Expression of cry3A and glutamate decarboxylase in E. coli and evaoluation of its effect on the growth of Colorado beetle

فروتنی بلابیگلو, رباب and زارع, دکتر ناصر and اصغری زکریا, دکتر رسول and سفالیان, دکتر امید and فروتنی, دکتر سعید (2019) Expression of cry3A and glutamate decarboxylase in E. coli and evaoluation of its effect on the growth of Colorado beetle. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
New Microsoft Word Document.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research aim: The aims of this study were the construction of expression gene constructs in the prokaryote systems and evaluation of the toxic effects of cry3a gene from Bacillus thurengiensis and gad gene from rice on the Colorado potato beetle larva in in–vitro condition. Research method: For this purpose, pET-28a-cry3A and pET-32a-gad expressional constructions were cloned and expressed in strains DH5α, T7 and BL21 of E. coli. Protein extracts of aforementioned recombinant bacteria at concentrations of 25, 50, 70, 80 and 100% were evaluated by using of leaf dip method. Findings: Results showed that the gad expression vector in T7 strain of E. coli and the cry3a gene constructin DH5α strain of E. coli as synergistic,the cry3a(IPTG) gene expressional construct in DH5α strain of E. coli,the gad gene construct in T7 strain of E. coli in 80% concentration and the cry3a gene construct in BL21 strain of E. coli in 75% concentration and the cry3a gene construct in DH5α strain of E. coli in 50% concentration and the gad gene construct in T7 strain of E. coli at 25 % concentration,had the most lethal effect at 7thday on the Colorado potato beetle larvae. The maximum reduction of larva growthrate was observed in the gad gene construct in T7 strain of E. coli besides the cry3a gene construct in DH5α strain of E. coli as synergistic activity at 25% concentration. In addition, the minimum leaf damage (loss) were obtained from the expression of cry3A (IPTG) gene construct in BL21 strain of E. coli at 80% concentration. Conclusion: The expression of host bacteria (BL21) and the use of inducer agents (IPTG) caused a high expression of the cry3A gene, Disturbance in feeding of larvae and reduction of leaf damage, so that over a time, increasing the effect of Cry3A crystalline protein inhibition and causing gastrointestinal disturbances in larvae, larvae feeding are stopped. Moreover, the GAD protein by production of feeding inhibitor signals in larvae prevents them from feeding and resulting in weight loss.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بیان ژن¬های cry3A و گلوتامات دکربوکسیلاز در E. coli و بررسی تاثیر آن بر رشد سوسک کلرادو
Persian Abstract: هدف: هدف از این مطالعه تهیه‌ سازه‌های ژنی بیانی مناسب در سیستم پروکاریوتی و بررسی اثر پروتئین‌های Cry3A باسیلوس تورنجنسیس و GAD برنج روی لاروهای سوسک کلرادوی سیب‌زمینی در شرایط آزمایشگاهی بود. روش‌شناسی پژوهش: بدین منظور سازههای بیانی pET-28a-cry3A و pET-32a-gad در سویه¬های DH5α، T7و BL21 باکتری E. coli کلون و بیان گردید. عصاره پروتئین جدا شده از کشت باکتری نوترکیب فوق در غلظت¬های50،25، 75، 80 و 100 با استفاده از روش آغشته¬سازی سیب¬زمینی مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته¬ها: نتایج نشان داد که تیمار سازه ژنی gad در سویه T7 باکتری E. coli به صورت هم افزایِ با سازه ژنی cry3A، سازه ژنی cry3A (IPTG) در سویه DH5α، سازه ژنی gad در سویه T7 باکتری E. coli در غلظت 80% و تیمار سازه ژنی cry3A در سویه بیانی BL21 در باکتری E. coli در غلظت 75% و تیمار سازه ژنیcry3A در سویه DH5α باکتری E. coli در غلظت 50% و تیمار سازه ژنی (IPTG) gad در سویه T7 باکتری E. coli در غلظت 25% بیشترین کشندگی را در روز هفتم روی سوسک کلرادو داشتند. بیشترین کاهش رشد لارو در تیمار سازه ژنی gad در سویه T7 باکتری E. coli به صورت هم افزای با سازه ژنی cry3A در سویه DH5α با غلظت 25% مشاهده شد. علاوه بر این کمترین خسارت برگی در تیمار سازه بیانی Cry3A(IPTG) در سویه بیانی BL21 باکتری E. coli با غلظت 80%مشاهده شد. نتیجه¬گیری: بیانی بودن باکتری میزبان (BL21) و استفاده از مواد القاء کننده (IPTG) باعث بیان بالای ژن cry3A، ایجاد اختلال در تغذیه لارو¬ها وکاهش خسارت برگی می¬شود؛ که با گذشت زمان و افزایش تاثیر بازدارندگی پروتئین کریستالی Cry3A و ایجاد اختلال در دستگاه گوارش لاروها، تغذیه لاروها متوقف شد. همچنین پروتئین GAD با ایجاد سیگنال¬های عصبی مهارکننده تغدیه در لارو¬ها مانع تغذیه لارو¬ها شده و به تبع آن باعث کاهش وزن لاروها گردید. واژه‌های کلیدی: باسیلوس تورنجنسیس ، پروتئین کریستالی حشره‌کش، زیست‌سنجی، مهندسی ژنتیک
Supervisor:
SupervisorE-mail
زارع, دکتر ناصرUNSPECIFIED
اصغری زکریا, دکتر رسولUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
سفالیان, دکتر امیدUNSPECIFIED
فروتنی, دکتر سعیدUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Date Deposited: 10 Jul 2019 06:09
Last Modified: 10 Jul 2019 06:09
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7697

Actions (login required)

View Item View Item