Απομόνωση και χαρακτηρισμός γονιδίων που συμμετέχουν στη βιοσύνθεση των γλυκοσινολικών οξέων στη ρόκα (Eruca sativa)

Abstract

Τα γλυκοσινολικά οξέα είναι ενώσεις που προέρχονται από αμινοξέα, εντάσσονται στη γενικότερη κατηγορία των δευτερογενών μεταβολιτών των φυτών και απαντιόνται κυρίως σε φυτά της οικογένειας Brassicaceae. Τα προϊόντα της υδρόλυσής τους εμφανίζουν ενδιαφέρουσες ιδιότητες, όπως αμυντικές εναντίον εχθρών στους φυτικούς οργανισμούς και χημειοπροφυλακτικές στον άνθρωπο. Η βιοσύνθεση των γλυκοσινολικών οξέων και τα εμπλεκόμενα γονίδια έχουν μελετηθεί στο Arabidopsis thaliana. Στην παρούσα εργασία έγινε προσπάθεια να απομονωθούν αλληλουχίες των γονιδίων της βιοσύνθεσης των γλυκοσινολικών οξέων στο φυτό Eruca sativa (ρόκα). Επίσης, με τη μέθοδο της per πραγματικού χρόνου (real time per) εξετάστηκε η έκφραση των γονιδίων σε διαφορετικές συνθήκες θρέψης και συσχετίστηκε με τη συγκέντρωση των τελικών μεταβολιτών στις ίδιες συνθήκες. Απομονώθηκαν με επιτυχία αλληλουχίες που σχετίζονται με τα γονίδια ΜΑΜ2, ΜΑΜ3 (MAML), CYP79F1, CYP79B2, CYP79B3, CYP83A1 και CYP83B1 του Arabidopsis thaliana. Τα δύο πρώτα συμμετέχουν στο πρώτο στάδιο της βιοσύνθεσης, όπου γίνεται η επιμήκυνση του βασικού σκελετού της μεθειονίνης. Τα υπόλοιπα συμμετέχουν στο δεύτερο στάδιο, όπου πραγματοποιείται η βιοσύνθεση της βασικής δομής των γλυκοσινολικών οξέων. Η χορήγηση θείου και αζώτου ασκεί επίδραση στη συγκέντρωση των γλυκοσινολικών οξέων, αλλά και στην έκφραση των βιοσυνθετικών τους γονιδίων. Βρέθηκε ότι η έκφραση του γονιδίου CYP79FI μειώνεται όταν το άζωτο δεν παρέχεται στα φυτά επαρκώς , ωστόσο η συγκέντρωση των αλειφατικών γλυκοσινολικών παραμένει σταθερή. Αύξηση της χορηγούμενης ποσότητας του αζώτου, όταν η ποσότητα του θείου είναι σε επάρκεια, είχε ως αποτέλεσμα τη σημαντική αύξηση της έκφρασης και των δύο γονιδίων CYP79B2 και CYP79B3 και αυτό ανταποκρίνεται στις συγκεντρώσεις των τελικών μεταβολιτών. Γενικά δεν παρατηρήθηκε πλήρης συσχέτιση της γονιδιακής έκφρασης των βιοσυνθετικών γονιδίων με τις συγκεντρώσεις των διαφορετικών κατηγοριών γλυκοσινολικών οξέων.