[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
:: دوره 8، شماره 2 - ( 1400 ) ::
جلد 8 شماره 2 صفحات 44-33 برگشت به فهرست نسخه ها
جداسازی ژن مونوترپن‌سنتاز (NsTPS2) و بررسی ترکیبات ترپنوئیدی در گیاه دارویی سیاهدانه (Nigella sativa L.)
ریزان الیاسی، محمد مجدی*، عبدالباسط عزیزی
چکیده:   (2358 مشاهده)
سیاهدانه (Nigella sativa) گیاهی دارویی از خانواده Ranunculacea است که به‌دلیل خواص دارویی آن مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. اهمیت پزشکی سیاهدانه عمدتاً به مونوترپن‌های اکسیژن‌دار آن نسبت داده می‌شود که از طریق مسیر متیل‌اریتریتول‌فسفات در پلاستیدها بیوسنتز می‌شوند. در این تحقیق ترکیبات اسانس برگ، گل و مراحل نموی بذر، شامل بذرهای نیمه‌سیاه، سیاه‌نرم و سیاه‌سخت در گیاه سیاهدانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. درحالی‌که هیچ ترکیب ترپنی در گل‌ها و برگ‌ها مشاهده نشد، مشخص شد که دانه‌ها محل اصلی بیوسنتز و تجمع ترپن‌ها هستند و مقدار ترکیبات ترپنی طی بلوغ بذر تغییر می‌کند. مونوترپن‌ها (بیشتر از 99 درصد) و سزکویی‌ترپن‌ها (کم‌تر از 1 درصد) اسانس را تشکیل دادند. به‌منظور بهبود درک ما از متابولیسم مونوترپن‌ها، توالی جزئی یک مونوترپن‌سنتاز فرضی (NsTPS2) با استفاده از روش RACE-PCR از گیاه سیاهدانه جدا شد. این مونوترپن‌‌سنتاز از داده‌های حاصل از توالی‌یابی RNA از بذرهای سیاه‌نرم سیاهدانه شناسایی شد. به‌جز وجود موتیف بسیار حفاظت‌شده DDXXD در NsTPS2 که برای تأیید شناسایی مونوترپن‌ها ضروری است، نواحی حفاظت‌شده دیگری از سایر مونوترپن‌سنتازهای شناسایی شده از سایر گونه‌های گیاهی مشاهده نشد. نتایج حاصل از درخت فیلوژنی نشان داد که NsTPS2 بیشترین شباهت را با یک ترپن‌سنتاز (72.89 درصد) از گیاه تاج‌الملوک (Aconitum carmichaelii) دارد و در یک گروه قرار گرفتند. سیاهدانه و تاج‌الملوک هر دو به خانواده‌ی آلاله تعلق دارند و این نشان می‌دهد که می‌توان از اطلاعات ژنتیکی گیاهان هم‌خانواده سیاهدانه برای جداسازی مونوترپن‌سنتازهای مختلف استفاده کرد. اطلاعات حاصل از این تحقیق می‌تواند در راستای اهداف دست‌ورزی ژنتیکی و مهندسی متابولیک در سیاهدانه بسیار مفید باشد.
