مهندسی ژنتیک و انتقال ژن
ناهید احمدی؛ حسن رهنما
دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 77-85
چکیده
بیان موقت ژنهای بیگانه در بافتهای گیاهی برای آنالیز عملکرد ژن در زمان کوتاه روش کارآمدی میباشد. این روش سریع، انعطاف‌پذیر، ساده و در بافتهای تمایز یافته قابل اجرا است. پیشبر 2A11 از پیشبرهای ویژه بافت میوه گیاه گوجهفرنگی است که باعث بیان بالای ژن 2A11 در میوه میشود. هدف از این تحقیق همسانهسازی پیشبر 2A11 و بررسی بیان ...
بیشتر
بیان موقت ژنهای بیگانه در بافتهای گیاهی برای آنالیز عملکرد ژن در زمان کوتاه روش کارآمدی میباشد. این روش سریع، انعطاف‌پذیر، ساده و در بافتهای تمایز یافته قابل اجرا است. پیشبر 2A11 از پیشبرهای ویژه بافت میوه گیاه گوجهفرنگی است که باعث بیان بالای ژن 2A11 در میوه میشود. هدف از این تحقیق همسانهسازی پیشبر 2A11 و بررسی بیان آن است. پس از استخراج DNA ژنومی از گیاه گوجهفرنگی، پیشبر 2A11 با استفاده از پرایمر اختصاصی تکثیر و در ناقل PTZ57R/T همسانهسازی شد. قطعه موردنظر با دو آنزیم برشی BamHI و HindIII جدا و جایگزین پیشبر دایمی CaMV35S در ناقل دوگانه pBI121 گردید. پلاسمیدهای نوترکیب به‌روش شوک حرارتی به Agrobacterium tumefaciens سویه LBA4404 منتقل شدند. با استفاده از روش اگرواینفیلتریشن بیان ژن GUS در بافت میوه گیاهان گوجهفرنگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که در مقایسه با پیشبر CaMV35S، 2A11 نیز با کارایی بالایی باعث بیان‌ژن GUS در میوه گوجهفرنگی میشود. بنابراین، از این پیشبر می‌توان برای بیان پروتئین‌های نوترکیب در میوه گوجهفرنگی استفاده کرد.
ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک
سمیه خسروجردی؛ مریم هاشمی؛ مریم موسیوند
دوره 4، شماره 6 ، شهریور 1393، ، صفحه 95-105
چکیده
سلولازها با فعالیت همزمان سه آنزیم اندو-بتا-1و4-گلوکاناز، سلوبیوهیدرولاز و بتا-گلکوزیداز میتوانند سلولز را به واحدهای گلوکز تجزیه کنند. در حال حاضر، سلولازها اغلب در صنایع خوراک دام، نساجی، تصفیه پساب، آبجوسازی و تولید سوختهای زیستی استفاده می‌شوند و تقاضا برای خرید این آنزیمها با ویژگیهای کاتالیتیکی خاص رشد فزایندهای دارد. ...
بیشتر
سلولازها با فعالیت همزمان سه آنزیم اندو-بتا-1و4-گلوکاناز، سلوبیوهیدرولاز و بتا-گلکوزیداز میتوانند سلولز را به واحدهای گلوکز تجزیه کنند. در حال حاضر، سلولازها اغلب در صنایع خوراک دام، نساجی، تصفیه پساب، آبجوسازی و تولید سوختهای زیستی استفاده می‌شوند و تقاضا برای خرید این آنزیمها با ویژگیهای کاتالیتیکی خاص رشد فزایندهای دارد. در این مطالعه سویه Bacillus subtilis A14h با قابلیت تولید آنزیم سلولاز با استفاده از روشهای بیوشیمیایی و مولکولی (ژن 16SrDNA) شناسایی شد. شرایط بهینه عملکرد آنزیم تولید شده توسط سویه مورد نظر در حضور دو نوع سوبسترا (کربوکسی متیل سلولز و بتا گلوکان) ودر محدوده دمایی C°70-30 و در pH 6/4 ارزیابی شد. همچنین ژن اندو-بتا-1و4-گلوکاناز نیز با استفاده از پرایمرهای اختصاصی تکثیر، توالی یابی ونتیجه در پایگاه اطلاعاتی NCBI ثبت شد. آنالیز توالی‌های به دست آمده و رسم درخت فیلوژنی با استفاده از نرمافزار Vector NTI و Mega.4 انجام شد. نتایج نشان داد که جدایه مورد بررسی متعلق به گونه B. subtilis است. همچنین نتایج آنالیز فیلوژنتیکی و مقایسه توالی آمینو اسیدی ژن اندو-بتا-1و4-گلوکاناز سویه مورد بررسی نشان داد که ناحیه کاتالیتیکی آنزیم مذکور متعلق به خانواده 5 گلیکوزیل هیدرولازها بوده و ناحیه غیرکاتالیتیکی آن در خانواده 3CBM قرار گرفته و بیشترین شباهت را به آنزیم سلولاز سویه‌های B. subtilis دارند. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین میزان فعالیت آنزیمی در حضور سوبسترای بتاگلوکان و دمای 55 درجه سانتی‌گراد معادل U/ml 1464 تخمین زده شد.
اصلاح نباتات مولکولی
معصومه حبیبی؛ اسدالله آبیار فینی؛ ندا میرآخورلی؛ محسن مردی
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 85-92
چکیده
گندم نان (Triticum aestivum L.) یکی از مهمترین گیاهان زراعی در جهان میباشد که در معرض پاتوژن‌های زیادی قرار می‌‌گیرد. مطالعات قبلی در ارتباط با الگوی بیان ژنها نشان داده است که علاوه بر ژنهای اصلی ایجادکننده مقاومت به بیماریها در گندم، ژنهای دفاعی دیگری ازجمله ژن کدکننده آنزیمهای S-Like RNase نیز تظاهر مییابد. در این تحقیق به‌منظور ...
