Antifungal activity of tobacco Osmotin expressed in Escherichia coli against some plant pathogenic fungi

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه زیست فناوری مولکولی گیاهی، پژوهشکده زیست فناوری کشاورزی، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران.

چکیده

The aim of this investigation was to evaluate the antifungal activity of Osmotin against several important economically improtant plant pathogenic fungi. The Osmotin gene from Nicotiana tabacum was overexpressed in Escherichia coli (Rosetta DE3). Taguchi test was applied to optimize the conditions for protein expression, and Western blot analysis confirmed expression of the recombinant protein. The expressed Osmotin was found in the form of insoluble inclusion bodies, which were then solubilized and refolded. The purified and refolded protein's activity was verified by three different antifungal activity assays. The purified recombinant Osmotin demonstrated a wide range of antifungal activity against various types of phytopathogenic fungi: Botrytis cinerea, Sclerotinia sclerotiorum, Fusarium oxysporum, Verticillium dahliae and Alternaria brassicola. Hemolysis biosafety test demonstrated that the protein is non-toxic to mammalian cells. All these findings suggest that the Osmotin gene from N. tabacum has promising potential as an antifungal agent against various phytopathogenic fungi and also to be utilized for production of antifungal agents and fungal-resistant transgenic plants.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

فعالیت ضد قارچی اسموتین توتون بیان شده در Escherichia coli علیه برخی قارچ های بیماریزای گیاهی

نویسندگان [English]

  • Ali Alizadeh Tilaki
  • Mostafa Motallebi
  • Zahra Moghaddassi Jahromi
  • Esmat Jourabchi Jourabchi
Department of Plant Molecular Biotechnology, Institute of Agricultural Biotechnology, National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology (NIGEB), Tehran, Iran.
چکیده [English]

هدف از این تحقیق ارزیابی فعالیت ضد قارچی اسموتین در برابر چندین بیمارگر قارچی مهم گیاهی شامل می ­شد. به منظور انجام این مطالعه، ژن اسموتین از گیاه تنباکو (Nicotiana tabacum)  در باکتری(Rosetta DE3)  Escherichia coli   همسانه ­سازی و بیان گردید. به منظور بهینه‌سازی شرایط بیان پروتئین، از آزمون تاگوچی استفاده شد. آزمون وسترن بلات بیان پروتئین نوترکیب را مورد تأیید قرار داد. بررسی‌ها نشان داد پروتئین نوترکیب بیان شده عمدتاً به شکل نامحلول اینکلوژن بادی در سلول انباشته می‌شود؛ لذا پس از محلول ساختن این توده‌ها با کمک مواد احیا کننده شرایط ایجاد ساختمان طبیعی تأمین شد. اثر اسموتین نوترکیب بر قارچ‌های Rhizoctonia solani، Botrytis cinerea، Sclerotinia sclerotiorum، Fusarium oxysporum، Verticillium dahleae و Alternaria brassicola مورد بررسی قرار گرفته و فعالیت پروتئین خالص شده از طریق سه آزمون ضدقارچی متفاوت Radial Diffusion، Disk Diffusion و Spore Germination ارزیابی و مشاهده شد که این پروتئین رشد قارچ‌های فوق را مهار می‌کند. همچنین آزمون همولیتیک خونی نشان داد که این پروتئین برای سلول‌های پستانداران فاقد سمیت می ­باشد. یافته‌های فوق نشان‌ می ­دهد که ژن اسموتین گیاه تنباکو دارای توانایی قابل توجهی در مهار رشد قارچ های بیماریزا گیاهی می ­باشد. همچنین این ژن می­ تواند درتولید گیاهان تراریخته مقاوم به  قارچ‌های بیماریزا مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها [English]

  • اسموتین
  • PR پروتئین
  • بیان پروکاریوتی
  • قارچ
  • پروتئین نوترکیب
پژوهش های کاربردی در گیاهپزشکی
دوره 13، شماره 2
تیر 1403
صفحه 123-135

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 28 مرداد 1402
  • تاریخ بازنگری: 27 آبان 1402
  • تاریخ پذیرش: 01 آذر 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار