[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
بخش‌های اصلی
صفحه اصلی::
اطلاعات نشریه::
آرشیو مجله و مقالات::
برای نویسندگان::
برای داوران::
ثبت نام و اشتراک::
تماس با ما::
تسهیلات پایگاه::
بایگانی مقالات زیر چاپ::
فهرست داوران همکار::
::
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
..
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
..
ISSN
شاپای آنلاین: ISSN 2676-7309
شاپای چاپی: ISSN 2383-1367
..




 
..
:: دوره 10، شماره 1 - ( 1402 ) ::
جلد 10 شماره 1 صفحات 60-43 برگشت به فهرست نسخه ها
بیان و بررسی خاصیت ضد‌میکروبی پروتئین نوترکیب CBD-alfAFP در کلون‌های ریشه موئین گیاه توتون علیه بیمارگر‌های گیاهی
زهرا زرین دست ، فرهاد نظریان فیروزآباد* ، میترا خادمی
گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد ، nazarian.f@lu.ac.ir
چکیده:   (2276 مشاهده)
بیان پپتید­‌های ضدمیکروبی در گیاهان رویکرد جدیدی برای حفاظت از گیاهان در برابر بیمارگر­ها و تولید دارو­‌های ضد­میکروبی در صنایع داروسازی است. پپتید کاتیونی alfAFP یک دیفنسین گیاهی با فعالیت ضد‌میکروبی است که توسط بذر­های گیاه یونجه تولید می‌­شود. به‌منظور افزایش کارایی و تسهیل دسترسی پپتید alfAFP به دیواره سلولی بیمارگر­ها، توالی رمز­کننده alfAFP به پایانه C دمین متصل‌شونده به کیتین (CBD) آنزیم کیتیناز برنج متصل شد. ابتدا خواص ضد­میکروبی این پپتید نوترکیب با استفاده از ابزار‌­های بیوانفورماتیک مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، سامانه ژنی پس از انتقال به پلاسمید بیانی pGSA1285 وارد اگروباکتریوم رایزوژنز (Rhizobium rhizogenes) و از آن برای تولید ریشه­‌های موئین در توتون استفاده گردید. حضور تراژن، رونویسی و بیان آن در کلون­‌های ریشه‌ موئین گیاه توتون، به‌ترتیب با استفاده از روش­‌های PCR و RT-PCR نیمه‌کمی تأیید شد. نتایج حاصل از پیش‌بینی ساختار سه‌بعدی پپتید، یک صفحه β و یک مارپیچ α را نشان داد که با ساختار دیفنسینهای گیاهی مطابقت داشت. همچنین در این مطالعه، دمین عملکردی Knottin در ساختار پپتید نوترکیب شناسایی شد که نشان می­‌دهد پپتید نوترکیب فعالیت ضدمیکروبی خود را حفظ می­کند. نتایج خاصیت ضد­میکروبی حاصل از آزمایش CFU نشان داد که پپتید نوترکیب دارای اثرات بازدارندگی معنی‌­داری در جلوگیری از رشد بیمارگر باکتریایی Pseudomonas syringae بود. بنابراین، دمین متصل‌شونده به کیتین دسترسی پپتید نوترکیب را به دیواره سلولی بیمارگر باکتریایی از طریق اتصال به پپتیدوگلیکان فراهم کرده و احتمالاً پپتید نوترکیب توانسته است غشاء پلاسمایی را با کارایی بهتری هدف قرار دهد. معرفی و بیان پپتید نوترکیب CBD-alfAFP در ریشه­‌های موئین و گیاهان زراعی مهم می‌تواند ابزاری امیدبخش برای ایجاد گیاهان مقاوم به بیمار‌گر­های گیاهی و تولید عوامل ضدمیکروبی در صنعت داروسازی باشد.
واژه‌های کلیدی: بیوانفورماتیک، پپتیدalfAFP، خاصیت ضدمیکروبی، ریشه موئین
متن کامل [PDF 966 kb]   (999 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: مهندسی ژنتیک
فهرست منابع
1. Aleinein, R., Schäfer, H. and Wink, M. (2015). Rhizosecretion of the recombinant antimicrobial peptide ranalexin from transgenic tobacco hairy roots. RRJBS Phytopathol Gene Diseas, 1: 45-55.