بیشتر
گندم نان (Triticum aestivum L.) یکی از مهمترین گیاهان زراعی در جهان میباشد که در معرض پاتوژن‌های زیادی قرار می‌‌گیرد. مطالعات قبلی در ارتباط با الگوی بیان ژنها نشان داده است که علاوه بر ژنهای اصلی ایجادکننده مقاومت به بیماریها در گندم، ژنهای دفاعی دیگری ازجمله ژن کدکننده آنزیمهای S-Like RNase نیز تظاهر مییابد. در این تحقیق به‌منظور بررسی الگوی بیان‌ژن S-Like RNase، در مقابله با انواع بیماریهای قارچی گندم، مطالعات بیوانفورماتیکی و آزمایشگاهی انجام شد. در مطالعات بیوانفورماتیکی چندین کتابخانه ریزآرایه با تیمار بیماریهای قارچی فوزاریوم، بادزدگی و زنگ نواری گندم بررسی شدند و در مطالعات آزمایشگاهی سطح بیان ژن S-Like RNase در 8 زمان (صفر تا 6 روز) بعد از آلودگی با بیماری سپتوریوز برگی یکی از مخربترین بیماریهای گندم در رقم مقاوم Wangshuibai و حساس فلات با استفاده از روش RT-PCR نیمه‌کمی اندازه‌گیری شد. نتایج این تحقیق نشان داد که بیان این ژن در اثر آلودگی با بیماریهای قارچی در ارقام مقاوم بسته به نوع بیماری و رقم حداکثر در 24 ساعت اولیه بعد از آلودگی افزایش مییابد. با توجه به این نتایج می توان گفت این ژن در ایجاد مقاومت علیه بیماریهای قارچی نقش به‌سزایی دارد و در کنار ژنهای اصلی ایجادکننده مقاومت باعث تشدید، حفظ و بهبود مقاومت خواهد شد. همچنین نتایج بلاست نوکلئوتیدی توالی این ژن در بانک‌ژن، هویت ژن مربوطه را مورد تأیید قرار داد.
سیتو‍ژنتیک
مهران غلامی؛ معصومه جمال امیدی؛ کوروش فلک رو
دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 87-97
چکیده
چای (Camellia sinensis (L.) O.Kuntze) یکی از گیاهان نوشابه‌ای کافئین‌دار است که معرفی ارقام آن، نیازمند شناخت ژنتیک گیاه است. برای مطالعه کاریوتیپی چای، مریستم نوک ریشه 9 ژنوتیپ انتخاب شدند. نتایج نشان داد که استفاده از آلفابرمونفتالین (8 ساعت) برای پیش‌تیمار، محلول فارمر (24 ساعت) برای تثبیت و رنگ‌آمیزی کروموزوم‌ها با هماتاکسیلین، نمونههای ...
بیشتر
چای (Camellia sinensis (L.) O.Kuntze) یکی از گیاهان نوشابه‌ای کافئین‌دار است که معرفی ارقام آن، نیازمند شناخت ژنتیک گیاه است. برای مطالعه کاریوتیپی چای، مریستم نوک ریشه 9 ژنوتیپ انتخاب شدند. نتایج نشان داد که استفاده از آلفابرمونفتالین (8 ساعت) برای پیش‌تیمار، محلول فارمر (24 ساعت) برای تثبیت و رنگ‌آمیزی کروموزوم‌ها با هماتاکسیلین، نمونههای میکروسکوپی مناسبی برای مطالعه خصوصیات مورفولوژیک کروموزومهای میتوزی چای ارایه می‌نماید. شمارش تعداد کروموزوم‌ها نشان داد که همه چای‌ها، دیپلویید و دارای 30=n2 کروموزوم از انواع متاسنتریک و ساب‌متاسنتریک با فراوانی‌های متفاوت بودند و کروموزوم ماهواره‌دار مشاهده نشد. دامنه تغییرات طول کل کروموزوم‌ها از 10/1 میکرون تا 42/4 میکرون متغیر بود. تجزیه واریانس داده‌های مربوط به 8 ویژگی مورفولوژیک کروموزوم‌ها مشخص نمود که بین ژنوتیپ‌ها، کروموزوم‌ها و اثرات متقابل ژنوتیپ×کروموزوم اختلاف معنیداری (1%) وجود داشت. از نظر آماره‌های DRL و L/S نیز، کلون شوروی برگ‌ریز (101) و کلون 35 دارجلینگ به‌ترتیب بیشترین و کمترین تقارن کاریوتیپی را داشتند. در تجزیه به مؤلفه‌های اصلی، نقش شاخص سانترومری، طول بازوی کوتاه و نسبت بازوی کوتاه به بازوی بلند و طول کل کروموزوم در تشکیل مؤلفه اول بیش از سایر خصوصیات بود و این مؤلفه به‌تنهایی بیش از 78% تغییرات و به‌همراه مؤلفه دوم، بیش از 97% تغییرات را توجیه نمودند. تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ‌ها به‌روش UPGMA، مشابه با نتیجه بای پلات مؤلفه‌های اصلی، توانست چای‌های مورد بررسی را در چهار گروه قرار دهد، به‌نحوی که کلون امیدبخش 100 به‌تنهایی در یک گروه قرار گرفت.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
بهنام بخشی؛ محمدرضا بی همتا؛ سید قاسم حسینی سالکده؛ مسعود توحیدفر
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 93-102
چکیده
تنش خشکی یکی از مهمترین تنشهای غیرزنده است که کشاورزی برنج در ایران را تهدید میکند. یکی از روشهای مفید برای ایجاد تحمل به تنش خشکی در گیاهان، تنظیم بیان‌ژن پس از نسخهبرداری توسط miRNAها است. miRNAها، RNAهای تنظیمکننده کوچک 24-19 نوکلئوتیدی هستند که در تنظیم پاسخ گیاه به تنشهای زنده و غیرزنده نقش دارند. در این تحقیق، پنج miRNA ...
