (IBBR-CNR), Perugia, Italy
چکیده [English]

One of the fundamental processes in woody plant propagation especially olive is rooting ability of cuttings. Thus the selection of superior trees with desirable genetic structure is essential. Adventitious root formation is a key step in rooting ability. Therefore, identification of inducible genes in these processes is necessary. In this study, for the first time importin genes were identified based on incomplete data of the first linkage map of olive and rooting traits. Generally, importin gene family are contributed to export and import of macromolecules through nuclear pores. Results of qRT-PCR in cross progenies during different time courses showed that importins expression were increased in low rooting than the high rooting progenies, which importin2 gene expression was more tangible. It is suggested that importin genes probably import the rooting inhibitor protein into the cell. Therefore, to select high- and low-rooting olive genotypes in the early stages of development, requires further complementary experiments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • rooting ability
  • importin genes
  • olive
  • qRT-PCR
Al-Salem, M.M. & Nabila, S.K. (2001). Auxin, wounding and propagation medium affect rooting response of stem cuttings of Arbutus andrachne. HortScience, 36 (5), 976-978.
Bassil, N.V., Proebsting, W.M., Moore, M.W. & Lightfoot, D.A. (1991). Propagation of Hazelnut stem cuttings using Agrobacterium rhizogenes. HortScience, 26 (8), 1058-1060.
Clarke, P.R. & Zhang, C. (2008). Spatial and temporal coordination of mitosis by Ran GTPase. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 9, 464-477.
Hedayati, V., Mousavi, A., Razavi, K., Cultrera, N., Alagna, F., Mariotti, R., Hosseini Mazinani, M. & Baldoni, L. (2015). Polymorphisms in AOX2 gene are associated with rooting ability of olive cuttings. Plant Cell Report, 34(7), 1151-64.
Henrique, A., Campinhos, E.N., Ono, E.O. & Pinho, S.Z.D. (2006). Effect of plant growth regulators in the rooting of Pinus cuttings. Brazilian Archives of Biology and Technology, 49(2), 189-196.
Hosseini-Mazinani, M. Mariotti, R. Torkzaban, B. Sheikh-Hassani, M. Ataei, S. Cultrera, N. Pandolfi, S. & Baldoni, L. (2014). High genetic diversity detected in olives beyond the boundaries of the Mediterranean sea. PLOS ONE, 9(4), 1-16.
Johnson, L. (1957). A review of the family Oleaceae. Contributions from the New South Wales national herbarium, 2, 397-418.
Joseph, J. (2006). Ran at a glance. Journal of the Cell Science, 119, 3481-3484.
La Rosa, R.,  Angiolillo, A., Guerrero, C., Pellegrini, M., Rallo, L., Besnard, G., Bervill, A., Martin, A. & Baldoni, L. (2003) A first linkage map of olive (Olea europaea L.) cultivars using RAPD, AFLP, RFLP and SSR markers. Theatrical and Applied Genetics, 106, 1273-1282.
Livak, K.J. & Schmittgen, T.D. (2001) Analysis of relative gene expression data using Real-Time Quantitative PCR and the 2-DDCT method. Methods, 25, 402-408.
Meier, I. & Brkljacic, J. (2009). Adding pieces to the puzzling plant nuclear envelope. Current Opinion Plant Biology, 12, 752-759.
Meier, I. & Brkljacic, J. (2009). The nuclear pore and plant development. Current Opinion in Plant Biology, 12, 87-95.
Mousavi, S., Hosseini-Mazinani, M., Arzani, K., Yadollahi, A., Pandolfi, S., Baldoni, L. & Mariotti, R. (2014). Molecular and morphological characterization of Golestan (Iran) olive ecotypes provides evidence for the presence of promising genotypes. Genetic Resources and Crop Evolution, 61, 775-785.
Plafker, S. & Macara, I. (2000). Importin-11, a nuclear import receptor for the ubiquitin-conjugating enzyme, UbcM2. The EMBO Journal, 20, 5502-5513.
Santos Macedo, E., Cardoso, H.G. & Hernandez, A. (2009). Physiologic responses and gene diversity indicate olive alternative oxidase as a potential source for markers involved in efficient adventitious root induction. Plant Physiology, 137, 532-552.
Santos Macedo, E., Sircar, D., Cardoso, H.G., Peixe, A. & Arnholdt-Schmitt, B. (2012). Involvement of alternative oxidase (AOX) in adventitious rooting of Olea europaea L. microshoots is linked to adaptive phenylpropanoid and lignin metabolism. Plant Cell Reoport, 31, 1581-1590.
Sebastiani, L. & Tognetti, R. (2004). Growing season and hydrogen peroxide effects on root induction and development in Olea europaea L. (cvs ‘Frantoio’ and ‘Gentile di Larino’) cuttings. Scientia Horticulturae, 100, 75-82.
Xu, X.M., Meulia, T. & Meier, I. (2007). Anchorage of plant RanGAP to the nuclear envelope involves novel nuclear-pore associated proteins. Current Biology, 17, 1157-1163.
Zazimalova, E. & Napier, R. M. (2003). Points of regulation for auxin action. Plant Cell Report, 21, 625-634.
Zhao, Q., Brkljacic, J. & Meier, I. (2008). Two distinct, interacting classes of nuclear envelope-associated coiled-coil proteins are required for the tissue-specific nuclear envelope targeting of Arabidopsis RanGAP. Plant Cell, 20, 1639-1651.