Plant Process and Function

fa نجات گیاهان موتانت آرابیدوپسیس old3-1 از مرگ سلولی زودرس در شرایط روزکوتاهی Rescue of early cell death phenotype in Arabidopsis old3-1 mutant plants in short-day condition بیوتکنولوژی biotechnology پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">گیاهان موتانت (onset of leaf death 3-1) old3-1 دارای یک جهش نقطه‌ای در ژن AT4G14880 هستند، این ژن کدکننده‌ آنزیم سیستئین‌سنتاز سیتوسولی (OASTL-A1) است. <a name="_Hlk126100061">سیستئین</a> یک ترکیب آلی گوگرددار و پیش‌ساز ترکیبات دفاعی است<ins cite="mailto:Zahra" datetime="2023-01-31T23:26">.</ins> آنزیم OASTL-A1 (سیستئین‌سنتاز) در آخرین مرحله‌ سنتز سیستئین نقش دارد. جهش old3-1 موجب تغییر در ساختار و فعالیت این شده و گیاهان موتانت old3-1 در شرایط روزبلندی و C˚21 بعد از 14 روز دچار مرگ سلولی زودرس می‌شوند. در این تحقیق موتانت old3-1 در شرایط روزکوتاهی و دمای C˚21 با گیاهان موتانت B40-12, old3-2 و گیاهان مادری Ler-0, Col-0 مورد مقایسه قرار گرفت. براساس نتایج فنوتیپی و فیزیولوژیکی، گیاهان old3-1 دچار مرگ سلولی زودرس نشدند <ins cite="mailto:Zahra" datetime="2023-01-31T23:22">نجات یافتند </ins>و مراحل مختلف رشد و نمو تا گلدهی و تولید بذر را طی نمودند. بررسی فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پراکسیداز در شرایط روزکوتاهی نشان داد که میزان فعالیت این آنزیم‌ها در برگ‌های old3-1 بیشتر از Ler-0 و B40-12 است، یعنی در روزکوتاهی فعالیت آنزیم‌ها افزایش یافت. بررسی بیان نسبی ژن‌های نشانگر سیستم ایمنی شامل GST1, DEFL و PR1 در گیاهچه‌های old3-1 و Ler-0 22 روزه (روزکوتاهی و C˚21) و سپس انتقال یافته به روز بلندی نشان داد که بیان ژن‌های فوق در روز کوتاهی با افزایش قابل توجه‌ای همراه بوده و افزایش بیان این ژن‌ها احتمالاً موجب افزایش زنده‌مانی گیاهان موتانت old3-1 شده است. براساس نتایج به دست آمده روزکوتاهی موجب بهبود وضعیت رشد و نمو و نجات گیاهچه‌های old3-1 از مرگ سلولی زودرس می‌شود.</div> The mutant plants old3-1 (onset of leaf death 3-1) have a point mutation in the AT4G14880 gene. This gene encodes the cytosolic cysteine synthase enzyme (OASTL-A1). Cysteine is a sulfur-containing organic compound and a precursor of defense compounds, and the OASTL-A1 enzyme plays a role in the last step of its synthesis. The old3-1 mutation causes a change in the structure and activity of the cysteine synthase enzyme, and the old3-1 mutant plants suffer premature cell death after 14 days under 21°C long-day conditions. In this research, the old3-1 mutant was compared with mutants B40-12, old3-2 and wild type Ler-0, Col-0 under short-day conditions and 21°C. Based on the phenotypic and physiological results, old3-1 plants did not suffer premature cell death and went through different stages of growth and development until flowering and seed production. Examining the activity of catalase and peroxidase enzymes under short day conditions showed that the activity of these enzymes in the leaves of old3-1 is higher than that of Ler-0 and B40-12, which means that in short-day conditions the activity of the enzymes increased. Examining the relative expression of immune system marker genes including GST1, DEFL and PR1 in 22-day-old seedlings old3-1 and Ler-0 under the same conditions (short day and 21˚C) following transferring to long day showed that the expression of the above genes in short day significantly increased, resulting in the survival of old3-1 mutant plants. According to the obtained results, short days improve growth and development conditions and save old3-1 seedlings from premature cell death. آرابیدوپسیس, روزکوتاهی, مرگ سلولی, موتانت old3-1 Arabidopsis, Cell death, old3-1 mutant, Short-day 143 158 http://jispp.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1738-1&slc_lang=fa&sid=1 Maryam Rajabi-Farshmi مریم رجبی فرشمی maryamrajabi0409@gmail.com 100319475328460034045 100319475328460034045 No Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Guilan, Iran گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، گیلان، ایران Mehdi Yarahmadi مهدی یاراحمدی yarahmadi.mehdi93@gmail.com 100319475328460034046 100319475328460034046 No Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Guilan, Iran گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، گیلان، ایران Reza Shirzadian-Khorramabad رضا شیرزادیان خرم آباد r.shirzadian@guilan.ac.ir 100319475328460034047 100319475328460034047 Yes Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Guilan, Iran گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، گیلان، ایران Ali Aalami علی اعلمی ali_aalami@guilan.ac.ir 100319475328460034048 100319475328460034048 No Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Guilan, Iran گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، گیلان، ایران Amin Abedi امین عابدی amin.abedi1983@gmail.com 100319475328460034049 100319475328460034049 No Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Guilan, Iran گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، گیلان، ایران Mohammad-hossein Rezadoost محمد حسین رضادوست rezadoost2012@gmail.com 100319475328460034050 100319475328460034050 No Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Guilan, Iran گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، گیلان، ایران