بیشتر
تنش خشکی یکی از مهمترین تنشهای غیرزنده است که کشاورزی برنج در ایران را تهدید میکند. یکی از روشهای مفید برای ایجاد تحمل به تنش خشکی در گیاهان، تنظیم بیان‌ژن پس از نسخهبرداری توسط miRNAها است. miRNAها، RNAهای تنظیمکننده کوچک 24-19 نوکلئوتیدی هستند که در تنظیم پاسخ گیاه به تنشهای زنده و غیرزنده نقش دارند. در این تحقیق، پنج miRNA برای بررسی ناحیه بالادست آنها و ارزیابی تغییر بیان در شرایط تنش خشکی در ریشه برنج انتخاب شدند. از این پنج miRNA، miR1425 و miR1880 اختصاصی برنج و miR162، miR169 و miR172 در بسیاری از گیاهان، حفاظت شده هستند. همچنین، ارزیابی ژنهای miRNA مورد بررسی نشان داد که بعضی از آنها مثل miR172، دارای عناصر تنظیمکننده مهمی مثل DRE و ABRE در بالادست خود هستند. بررسی تغییر بیان miRNAهای مورد ارزیابی در این تحقیق با استفاده از Realtime-PCR کمی انجام شد. نتایج بررسی تغییر بیان نشان داد که در شرایط تنش خشکی در ریشه miR169 افزایش بیان و miR172 کاهش بیان داشته است؛ اما سایر miRNAهای مورد ارزیابی تغییر معنیداری نداشتهاند. NF-YA و AP2 به‌عنوان مهمترین ژنهای هدف miR169 و miR172 میتوانند نقش مهمی را در پاسخ به تنش خشکی ایفا کنند.
کشت بافت و ریزازدیادی
حامد ابراهیم زاده؛ محمود لطفی؛ شیوا عزیزی نیا؛ فرنگیس قنواتی
دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 99-108
چکیده
در پژوهش حاضر تولید گیاهان هاپلوئید در کدو از طریق القای رویان‌های بکرزا مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور گلهای ماده توسط بساکهای پرتوتابی‌شده با دزهای مختلف (25، 50، 75، 100 و 200 گری) اشعه گاما گردهافشانی شدند. جنینهای القاء‌شده سه تا پنج هفته پس از گردهافشانی نجات داده شده و در محیط اختصاصیE20 کشت شدند. طبق نتایج ...
بیشتر
در پژوهش حاضر تولید گیاهان هاپلوئید در کدو از طریق القای رویان‌های بکرزا مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور گلهای ماده توسط بساکهای پرتوتابی‌شده با دزهای مختلف (25، 50، 75، 100 و 200 گری) اشعه گاما گردهافشانی شدند. جنینهای القاء‌شده سه تا پنج هفته پس از گردهافشانی نجات داده شده و در محیط اختصاصیE20 کشت شدند. طبق نتایج تحقیق بیشترین تعداد جنین از دزهای 50 و 75 گری اشعه گاما به‌دست آمد که 82% از کل جنینهای حاصله را در بر میگرفت و این درحالی بود که هیچ جنینی در دز 200 گری به‌دست نیامد. باززایی و تولید گیاهان هاپلوئید به‌شدت تحت تأثیر شدت دز اشعه گاما، تیپ و مرحله جنینی بود. بیشترین باززایی و تولید گیاه هاپلوئید مربوط به دز 50 گری بود که با 27 گیاه باززا شده و تولید 11 گیاه هاپلوئید اختلاف معنیداری را با سایر دزها درسطح 5% از خود نشان داد. جنینهای بیشکل فقط گیاه دیپلوئید تولید کردند؛ درحالی‌که به‌ترتیب 17/29، 33/33، 14/57، 67/66، 100 و 100 درصد از گیاهان به‌دست‌آمده از جنینهای لپهای، قلبی، اژدری، نوکپیکانی، نوک‌اژدری و کروی هاپلوئید بودند. به‌طور کلی در طول مطالعه از 7744 بذر استخراجی، 127 جنین و 44 گیاه کامل به‌دست آمد؛ که از این میان هاپلوئیدی 17 گیاه توسط فلوسایتومتری و شمارش کلروپلاستهای سلول‌های نگهبان روزنه و همچنین بررسی خصوصیات موفولوژیکی تأیید شد.
اصلاح نباتات مولکولی
احمد اسماعیلی؛ بهناز طالبی؛ رضا دریکوند؛ محمدعلی ابراهیمی؛ طهماسب حسین‌پور
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 103-111
چکیده
در این آزمایش تنوع ژنتیکی 20 ژنوتیپ جو دیم با استفاده از 14 جفت نشانگر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از استخراج DNA ژنومی و انجام واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز، آغازگرها در مجموع 266 باند چندشکل تولید نمودند که متوسط تعداد باند چندشکل به ازای هر آغازگر 19 بود. میانگین PICبرای کل آغازگرها 6/0 به‌دست آمد و بیشترین میزان اطلاعات چندشکلی ...
