TY - BOOK AU - Tasneem Yahia Abduallh Ahmed, AU - Reda Elwany A. Moghaieb AU - Mona Hashim Hussien AU - Shereen Abu El-Maaty Mohammed TI - Genetic studies on basil plant (Ocimum sp.) U1 - 583.96 PY - 2023/// KW - basil plant KW - qrmak KW - Basil KW - molecular marker KW - gus gene KW - Salt stress KW - Transformation N1 - Thesis (M.Sc.) Cairo University, 2023.; Bibliography: pages 104-124; Issued also as CD N2 - Egypt is one of the leading countries in exporting basil, as it ranks eleventh in the world of basil due to its excellent therapeutic value. Salinity is one of the most critical problems facing newly reclaimed lands.Therefore; the genetic differences among five different species were assesed by ISSR, SCoT and SRAP analyses. The ISSR analysis showed the highest polymorphism percentage (73.1%), followed by SCoT (57.2%) then SRAP (55.6%). Species-specific markers have been identified which can be verified as useful genetic markers for salt tolerance of the different Ocimum species used. In order to investigate salinity tolerance of four basil species at germination and seedling emergence. The data showed that Ocimum species responded differently to salt stress, depending on their genetic background. The results showed that salt stress had a significant effect on plant growth and antioxidative enzyme activities. A remarkable decrease in fresh weight was observed in O. kilimandscharicum Guerk compared to O. tenuiflorum, which showed the lowest reduction in fresh weight under salinity stress. Proline contents increased in salt stressed plants (100 mM NaCl) and reached 145–113 µmol/g fresh weight in O. tenuiflorum and O. kilimandscharicum Guerk. The O. var.minimum and O. kilimandscharicum Guerk exhibited the highest CAT enzyme activity compared to control plants at 100 mM NaCl. The data indicate that, APX activity increased with increasing salt concentration. SOD enzymatic activity increased with salt stress up to 75 mM. In order to improve salt tolerance in basil, transgenic basil plants expressing gus gene were developed. The regeneration capacity among the tested species namely; O. tenuiflorum, O.basilicum and O. kilimandscharicum Guerk was investigated. The data indicate that, embryogenic calli were formed within 7 days in MS medium containing 1 mg L-1 BAP. Regeneration frequency was higher in the O. tenuiflorum 80% compared to the other species tested. Different transformation methods were compared, the best transformation method was A. tumefaciens. The cotyledon node (CN) explants isolated from O. tenuiflorum, O.basilicum and O. kilimandscharicum Guerk were co-cultivated with A. tumefaciens strain pBI- 121 harboring the gus gene under the genetic control of 35-S promoter and nos terminator. Stable integration of the gus gene into plant genome was confirmed by PCR and histochemical gus assay. The transformation frequency was 35,28,25% for O. tenuiflorum , O.basilicum and O. kilimandscharicum Guerk , respectively. The T plants of five 1 transgenic lines from the transgenic basil (O. tenuiliflorum) were analyzed for the inheritance of the gus gene.3:1 ratio that indicate a single gene for GUS segregation. These data confirmed the inheritance and integration of the gus gene in the T generation; تعد مصر من الدول الرائدة في تصدير الريحان حيث تأتى في المرتبة الحادية عشر عالميا نظرا لأهميته الطبية الفائقة. تعتبرالملوحة واحده من اهم المشاكل التي تواجه زراعة الريحان في الأراضي المستصلحة حديثا لذلك تم تقييم التباينات الوراثية بين خمسة انواع من الريحان بواسطة استخدام عدد من الواسمات الوراثية ( ISSR,SCoTوSRAP) . استهدفت الواسمات الوراثية المستخدمة اماكن عديدة داخل الطاقم الجيني حيث اظهر تحليلISSR اعلي نسبة تباين بين انواع الريحان المستخدمة بلغت (73.1٪) يليه SCoT (57.2٪) بينما اظهر تحليل SRAP (55.6٪) تباين. وتم تحديد الواسمات الجزيئية المميزة لكل نوع ويمكن اعتبار هذه الواسمات مفيدة يمكن استخدامها في انتخاب الريحان المقاوم للملوحة وادخالها في برامج التربية التي تهدف لتحسين انتاجية الريحان. ومن خلال دراسة تحمل الملوحة لأربعة أنواع من الريحان في مرحلة الشتل وتقدير نشاط الانزيمات المضادة للأكسدة. أوضحت النتائج استجابة أنواع الريحان بشكل مختلف للإجهاد الملحي، اعتمادًا على خلفيتها الجينية. حيث اكدت النتائج أن الإجهاد الملحي كان له تأثير معنوي على نمو النبات ونشاط الإنزيمات المضاد للأكسدة. بينما لوحظ انخفاض ملحوظ في الوزن الطازج في O. kilimandscharicum Guerk مقارنة بـ O. tenuiflorum والذي أظهر أقل انخفاض في الوزن الطازج تحت التعرض لظروف الملوحة. محتوى البرولين والمواد الفينولية في جميع الأنواع المستخدمة يزداد مع زيادة تركيز الملح حيث زاد محتوي البرولين في النباتات المعرضة للملح بتركيز (100 ملي مولار كلوريد الصوديوم) ووصلت إلى 145-113 ميكرو مول / جرام من الوزن الطازج في O. tenuiflorum و O. kilimandscharicum Guerk.بينما أظهر O. var.minimum و O. kilimandscharicum Guerk أعلى نشاط لإنزيم CAT مقارنة بالنباتات الكونترول عند 100 ملي مولار كلوريد الصوديوم. تشير النتائج إلى أن نشاط APX يزداد مع زيادة تركيز الملح حيث زاد النشاط الأنزيمي للـ SOD مع الإجهاد الملحي حتى 75 ملي مولار. من أجل تحسين تحمل الملح في نباتات الريحان المعدلة وراثيا تم تطوير بروتوكول للتحول الوراثي جين ال gus. تم دراسة قدرة ثلاثة أنواع من الريحان على إعادة التكشف المختبرة وذلك بنقل الكالوس الجنينى الى بيئة نمو تحتوي على mg L-1 BAP1 (O. tenuiflorum وO.basilicum و O. kilimandscharicum Guerk). حيث أظهر O. tenuiflorum اعلى نسبة اعادة التكشف 80% مقارنة بالأنواع الأخرى التي تم اختبارها. تم مقارنة طرق كفاءة عملية التحول الوراثى المختلفة للانواع المختارة وذلك عن طريق نقل جين gus الموضوع تحت السيطرة الجينيةpromoter 35-S و nos terminator، حيث اظهرت طريقة الاجروباكتيرم افضل النتائج. تم التأكد من نجاح وثبات عملية التعبير الجيني في الاطقم الجينية للنباتات المتحصل عليها عن طريق إجراء التحليلات الجزيئية PCR و Histochemical gus assay.حيث بلغ معدل التحول الوراثي فيO.tenuiliflorum35٪ يليه O.basilicum L 28٪ بينما سجل O.kilimandscharicum Guerk 25 ٪ ، واختلاف هذه النتائج يكون اعتمادًا على التركيب الوراثي لمحتوي الجيني للنبات. تم تحليل نباتات T1 المستخلصة من خمسة نباتات من الريحان المعدل وراثيا من أجل اختبار النسبة المندلية لتوارث جين gus.حيث أظهرت النتائج نسبة 3: 1 التي تشير إلى فصل جين واحد من. gus حيث أكدت هذه النتائج وراثة وانعزال جين gus في الجيل T1انعزال حر مستقل ER -