2. Aslam, M.Z., Firdos, S., Li, Z., Wang, X., Liu, Y., Qin, X., Yang, S., Ma, Y., Xia, X., Zhang, B. and Dong, Q. (2020). Detecting the Mechanism of Action of Antimicrobial Peptides by Using Microscopic Detection Techniques. Foods, 11: 2809. [DOI:10.3390/foods11182809]
3. Alibakhshi, A., Nazarian-Firouzabadi, F. and Esmaili, A. (2018). Expression and antimicrobial activity analysis of a Dermaseptin B1 antibacterial peptide in tobacco hairy roots. Plant Protection (Scientific Journal of Agriculture), 41: 87-97.
4. Badrhadad, A., Nazarian-Firouzabadi, F. and Ismaili, A. (2018). Fusion of a chitin-binding domain to an antibacterial peptide to enhance resistance to Fusarium solani in tobacco (Nicotiana tabacum). 3 Biotech, 8: 1-10. [DOI:10.1007/s13205-018-1416-7]
5. Bogdanova, L., Valiullina, Y., Faizullin, D., Kurbanov, R.K. and Ermakova, E.A. (2020). Spectroscopic, zeta potential and molecular dynamics studies of the interaction of antimicrobial peptides with model bacterial membrane. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 242: 118785. [DOI:10.1016/j.saa.2020.118785]
6. Bradford, M.M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72: 248-254. [DOI:10.1016/0003-2697(76)90527-3]
7. Cardon, F., Pallisse, R., Bardor, M., Caron, A., Vanier, J., Ele Ekouna, J.P., Lerouge, P., Boitel‐Conti, M. and Guillet, M. (2019). Brassica rapa hairy root based expression system leads to the production of highly homogenous and reproducible profiles of recombinant human alpha‐L‐iduronidase. Plant Biotechnology Journal, 17: 505-516. [DOI:10.1111/pbi.12994]
8. Chang, S., Puryear, J. and Cairney, J. (1993). A simple and efficient method for isolating RNA from pine trees. Plant Molecular Biology Reporter. 11: 113-116. [DOI:10.1007/BF02670468]
9. Chiche, L., Heitz, A., Gelly, J.C., Gracy, J., Chau, P.T., Ha, P.T., Hernandez, J.F. and Le-Nguyen, D. (2004). Squash inhibitors: from structural motifs to macrocyclic knottins. Current Protein and Peptide Science, 5: 341-349. [DOI:10.2174/1389203043379477]
10. Finn, R.D., Coggill, P., Eberhardt, R.Y., Eddy, S.R., Mistry, J., Mitchell, A.L., Potter, S.C., Punta, M., Qureshi, M. and Sangrador-Vegas, A. (2016). The Pfam protein families database: towards a more sustainable future. Nucleic Acids Research, 44: 279-285. [DOI:10.1093/nar/gkv1344]
11. Gao, A.G., Hakimi, S.M., Mittanck, C.A., Wu, Y., Woerner, B.M., Stark, D.M., Shah, D.M., Liang, J. and Rommens, C.M. (2000). Fungal pathogen protection in potato by expression of a plant defensin peptide. Nature Biotechnology, 18: 1307-1310. [DOI:10.1038/82436]
12. Giri, A. and Narasu, M.L. (2000). Transgenic hairy roots: recent trends and applications. Biotechnology Advances, 18: 1-22. [DOI:10.1016/S0734-9750(99)00016-6]
13. Gururani, M.A., Venkatesh, J., Upadhyaya, C.P., Nookaraju, A., Pandey, S.K. and Park, S.W. (2012). Plant disease resistance genes: current status and future directions. Physiological and Molecular Plant Pathology, 78: 51-65. [DOI:10.1016/j.pmpp.2012.01.002]
14. Gurusamy, P.D., Schäfer, H., Ramamoorthy, S. and Wink, M. (2017). Biologically active recombinant human erythropoietin expressed in hairy root cultures and regenerated plantlets of Nicotiana tabacum L. PloS One, 12: e0182367. [DOI:10.1371/journal.pone.0182367]
15. Holaskova, E., Galuszka, P., Frebort, I. and Oz, M.T. (2015). Antimicrobial peptide production and plant-based expression systems for medical and agricultural biotechnology. Biotechnology Advances, 33: 1005-1023. [DOI:10.1016/j.biotechadv.2015.03.007]
16. Horsch, R.B., Fry, J.E., Hoffmann, N.L. and Eichholtz D. (1985). A simple and general method for transferring genes into plants. Science, 227: 1229-1231 [DOI:10.1126/science.227.4691.1229]
17. Hu, Z.B. and Du, M. (2006). Hairy root and its application in plant genetic engineering. Journal of Integrative Plant Biology, 48: 121-127. [DOI:10.1111/j.1744-7909.2006.00121.x]
18. Jafari, M. (2006). Tohidfar M. Bt transgenic plants: safety advantages and potential impacts in control insect pests. Paper presented at the First Agricultural Biotechnology Conference. Kermanshah, Iran.