بیشتر
در این آزمایش تنوع ژنتیکی 20 ژنوتیپ جو دیم با استفاده از 14 جفت نشانگر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از استخراج DNA ژنومی و انجام واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز، آغازگرها در مجموع 266 باند چندشکل تولید نمودند که متوسط تعداد باند چندشکل به ازای هر آغازگر 19 بود. میانگین PICبرای کل آغازگرها 6/0 به‌دست آمد و بیشترین میزان اطلاعات چندشکلی (PIC) مربوط به آغازگرهای Hvm60 و Hvm20 به‌ترتیب با مقادیر 88/0 و 73/0 و کمترین مقدار آن مربوط به آغازگر Bmac0032 با مقدار 32/0 بود. با محاسبه ضریب تشابه جاکارد، ارزش‌های تشابه بین ژنوتیپ‌ها دامنه‌ای از 3/0 تا 96/0 را داشتند. بیشترین تشابه ژنتیکی مربوط به ژنوتیپ‌های شماره 6 (رقم زراعی ایذه) و شماره 5 (لاین امید بخش) با 96/0 بود و کمترین تشابه مربوط به ژنوتیپ‌های شماره 13 (پوشینه‌دار و دو ردیفه) و شماره 10 (پوشینه‌دار و شش ردیفه) با 3/0 بود. در این پژوهش دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه‌ای به روش UPGMA و با استفاده از نرمافزار NTSYS رسم شد. با ترسیم خط برش در فاصله 75/0، ژنوتیپ‌های مورد مطالعه در 5 گروه اصلی قرار گرفتند. نتایج گروه‌بندی حاصل از تجزیه مختصات اصلی نسبتاً با گروه‌بندی تجزیه خوشه‌ای مطابقت داشت. تفکیک بر اساس داده‌های مولکولیSSR تا حدودی توانست ژنوتیپ‌های دو و شش ردیفه و همچنین ژنوتیپ‌های پوشینه‌دار و بدون‌پوشینه را از هم تفکیک نماید. همچنین وجود چند والد مشابه در شجره برخی ژنوتیپ‌ها (مثل 3 و 12 و یا 14 و 18) نیز در این گروه‌بندی تأثیر قابل توجهی داشت. در مجموع این نتایج مطالعه بر روی جو دیم با آغازگرهای SSR، نشان داد که این آغازگرها در گیاه جو کارایی بالایی دارند و نشانگرهای مورد استفاده توانستند تمامی ژنوتیپ‌ها را به‌خوبی از هم جدا کنند.
رضا مرادی؛ سمیرا شهبازی؛ حسین اهری مصطفوی؛ محمدعلی ابراهیمی؛ حامد عسکری؛ سید مهیار میرمجلسی
دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 109-117
چکیده
در این تحقیق اثر بازدارندگی دزهای مختلف اشعه گاما بر جوانه‌زنی اسپور قارچ Trichoderma harzianum و تأثیر آن در خصوصیات مورفولوژیکی و آنتاگونیستی موتانت‌های حاصل در کنترل قارچ بیمارگر Rhizoctonia solani بررسی شد. برای این منظور سوسپانسیون اسپور تریکودرما در معرض دزهای 0، 50، 150، 200، 250، 300، 350، 400 و 450 گری اشعه گاما قرار گرفت. برای بررسی تأثیر اشعه گاما ...
بیشتر
در این تحقیق اثر بازدارندگی دزهای مختلف اشعه گاما بر جوانه‌زنی اسپور قارچ Trichoderma harzianum و تأثیر آن در خصوصیات مورفولوژیکی و آنتاگونیستی موتانت‌های حاصل در کنترل قارچ بیمارگر Rhizoctonia solani بررسی شد. برای این منظور سوسپانسیون اسپور تریکودرما در معرض دزهای 0، 50، 150، 200، 250، 300، 350، 400 و 450 گری اشعه گاما قرار گرفت. برای بررسی تأثیر اشعه گاما بر رشد ریسه، قارچ تریکودرما با دزهای 0، 400، 800، 1200، 1600، 2000 و 2500 گری پرتوتابی شد. نتایج حاصل نشان داد که پرتوتابی در محدوده دز450 گری به‌طور کامل مانع جوانه‌زنی اسپور قارچ میشود و دز 250 گری به‌عنوان دامنه دز اپتیمم برای القای جهش در تریکودرما انتخاب شد. همچنین پرتو گاما باعث تنوع در خصوصیات مورفولوژیکی قارچ تریکودرما از جمله شکل، رنگ، اسپوردهی و سرعت رشد ریسه شد. نتایج آزمون آنتاگونیستی نشان داد پتانسیل کنترلکنندگی جدایههای جهشیافته در مقایسه با جدایه مادری (شاهد) در برابر قارچ پاتوژن R.solani به‌طور معنیداری افزایش یافته است. براساس نتایج این بررسی، با استفاده از روش القای موتاسیون با پرتوتابی گاما توانایی کنترل بیولوژیکی در قارچ تریکودرما بهصورت کاملاً معنیداری افزایش پیدا میکند.
اصلاح نباتات مولکولی
احسان محسنی فرد؛ محمد فارسی؛ سید قاسم حسینی سالکده؛ امین میرشمسی کاخکی؛ مریم شهبازی
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 105-115
چکیده
MicroRNA (miRNA)ها در بسیاری از فرایندهای مرتبط با تکثیر، رشد و نمو و پاسخ گیاه به تنش¬های زنده و غیرزنده نقش دارند. فاکتورهای رونویسی SPL که توسط miRNAها کنترل می¬شوند، اختصاصی گیاهان بوده و در بسیاری از فرایندهای مرتبط با نمو بافت، پاسخ به تنش¬های زنده و غیرزنده و تحریک و فعال¬سازی سایر فاکتورهای رونویسی و پروتئین¬های غشایی نقش دارند. ...