واژه‌های کلیدی: ترپن‌سنتاز‌ها، توالی‌یابیRNA، سیاهدانه، متابولیت‌های ثانویه
متن کامل [PDF 1191 kb]   (324 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: ژنتیک مولکولی
دریافت: 1400/8/16 | پذیرش: 1400/11/26
فهرست منابع
1. Ahmad, N., Ahmad, R., Al-Layly, A., Al-Shawi, H., Al-Ali, A. and Amir, M. (2018). Ultra-highperformance liquid chromatography-based identification and quantification of thymoquinone in Nigella sativa extract from different geographical regions. Pharmacognosy Magazine, 14(57): 471-480. [DOI:10.4103/pm.pm_119_18]
2. Akhondian, J., Kianifar, H., Raoofziaee, M., Moayedpour, A., Toosi, M.B. and Khajedaluee, M. (2011). The effect of thymoquinone on intractable pediatric seizures (pilot study). Epilepsy Research, 93(1): 39-43. [DOI:10.1016/j.eplepsyres.2010.10.010]
3. Botnick, I., Xue, W., Bar, E., Ibdah, M., Schwartz, A., Joel, D.M., Lev, E., Fait, A. and Lewinsohn, E. (2012). Distribution of primary and specialized metabolites in Nigella sativa seeds, a spice with vast traditional and historical uses. Molecules, 17(9): 10159-10177. [DOI:10.3390/molecules170910159]
4. Chen, F., Tholl, D., Bohlmann, J. and Pichersky, E. (2011). The family of terpene synthases in plants: a mid-size family of genes specialized metabolism that is highly diversified throughout the kingdom. Plant Journal, 66: 212-229. [DOI:10.1111/j.1365-313X.2011.04520.x]
5. Crocoll, C., Asbach, J., Novak, J., Gershenzon, J. and Degenhardt, J. (2010). Terpene synthases of oregano (Origanum vulgare L.) and their roles in the pathway and regulation of terpene biosynthesis. Plant Molecular Biology, 73: 587-603. [DOI:10.1007/s11103-010-9636-1]
6. Degenhardt, J., Köllner, T.G. and Gershenzon, J. (2009). Monoterpene and sesquiterpene synthases and the origin of terpene skeletal diversity in plants. Phytochemistry, 70(15): 1621-1637. [DOI:10.1016/j.phytochem.2009.07.030]
7. Elyasi, R., Majdi, M., Bahramnejada, B. and Mirzaghaderi, G. (2016). Spatial modulation and abiotic elicitors responses of the biosynthesis related genes of mono/triterpenes in black cumin (Nigella sativa). Industrial Crops and Products, 79: 240-247. [DOI:10.1016/j.indcrop.2015.11.005]
8. Ferdous, A.J., Islam, S.N., Ahsan, M., Hasan, C.M. and Ahmed, Z.U. (1992). In vitro antibacterial activity of the volatile oil of Nigella sativa seeds against multiple drug-resistant isolates of Shigella spp. and isolates of Vibrio cholerae and Escherichia coli. Phytotherapy Research, 6(3): 137-140. [DOI:10.1002/ptr.2650060307]
9. Forouzanfar, F., Bazzaz, B. and Hosseinzadeh, H. (2014). Black cumin (Nigella sativa) and its constituent (thymoquinone): a review on antimicrobial effects. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 17(12): 929-938.
10. Galata, M., Sarker, L.S. and Mahmoud, S.S. (2014). Transcriptome profiling, and cloning and characterization of the main monoterpene synthases of Coriandrum sativum L. Phytochemistry, 102: 64-73. [DOI:10.1016/j.phytochem.2014.02.016]
11. Gerige, S.J., Gerige, M.K.Y. and Rao, M. (2009). GC-MS analysis of Nigella sativa seeds and antimicrobial activity of its volatile oil. Brizilian Archives of Biology and Technology, 52(5): 1189-1192. [DOI:10.1590/S1516-89132009000500016]
12. Goyal, S.N., Prajapati, C.P. and Gore, P.R. (2017). Therapeutic potential and pharmaceutical development of thymoquinone: a multitargeted molecule of natural origin. Frontiers in Pharmacology, 8: 656. [DOI:10.3389/fphar.2017.00656]
13. Hamrouni-Sellami, I., Kchouk, M.E. and Marzouk, B. (2008). Lipid and aroma composition of black cumin (Nigella sativa L.) seeds from Tunisia. Journal of Food Biochemistry, 32(3): 335-352. [DOI:10.1111/j.1745-4514.2008.00161.x]
14. Iqbal, M.S., Nadeem, S.H., Mehbood, S.H., Chafoor, A., Rajoka, M.I., Qureshi, A.S. and Niaz, B. (2011). Exploration of genotype specific fingerprinting of Nigella sativa L. using RAPD markers. Turkish Journal Agriculture and Forestry, 35: 569-578.