19. Jones, P., Binns, D., Chang, H.Y., Fraser, M., Li, W., McAnulla, C., McWilliam, H., Maslen, J., Mitchell, A. and Nuka, G. (2014). InterProScan 5: genome-scale protein function classification. Bioinformatics, 30: 1236-1240. [DOI:10.1093/bioinformatics/btu031]
20. Kapp, K., Schrempf, S., Lemberg, M.K. and Dobberstein, B. (2009). Post-targeting functions of signal peptides. In: Zimmermann R., Ed., Madame Curie Bioscience Database, pp.1-16. Austin, TX: Madame Curie Bioscience Database: Landes Bioscience, Austin, Texas, USA.
21. Karimi, S., Pazhouhandeh, M. and Azizpour, K. (2022). Evaluation of some characteristics of substantial equivalence of a salinity-resistant transgenic potato. Plant Genetic Researches, 9(1): 43-56 (In Persian). [DOI:10.52547/pgr.9.1.4]
22. Khademi, M., Nazarian‐Firouzabadi, F., Ismaili, A. and Shirzadian Khorramabad, R. (2019). Targeting microbial pathogens by expression of new recombinant dermaseptin peptides in tobacco. MicrobiologyOpen, 8(11):1-11. [DOI:10.1002/mbo3.837]
23. Khademi, M., Varasteh-Shams, M. and Nazarian-Firouzabadi, F. (2022). Induction of DrsB1-CBDAvr4 Recombinant Protein in Hairy and Adventitious Roots of T1 Transgenic Plants. Plant Genetic Researches, 9: 27-42 (In Persian). [DOI:10.52547/pgr.9.1.3]
24. Kim, Y., Wyslouzil, B.E. and Weathers, P.J. (2002a). Secondary metabolism of hairy root cultures in bioreactors. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 38: 1-10. [DOI:10.1079/IVP2001243]
25. Kim, Y.J., Weathers, P.J. and Wyslouzil, B.E. (2002b). Growth of Artemisia annua hairy roots in liquid‐and gas‐phase reactors. Biotechnology and Bioengineering, 80: 454-464. [DOI:10.1002/bit.10389]
26. Kumar, S., Stecher, G., Li, M., Knyaz, C. and Tamura, K. (2018). MEGA X: molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms. Molecular Biology and Evolution, 35: 1547-1549. [DOI:10.1093/molbev/msy096]
27. Landon, C., Barbault, F., Legrain, M., Menin, L., Guenneugues, M., Schott, V., Vovelle, F. and Dimarcq, J.L. (2004). Lead optimization of antifungal peptides with 3D NMR structures analysis. Protein Science, 13: 703-713. [DOI:10.1110/ps.03404404]
28. Lee, M., Yoon, E., Jeong, J. and Choi, Y. (2004). Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation of Taraxacum platycarpum and changes of morphological characters. Plant Cell Reports, 22: 822-827. [DOI:10.1007/s00299-004-0763-5]
29. Ma, Z. and Michailides, T.J. (2005). Advances in understanding molecular mechanisms of fungicide resistance and molecular detection of resistant genotypes in phytopathogenic fungi. Crop Protection, 24: 853-863. [DOI:10.1016/j.cropro.2005.01.011]
30. Makarova, K., Slesarev, A., Wolf, Y., Sorokin, A., Mirkin, B., Koonin, E., Pavlov, A., Pavlova, N., Karamychev, V. and Polouchine, N. (2006). Comparative genomics of the lactic acid bacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences, 103: 15611-15616. [DOI:10.1073/pnas.0607117103]
31. Marchler-Bauer, A., Derbyshire, M.K., Gonzales, N.R., Lu, S., Chitsaz, F., Geer, L.Y., Geer, R.C., He, J., Gwadz, M. and Hurwitz, D.I. (2015). CDD: NCBI's conserved domain database. Nucleic Acids Research, 43: 222-226. [DOI:10.1093/nar/gku1221]
32. Naik, S. and Prasad, R. (2006). Pesticide residue in organic and conventional food-risk analysis. Journal of Chemical Health and Safety, 13: 12-19. [DOI:10.1016/j.chs.2005.01.012]