بیشتر
MicroRNA (miRNA)ها در بسیاری از فرایندهای مرتبط با تکثیر، رشد و نمو و پاسخ گیاه به تنش¬های زنده و غیرزنده نقش دارند. فاکتورهای رونویسی SPL که توسط miRNAها کنترل می¬شوند، اختصاصی گیاهان بوده و در بسیاری از فرایندهای مرتبط با نمو بافت، پاسخ به تنش¬های زنده و غیرزنده و تحریک و فعال¬سازی سایر فاکتورهای رونویسی و پروتئین¬های غشایی نقش دارند. در این تحقیق miRNAهای کنترل¬کننده تنظیم بیان فاکتورهای رونویسی SPL در برنج مشخص شدند. سپس تغییر بیان این miRNAها با استفاده از روش qRT-PCR و آغازگرهای Stem-Loop مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد که در اندام هوایی در شرایط خشکی نسبت به نرمال، بیان miR529 کاهش و بیان miR535 افزایش یافته است؛ اما تغیر بیان معنی¬داری برای miR156 مشاهده نشد. در ریشه نیز miR535 افزایش بیان نشان داد؛ اما، miR529 و miR156 تغییر بیان معنی¬داری را در ریشه نشان ندادند. با وجود اینکه هر سه این miRNAها در کنترل ژن¬های یکسانی نقش دارند، واکنش متفاوت آنها در مواجهه با تنش خشکی نشان دهنده گستردگی شبکه¬های تنظیمی گیاه در برابر تغییر شرایط محیطی است. با توجه به نتایج می¬توان این گونه بیان کرد که miR156 و miR529 نسبت به miR535 نقش مهم¬تری را در تنظیم فرایندهای نموی و گلدهی با کنترل فاکتورهای رونویسی SPL دارند؛ در صورتی که miR535 و miR529 و به نسبت کمتر miR156 مسئول تنظیم بیان فاکتورهای رونویسیSPL در برابر تنش می¬باشند.
بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی
فاطمه حسینی؛ رضا پوررحیم؛ مژده ملکی؛ شیرین فرزادفر
دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 119-131
چکیده
و ویروس A سیبزمینی (PVA) از جمله ویروسهای مهم خسارت‌زا در سیبزمینی میباشد. در بهار وتابستان 1389، تعددا 280 و463 نمونه برگی به‌ترتیب علائمدار و تصادفی و نیز تعداد 1336 غده از مزارع سیبزمینی استانهای خراسان رضوی و مرکزی جمعآوری وکل نمونهها با استفاده از آزمون الایزا از نظر آلودگی به ویروس PVA مورد بررسی قرار گرفتند. ...
بیشتر
و ویروس A سیبزمینی (PVA) از جمله ویروسهای مهم خسارت‌زا در سیبزمینی میباشد. در بهار وتابستان 1389، تعددا 280 و463 نمونه برگی به‌ترتیب علائمدار و تصادفی و نیز تعداد 1336 غده از مزارع سیبزمینی استانهای خراسان رضوی و مرکزی جمعآوری وکل نمونهها با استفاده از آزمون الایزا از نظر آلودگی به ویروس PVA مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل بیانگر گسترش آلودگی به این ویروس در 39 و 10 درصد نمونههای علائمدار، 24 و 5 درصد نمونههای تصادفی و 17 و 13 درصد غده‌های جمعآوری‌شده به‌ترتیب از دو استان مرکزی و خراسان رضوی بود. همچنین دامنه میزبانی جدایههای PVA به‌دست آمده در شرایط گلخانه روی 10 جنس و گونه گیاه محک مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش RT-PCR ناحیه ژن پروتئین پوششی (CP) چهار جدایه PVA، تکثیر و توالی آن تعیین شد (رس‌شمار). توالی نوکلئوتیدی ژن CP چهار جدایه ایرانی PVA با توالی مربوطه در 37 جدایه خارجی این ویروس مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفته و درخت تبارزایی رسم گردید. در این درخت، 41 جدایه مورد بررسی بر اساس ژن CP به دو گروه اصلی I (شامل دو زیرگروه IA و IB) و II تقسیم شدند. سه جدایه ایرانی Ar2، Kh4 و F2 از استان مرکزی در زیرگروه IA دارای بیشترین شباهت با جدایههایی از آلمان و هلند (به‌ترتیب Y11427 و X91968) و جدایه Gh4 در زیر گروه IB دارای بیشترین شباهت با جدایهای از چین (DQ309063) بود. این اولین مطالعه در زمینه روابط تبارزایی جدایههای ایرانی PVA و نیز اولین گزارش از وقوع آلودگی به این ویروس در مزارع سیبزمینی استان مرکزی میباشد. نتایج حاصله نشان‌دهنده حضور واریانتها و جدایههای متنوع این ویروس در کشور بوده و این اطلاعات در تهیه و اصلاح ارقام مقاوم سیبزمینی در برابر این ویروس حائز اهمیت است.