15. Irmisch, S., Krause, S.T., Kunert, G., Gershenzon, J., Degenhardt, J. and Köllner, T.G. (2012). The organ-specific expression of terpene synthase genes contributes to the terpene hydrocarbon composition of chamomile essential oils. BMC Plant Biology, 12: 84. [DOI:10.1186/1471-2229-12-84]
16. Isik, S., Kartal, M. and Erdem, S.A. (2017). Quantitative analysis of thymoquinone in Nigella sativa L. (Black cumin) seeds and commercial seed oils and seed oil capsule from Turkey. Ankara University Eczacılık Fakulties Dergisi, 41(1): 34-41. [DOI:10.1501/Eczfak_0000000593]
17. Kabir, Y., Akasaka-Hashimoto, Y., Kubota, K. and Komai, M. (2020). Volatile compounds of black cumin (Nigella sativa L.) seeds cultivated in Bangladesh and India. Heliyon, 6: e053432. [DOI:10.1016/j.heliyon.2020.e05343]
18. Li, Y., Kong, D., Fu, Y., Sussman, M.R. and Wu, H. (2020). The effect of developmental and environmental factors on secondary metabolites in medicinal plants. Plant Physiology and Biochemistry, 148: 80-89. [DOI:10.1016/j.plaphy.2020.01.006]
19. Liu, X., Park, J.H., Assayed, M.C., Shimoda, M. and Shim, J.H. (2013). Isolation of volatiles from Nigella sativa seeds using microwave assisted extraction: effect of whole extracts on canine and murine CYP1A. Biomedical Chromatography, 27(7): 938-945. [DOI:10.1002/bmc.2887]
20. Majdi, M., Liu, Q., Karimzadeh, G., Malboobi, M.A., Beekwilder, J., Cankar, K., Vos, R.D., Todorovic, S., Simonovic, A. and Bouwmeester, H. (2011). Biosynthesis and localization of parthenolide in glandular trichomes of feverfew (Tanacetum parthenium L. Schulz Bip.). Phytochemistry, 72(14): 1739-1750. [DOI:10.1016/j.phytochem.2011.04.021]
21. Majdi, M., Karimzade, G. and Malboobi, M.A. (2014). The study of relative gene expression of key genes of terpene biosynthesis in tissues and different developmental stages of feverfew (Tanacetum parthenium) genotypes using real-time PCR. Plant Genetic Researches, 1(2): 25-32 (In Persian). [DOI:10.29252/pgr.1.2.25]
22. Mun˜oz-Bertomeu, J., Ros, R., Arrillaga, I. and Segura, J. (2008). Expression of spearmint limonene synthase in transgenic spike lavender results in an altered monoterpene composition in developing leaves. Metabolic Engineering, 10(3): 166-177. [DOI:10.1016/j.ymben.2008.04.002]
23. Nickavar, B. and Esbati, N. (2012). Evaluation of the antioxidant capacity and phenolic content of three Thymus species. Journal of Acupuncture & Meridian Studies, 5(3): 119-125. [DOI:10.1016/j.jams.2012.03.003]
24. Özmen, A., Basbulbul, G. and Aydin, T. (2007). Antimitotic and antibacterial effects of the Nigella sativa L. seed. Caryologia, 60(3): 270-272. [DOI:10.1080/00087114.2007.10797947]
25. Piras, A., Rosa, A., Marongiu, B., Porcedda, S., Falconieri, D. and Dessì, M.A. (2013). Chemical composition and in vitro bioactivity of the volatile and fixed oils of Nigella sativa L. extracted by supercritical carbon dioxide. Industrial Crops and Products, 46: 317-323. [DOI:10.1016/j.indcrop.2013.02.013]
26. Rahimmalek, M., Tabatabaei, B.E.S., Etemadi, N., Goli, S.A.H., Arzani, A. and Zeinali, H. (2009). Essential oil variation among and within six Achillea species transferred from different ecological regions in Iran to the field conditions. Industrial Crops and Products, 29(2): 348-355. [DOI:10.1016/j.indcrop.2008.07.001]
27. Rchid, H., Nmila, R., Bessiere, J.M., Sauvaire, Y. and Chokaïri, M. (2004). Volatile components of Nigella damascene L. and Nigella sativa L. seeds. Journal of Essential Oil Research, 16(6): 585-587. [DOI:10.1080/10412905.2004.9698804]
28. Salem, M.L. (2005). Immunomodulatory and therapeutic properties of the Nigella sativa L. seed. Intternatoina Immunopharmacollogy, 5(13): 1749-1770. [DOI:10.1016/j.intimp.2005.06.008]
29. Sallaud, C., Rontein, D., Onillon, S., Jabès, F., Duffé, P., Giacalone, C., Thoraval, S., Escoffier, C., Herbette, G. and Leonhardt, N. (2009). A novel pathway for sesquiterpene biosynthesis from Z, Z -farnesyl pyrophosphate in the wild tomato Solanum habrochaites. The Plant Cell, 21: 301-317. [DOI:10.1105/tpc.107.057885]
30. Sapir-Mir, M., Mett, A., Belausov, E., Tal-Meshulam, S., Frydman, A., Gidoni, D. and Eyal, Y. (2008). Peroxisomal localization of arabidopsis isopentenyl diphosphate isomerases suggests that part of the plant isoprenoid mevalonic acid pathway is compartmentalized to peroxisomes. Plant Physiology, 148(3): 1219 -1228. [DOI:10.1104/pp.108.127951]
31. Scholz, M., Lipinski, M., Leupold, M., Luftmann, H., Harving, L., Ofir, R., Fischer, R., Prufer, D. and Muller, K. (2009). Methyl jasmonate induced accumulation of kalapanaxsaponin I in Nigella Sativa. Phytochemistry, 70: 517-522. [DOI:10.1016/j.phytochem.2009.01.018]
32. Solati, Z., Baharin, B.S. and Bagheri, H. (2014). Antioxidant property, thymoquinone content and chemical characteristics of different extracts from Nigella sativa L. seeds. Journal of the American Oil Chemists' Society, 91(2): 295-300. [DOI:10.1007/s11746-013-2362-5]
33. Soltani Howyzeh, M., Sadat Noori, S.A., Shariati, V. and Amiripour, M. (2018). Large scale identification of SSR molecular markers in Ajowan (Trachyspermum ammi) using RNA sequencing. Plant Genetic Researches, 6(1): 31-46 (In Persian). [DOI:10.29252/pgr.6.1.31]
34. Tiruppur Venkatachallam, S.K., Pattekhan, H., Divakar, S. and Kadimi, U. (2010). Chemical composition of Nigella sativa L. seed extracts obtained by supercritical carbon dioxide. Food Science and Technology International, 47(6): 598-605. [DOI:10.1007/s13197-010-0109-y]
35. Wajs, A., Bonikowski, R. and Kalemba, D. (2008). Composition of essential oil from seeds of Nigella sativa L. cultivated in Poland. Flavour and Fragrance Journal, 23(2): 126-132. [DOI:10.1002/ffj.1866]
36. Williams, D.C., McGarvey, D.J., Katahira, E.J. and Croteau, R. (1998). Truncation of limonene synthase preprotein provides a fully active 'pseudomature' form of this monoterpene cyclase and reveals the function of the amino-terminal arginine pair. Biochemical Journal, 37(35): 12213-12220. [DOI:10.1021/bi980854k]
37. Zhang, M., Liu1. J., Li, K. and Yu, D. (2013). Identification and characterization of a novel monoterpene synthase from Soybean restricted to neryl diphosphate precursor. Plose One, 8(10): e75972. [DOI:10.1371/journal.pone.0075972]
ارسال پیام به نویسنده مسئول

ارسال نظر درباره این مقاله
نام کاربری یا پست الکترونیک شما:

CAPTCHA



XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Elyasi R, Majdi M, Azizi A. Isolation of Monoterpene Synthase Gene (NsTPS2) and Evaluation of Terpenoid Compounds in Black Cumin Medicinal Plant (Nigella sativa L.). pgr 2022; 8 (2) :33-44
URL: http://pgr.lu.ac.ir/article-1-241-fa.html

الیاسی ریزان، مجدی محمد، عزیزی عبدالباسط. جداسازی ژن مونوترپن‌سنتاز (NsTPS2) و بررسی ترکیبات ترپنوئیدی در گیاه دارویی سیاهدانه (Nigella sativa L.). پژوهش های ژنتیک گیاهی 1400; 8 (2) :44-33

URL: http://pgr.lu.ac.ir/article-1-241-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 8، شماره 2 - ( 1400 ) برگشت به فهرست نسخه ها
پژوهش های ژنتیک گیاهی Plant Genetic Researches
Persian site map - English site map - Created in 0.07 seconds with 30 queries by YEKTAWEB 4509