33. Nguyen, L.T., Haney, E.F. and Vogel, H.J. (2011). The expanding scope of antimicrobial peptide structures and their modes of action. Trends in Biotechnology, 29: 464-47. [DOI:10.1016/j.tibtech.2011.05.001]
34. Nielsen, H. (2017) Predicting secretory proteins with SignalP. In: Kihara D., Ed., Protein Function Prediction, pp. 59-73. Springer, New York, USA. [DOI:10.1007/978-1-4939-7015-5_6]
35. Richards, E., Reichardt, M. and Rogers, S. (1994). Preparation of genomic DNA from plant tissue. Current Protocols in Molecular Biology, 2(1): 2-3. [DOI:10.1002/0471142727.mb0203s27]
36. Schleifer, K.H. and Kandler, O. (1972). Peptidoglycan types of bacterial cell walls and their taxonomic implications. Bacteriological Reviews, 36: 407-477. [DOI:10.1128/br.36.4.407-477.1972]
37. Strange, R.N. and Scott, P.R. (2005). Plant disease: a threat to global food security. Annual Review of Phytopathology, 43: 83-116. [DOI:10.1146/annurev.phyto.43.113004.133839]
38. Syed, S. and Tollamadugu, N.P. (2019). Microbes in the generation of genetically engineered plants for disease resistance. In: Viswanath, B., Ed., Recent Developments in Recent Developments in Applied Microbiology and Biochemistry, pp. 235-248. Academic Press, Cambridge, UK. [DOI:10.1016/B978-0-12-816328-3.00018-0]
39. Waghu, F.H., Gopi, L., Barai, R.S., Ramteke, P., Nizami, B. and Idicula-Thomas, S. (2014) . CAMP: Collection of sequences and structures of antimicrobial peptides. Nucleic Acids Research, 42: 1154-1158. [DOI:10.1093/nar/gkt1157]
40. Webb, C.A. and Fellers, J.P. (2006). Cereal rust fungi genomics and the pursuit of virulence and avirulence factors. FEMS Microbiology Letters, 264: 1-7. [DOI:10.1111/j.1574-6968.2006.00400.x]
41. Yokoyama, S., Iida, Y., Kawasaki, Y., Minami, Y., Watanabe, K. and Yagi, F. (2009). The chitin‐binding capability of Cy‐AMP1 from cycad is essential to antifungal activity. Journal of Peptide Science: An Official Publication of the European Peptide Society, 15: 492-497. [DOI:10.1002/psc.1147]
42. Yu, C.S., Cheng, C.W., Su, W.C., Chang, K.C., Huang, S.W., Hwang, J.K. and Lu, C.H. (2014). Cello2go: a web server for protein subCellular Localization prediction with functional gene ontology annotation. PloS One, 9: e99368. [DOI:10.1371/journal.pone.0099368]
43. Zasloff, M. (2002). Antimicrobial peptides of multicellular organisms. Nature, 415: 389. [DOI:10.1038/415389a]
44. Zasloff, M. (2006). Defending the epithelium. Nature Medicine, 12: 607-608. [DOI:10.1038/nm0606-607]
ارسال پیام به نویسنده مسئول



XML   English Abstract   Print


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

Zarindast Z, Nazarian-Firouzabadi F, Khademi M. Expression and Antimicrobial Activity Assessment of CBD-alfAFP Recombinant Peptide Produced in Tobacco Hairy Roots Against Plant Pathogens. pgr 2023; 10 (1) :43-60
URL: http://pgr.lu.ac.ir/article-1-286-fa.html

زرین دست زهرا، نظریان فیروزآباد فرهاد، خادمی میترا. بیان و بررسی خاصیت ضد‌میکروبی پروتئین نوترکیب CBD-alfAFP در کلون‌های ریشه موئین گیاه توتون علیه بیمارگر‌های گیاهی. پژوهش های ژنتیک گیاهی. 1402; 10 (1) :43-60

URL: http://pgr.lu.ac.ir/article-1-286-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 10، شماره 1 - ( 1402 ) برگشت به فهرست نسخه ها
پژوهش های ژنتیک گیاهی Plant Genetic Researches
Persian site map - English site map - Created in 0.07 seconds with 40 queries by YEKTAWEB 4657