اصلاح نباتات مولکولی
حسین جعفری؛ محمد نقی انصاری؛ محمد علی ابراهمی؛ مهدی طاهری؛ ابراهیم دستکار
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 117-127
چکیده
آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز دو آنزیم فعّال در شرایط تنش شوری هستند که اندازه گیری سطوح فعالیت آنها در ارقام حساس و متحمّل می‌تواند برای مکان‌یابی QTLهای دخیل در تحمّل به شوری مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق ابتدا والدین چهار توده نقشهیابی جو برای مطالعه وجود تنوّع لازم در سطوح فعّالیتهای آنزیمهای کاتالاز ...
بیشتر
آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز دو آنزیم فعّال در شرایط تنش شوری هستند که اندازه گیری سطوح فعالیت آنها در ارقام حساس و متحمّل می‌تواند برای مکان‌یابی QTLهای دخیل در تحمّل به شوری مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق ابتدا والدین چهار توده نقشهیابی جو برای مطالعه وجود تنوّع لازم در سطوح فعّالیتهای آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز مورد آزمایش قرار گرفتند. تنوّع قابل ملاحظهای از نظر فعّالیت دو آنزیم مذکور بین والدین جمعیّت OWB مشاهده شد. برای مکان‌یابی QTLهای دخیل در تحمّل به شوری، تعداد 94 لاین دابل هاپلوئید این جمعیّت مورد آزمایش قرار گرفت. در این مطالعه مقدار کمّی این دو آنزیم به عنوان صفت کمّی در دو سطح شوری ]صفر (شاهد) و 200 میلیمول [NaCl در افراد این جمعیّت اندازه گیری شد و متعاقباً آنالیزهای مربوط به مکان‌یابی QTLها به‌وسیله نرمافزار MAPQTL 5 انجام گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که فعّالیت آنزیم کاتالاز در شرایط تنش شوری با دو QTL بزرگ اثر بر روی کروموزومهای (3H) 3 و (4H) 4 و دو QTL کوچک‌اثر بر روی کروموزومهای (1H)5 و (5H)7 کنترل میشود. برای آنزیم پراکسیداز QTL مکان‌یابی نشد. نتایج این تحقیق نشان داد که سطح فعّالیت آنزیم کاتالاز تحت تنش شوری می‌تواند به عنوان یک شاخص کمّی برای مکان‌یابی ژنهای دخیل در فرایند تحمّل به شوری مورد استفاده قرار گیرد.
ژنومیکس
محمد علی ابراهیمی؛ مهرشاد زین العابدینی
دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 133-148
چکیده
امروزه با توجه به درک اهمیت اقتصادی، اکولوژیک، فرهنگی و اجتماعی تنوع زیستی، گام‌هایی در راستای شناسایی، تعیین کمیت، شناخت نحوه توزیع و روابط ژنتیکی برداشته شده است. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل تنوع ژنتیکی از جنبه‌های مختلف از جمله بررسی پراکنش تنوع آللی، ساختار ژنتیکی و روابط خویشاوندی بین و درون جوامع، گونه‌ها و افراد مختلف، ...
بیشتر
امروزه با توجه به درک اهمیت اقتصادی، اکولوژیک، فرهنگی و اجتماعی تنوع زیستی، گام‌هایی در راستای شناسایی، تعیین کمیت، شناخت نحوه توزیع و روابط ژنتیکی برداشته شده است. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل تنوع ژنتیکی از جنبه‌های مختلف از جمله بررسی پراکنش تنوع آللی، ساختار ژنتیکی و روابط خویشاوندی بین و درون جوامع، گونه‌ها و افراد مختلف، از جمله دغدغه‌های علوم زیستی به‌شمار می‌آید. در این ارتباط و با توجه به اهمیت شناسایی، حفظ و نگهداری ذخایر توارثی، اطمینان از موجودیت دائمی آنها و به‌کارگیری این منابع به عنوان ابزاری مناسب جهت تسهیل فرآیندهای اصلاحی و استراتژی‌های مدیریتی، کارایی برخی از روشهای مختلف ژنتیکی و ژنومیک مانند نشانگرهای ریزماهواره مبتنی بر ژنوم و ترانسکریپتوم، در بررسی برخی از گیاهان زراعی و باغی مانند زعفران و نیز گونه‌هایی از جنس Prunus و Punica مورد ارزیابی قرار گرفت. از بین نشانگرهای به‌کار رفته در مطالعات فوق، نشانگرهای ریزماهواره مبتنی بر ژنوم، اطلاعات پیرامون فرآیندهای مرتبط با بخش‌بندی رویشگاه‌ها و جمعیت‌های کوچک، توزیع تنوع آللی، ارایه الگوهای مدیریت ژرم‌پلاسم و روابط ژنتیکی در زمینه ژنتیک حفاظتی را بهبود بخشیده است. علاوه بر این، روش ترانسکریپتئومیک و ژنومیک، امکان مطالعه تنوع فعالیت ژنها، ناشی از عملکرد حاصل از بخش‌بندی رویشگاه، تنوع میزان مقاومت در برابر تنشهای زیستی و غیرزیستی و تغییرات محیطی، و شناسایی نشانگرهای مناسب برای انجام برخی از مطالعات مانند گزینش به‌کمک نشانگر را میسر میکند. در این مقاله ما تشریح کردهایم که چگونه تلفیق تنوع ژنومیک و ترانسکریپتوم به همراه ابزار جدید بیوانفورماتیک در برخی گونه‌های مهم زراعی و باغی میتوانند شناسایی تأثیرات نسبی تهدیدهای ژنتیکی و محیطی را بهبود بخشیده و چشم اندازهای جدیدی را در مطالعات حفاظت از ذخایر توارثی بگشایند.
