دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایران مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 2228-6705 11 4 2020 02 20 A study of possibility of expression of an alternasucrase gene in sugar beet to produce alternan biopolymer بررسی امکان بیان ژن آلترنان سوکراز در گیاه چغندرقند برای تولید بیوپلیمر آلترنان 105 120 2526 10.22103/jab.2020.2526 FA فرهاد نظریان فیروزآبادی دانشگاه لرستان 0000-0002-8291-3887 احمد اسماعیلی گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد داریوش گودرزی گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد Journal Article 2019 07 09 <strong>Objective</strong> Lactic acid bacteria (LAB) synthesize valuable industrial and pharmaceutical important biopolymers, such as Alternan, by expressing glycosyltransferase enzymes by utilizing extracellular sucrose. In this study, due to the importance of such versatile biopolymers in the industry and medicine, a gene encoding an Altranansucrase (<em>Asr</em>) was introduced to sugar beet plants.   <strong>Materials and methods</strong> A gene encoding the Asr gene was isolated from Leuconostoc mesenteroides bacterium and introduced to sugar beet plants by using Agrobacterium-mediated transformation. Molecular techniques were used to analyse transgenic plants and sugar content of sugar beet lines.   <strong>Results</strong> Out of 131 transformed explants, only three transgenic plants were produced, showing a transformation efficiency of 2.3%. The Asr gene integration in transgenic plants genome and expression were confirmed by specific PCR and semi-quantitative RT-PCR analysis, respectively. Sugar analysis of sugar beet transgenic plants showed that control plants with a 19.6% brix value (Sucrose) had more sucrose than transgenic plants with an average brix value of 14.4%. Brix in transgenic plants was lower than that of control plants. The amount of sugar (sucrose) in the transgenic asr-expressing plants reduced by 36.1% relative to the untransformed control plants.   <strong>Conclusions</strong> The results of this study showed that Altrenansucrase can convert substantial amount of sugar beet sucrose into Alternan biopolymer, producing 36.6 mg/g FW alternan biopolymer with pharmaceutical and industrial applications. <strong>هدف:</strong> باکتری­های اسید لاکتیک با استفاده از ساکارز موجود در محیط خارج سلولی و با بیان آنزیم­های گلیکوزیل ترانسفراز، بیوپلیمرهای ارزشمندی مانند آلترنان تولید کنند که در صنعت و پزشکی کاربرد دارند. بنابراین در مطالعه حاضر به دلیل اهمیت این بیوپلیمرها در صنعت و پزشکی، ژن کد کننده­ آنزیم آلترنان سوکراز باکتری <em>Leuconostoc mesenteroides</em> به گیاه چغندرقند منتقل گردید. <strong>مواد و روش­ها:</strong> ژن کد کننده­ آنزیم آلترنان سوکراز (<em>Asr)</em> از ژنوم باکتری <em>Leuconostoc mesenteroides</em> جداسازی و پس از همسانه­سازی در یک ناقل بیانی به وسیله اگروباکتریوم به گیاه چغندرقند منتقل گردید. از تکنیک­های مولکولی برای بررسی گیاهان تراریخت و آنالیز شیمیایی قندها استفاده شد. <strong>نتایج:</strong> از مجموع 131 ریزنمونه تراریزش شده، تنها سه گیاه تراریخت تولید شد که کارایی تراریزش 30/2 درصد را نشان داد. الحاق ژن کدکننده­ آنزیم آلترنان سوکراز در ژنوم گیاهان تراریخت و همچنین بیان این ژن به ترتیب توسط آزمون PCR اختصاصی و RT-PCR نیمه کمی تائید شد. آنالیز قند گیاهان تراریخت چغندر قند نشان داد که گیاه شاهد با میزان پل (ساکارز) 6/19 درصد دارای ساکارز بیشتری نسبت به گیاهان تراریخت با میزان پل متوسط 4/14 بود. همچنین میزان بریکس در گیاهان تراریخت پایین­تر از گیاهان شاهد بود و میزان کاهش قند (ساکارز) در گیاه تراریخت دارای ژن <em>Asr</em> نسبت به شاهد در حدود 1/36 درصد بود. <strong>نتیجه­گیری:</strong> نتایج این مطالعه نشان داد که آنزیم آلترنان سوکراز باکتریایی قادر است میزان mg/g FW 6/36 بیوپلیمر آلترنان را در ریشه­های چغندرقند تولید کند و مقادیر قابل توجهی از ساکارز ریشه را به بیوپلیمر آلترنان با کاربردهای صنعتی و دارویی تبدیل کند. https://jab.uk.ac.ir/article_2526_234833147b97bb6aed53a8f4f1c7a7d8.pdf