اصلاح نباتات مولکولی
سعید باقری کیا؛ قاسم کریم زاده؛ محمد رضا نقوی
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 129-138
چکیده
بازوی کروموزومی 1RS چاودار (Secale cereale L.) منبع با ارزشی برای بهبود ویژگیهای گندم (Triticum aestivum L.) است که با بازوی کوتاه کروموزوم گروه 1 گندم جابجا شده است (1AL.1RS, 1BL.1RS, 1DL.1RS). این بازو ژنهای مقاومت به زنگ؛ Lr26 برای زنگ قهوه‌ای (Puccinia triticina)، Sr31 برای زنگ سیاه (P. graminis) و Yr9 برای زنگ زرد (P. striiformis) را حمل میکند. این ژنها در فاصله 6/6 سانتی مورگانی از Sec-1 ...
بیشتر
بازوی کروموزومی 1RS چاودار (Secale cereale L.) منبع با ارزشی برای بهبود ویژگیهای گندم (Triticum aestivum L.) است که با بازوی کوتاه کروموزوم گروه 1 گندم جابجا شده است (1AL.1RS, 1BL.1RS, 1DL.1RS). این بازو ژنهای مقاومت به زنگ؛ Lr26 برای زنگ قهوه‌ای (Puccinia triticina)، Sr31 برای زنگ سیاه (P. graminis) و Yr9 برای زنگ زرد (P. striiformis) را حمل میکند. این ژنها در فاصله 6/6 سانتی مورگانی از Sec-1 قرار دارند. این پیوستگی نزدیک به عنوان نشانگری برای شناسایی ژنهای مقاومت به زنگ استفاده میشود. در این آزمایش حضور Sec-1، با استفاده از نشانگر اختصاصی چاودار O-SEC در گندم نان 66 رقم ایرانی و 70 اکسیشن بومی خارجی مورد بررسی قرار گرفت. ژنهای مقاومت به زنگ‌های فوق به واسطه حضور Sec-1، در 15 (23%) رقم ایرانی و 2 (3%) اکسیشن خارجی مورد تائید قرار گرفت. علاوه¬بر این از آنجایی که نشانگر اختصاصی O-SEC می‌تواند جابجایی‌های 1AL.1RS و 1BL.1RS را تشخیص دهد، وجود ژنهای فوق در کروموزوم 1B، 14 (21%) رقم گندم ایرانی و 2 (3%) اکسیشن خارجی شناسایی شد. همچنین از میان همه ارقام و اکسیشن‌ها وجود ژن های مقاومت در کروموزوم 1A رقم شعله تایید شد. به طور کلی حضور ژنهای مقاومت به زنگ در گندم‌های ایرانی بیشتر از اکسیشن‌های خارجی گندم مشاهده شد زیرا بسیاری از گندم‌های ایرانی تجاری هستند و در شجره آنها ارقام حامل ژنهای مقاومت به زنگ‌ها وجود دارند. از نتایج این تحقیق می‌توان در تولید ارقام جدید گندم در برنامه‌های اصلاحی استفاده نمود.
اصلاح نباتات مولکولی
ناهید رعناییان؛ علیرضا عباسی؛ حسن زینالی خانقاه
دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 149-156
چکیده
قرارگرفتن گیاهان در معرض تنشهای زنده و غیر زنده منجر به القای تنش اکسیداتیو در آنها می شود. مقادیر آنتی‌اکسیدان‌های متفاوت در گیاهان افزایش‌یافته که این امر منجر به افزایش ظرفیت پاک‌سازی گونه‌های فعال اکسیژن میشود. ویتامین E شامل یک دسته از آنتی‌اکسیدان‌های محلول در چربی است که سنتز این گروه از ویتامین‌ها ...
بیشتر
قرارگرفتن گیاهان در معرض تنشهای زنده و غیر زنده منجر به القای تنش اکسیداتیو در آنها می شود. مقادیر آنتی‌اکسیدان‌های متفاوت در گیاهان افزایش‌یافته که این امر منجر به افزایش ظرفیت پاک‌سازی گونه‌های فعال اکسیژن میشود. ویتامین E شامل یک دسته از آنتی‌اکسیدان‌های محلول در چربی است که سنتز این گروه از ویتامین‌ها محدود به ارگانیسم‌های فتوسنتزی شامل گیاهان، جلبک‌ها و بعضی سیانوباکترها است. در این تحقیق ناحیه کدکننده ژن توکوفرول‌سیکلاز آرابیدوپسیس (که تبدیل 2و3-دی متیل-5-فیتیل-1و4- بنزوکوئینون را به گاما – توکوفرول کاتالیز میکند) وارد ناقل pBin گردید. سپس این سازه ژنی با استفاده از باکتری Agrobacterium tumefaciens به گیاه توتون انتقال داده شد. برای تراریختی توتون از برگ‌های گیاهچه‌های 3-2 هفته‌ای به‌عنوان ریزنمونه و روش باززایی مستقیم استفاده شد. به‌منظور تأیید تراریختی از آزمون PCR و با توجه به اینکه سازه مورد استفاده دارای ژن مقاومت به کانامایسین است، از کشت بذور گیاهان تراریخت نسل اول در محیط دارای کانامایسین استفاده شد. سپس گیاهچه‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک حاصل به گلدان منتقل و با استفاده از آزمون PCR تراریختی گیاهان مجدداً تأیید گردید. به‌منظور بررسی اثر ژن روی پارامتر فیزیولوژیک محتوای آب نسبی، گیاهان تراریخته و شاهد در معرض تنش خشکی قرار گرفته و محتوای آب نسبی آنها اندازه‌گیری شد. که نتایج نشان داد محتوای آب نسبی گیاهان تراریخت نسبت به گیاهان شاهد کمتر کاهش یافته است.
اصلاح نباتات مولکولی
احمدرضا معصومی؛ حسین عسکری؛ عباس سعیدی؛ مسعود سلطانی نجف آبادی
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 139-146
چکیده
چکیدهشوری خاک و آب به عنوان یکی از عوامل محدود کننده¬ی کشت برنج در دنیا محسوب می¬شوند. این گیاه نسبت به شوری بسیار حساس است، اما حساسیت آن در مرحله¬ی گیاهچه¬ای و خوشه¬دهی بیشتر می¬باشد. مطالعه¬ی الگوی بیان ژنها به همراه آگاهی از پروتئین¬های کد شونده توسط آن¬ها، می¬تواند در ایجاد گیاهان مقاوم به تنش از جمله شوری نقش ...
بیشتر
چکیدهشوری خاک و آب به عنوان یکی از عوامل محدود کننده¬ی کشت برنج در دنیا محسوب می¬شوند. این گیاه نسبت به شوری بسیار حساس است، اما حساسیت آن در مرحله¬ی گیاهچه¬ای و خوشه¬دهی بیشتر می¬باشد. مطالعه¬ی الگوی بیان ژنها به همراه آگاهی از پروتئین¬های کد شونده توسط آن¬ها، می¬تواند در ایجاد گیاهان مقاوم به تنش از جمله شوری نقش مهمی داشته باشد. به همین منظور در این آزمایش تاثیر تنش شوری بر فرآیندهای فیزیولوژیکی و الگوی بیانی ژن کوماریل کوآنزیم¬آ-3-هیدروکسیلاز (C3H) گیاه برنج، بذور رقم (Oryza sativa cv. IR65192-4B)، در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار، با استفاده از تکنیک qRT-PCR مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت وزن خشک و طول ریشه اندازه¬گیری شد. نتایج نشان داد که تنش شوری میانگین طول ریشه¬¬ها را در تیمار 100 میلی¬مولار کاهش داده است، اما در تیمار 50 میلی¬مولار و شاهد نزدیک به هم بوده و اختلاف معنی¬داری مشاهده نشد. از طرفی وزن خشک ریشه در شرایط تنش نسبت به شاهد معنی-دار بودند. همچنین آنالیز داده¬های بیان ژن C3H، نشان داد که بیان این ژن در سنین مختلف ریشه¬ی یک گیاه متفاوت و این تفاوت با مقایسه¬ی بیان یک سن در تیمارهای مختلف، نیز قابل مشاهده است. به طوری که ضعف کارکرد مولکولی ژن های درگیر در یک انشعاب می¬تواند منجر به از بین رفتن ارزش کارکرد موثر ژن¬ها در انشعابات دیگر شود. بنابراین به منظور ایجاد گیاهان مقاوم به شوری، بایستی این نکته به عنوان عاملی تعیین¬کننده در تعیین مقاومت کلی گیاه به تنش شوری در نظر گرفته شود.
بیوانفورماتیک
مژده عرب؛ حمید نجفی زرینی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی
چکیده
پروتئین کیناز وابسته به کلسیم (CPK) به عنوان عضوی از ابرخانواده کینازهای Ser/Thr، نقشی حیاتی در پاسخ و سازگاری به تنش دارد. گیاه هالوفیت، Aeluropus littoralis، به عنوان یک مدل ارزشمند برای بهبود منابع ژنتیکی گیاهان زراعی و تحقیقات ژنومیکس تنش مورد توجه میباشد. به منظور شناسایی خانواده ژنی CPK در گیاه آلوروپوس لیتورالیس (AlCPK)، از داده‌های ژنومی ...
بیشتر
پروتئین کیناز وابسته به کلسیم (CPK) به عنوان عضوی از ابرخانواده کینازهای Ser/Thr، نقشی حیاتی در پاسخ و سازگاری به تنش دارد. گیاه هالوفیت، Aeluropus littoralis، به عنوان یک مدل ارزشمند برای بهبود منابع ژنتیکی گیاهان زراعی و تحقیقات ژنومیکس تنش مورد توجه میباشد. به منظور شناسایی خانواده ژنی CPK در گیاه آلوروپوس لیتورالیس (AlCPK)، از داده‌های ژنومی برای تجزیه و تحلیل روابط فیلوژنتیک، ساختار اگزون/ اینترون، سازماندهی موتیف‌ها/ دامنه‌ها و پیش‌بینی شبکه‌های برهم‌کنش پروتئین- پروتئین استفاده شد. 14 ژن AlCPK در این گیاه شناسایی شد که از همولوژی بالایی با نه ژن آرابیدوپسیس تالیانا برخوردار بودند. بررسی اعضای خانواده ژنی AlCPK در پایگاه‌های اختصاصی دمین نشان داد که همه ژنهای مورد بررسی (به‌جز AlCPK29.2) با توجه به دارا بودن چند دمین EF-hand و Kinase به خانواده ژنی CPK تعلق دارند. پروتئین AlCPK29.2 دارای کمترین وزن مولکولی و شاخص آلیفاتیک، بیشترین شاخص ناپایداری و هیدروپاتی در بین پروتئین‌های مورد بررسی بوده است. تجزیه و تحلیل ساختار ژنی نشان داد که بیشتر AlCPKها ( 8/69 %) بیش از هفت اگزون برخوردارند. پروتئین AlCPK8 دارای دو موتیف میریستویلاسیون و دو موتیف پالمیتوئیلاسیون بود، پروتئین CPK34.1 فاقد موتیف میریستویلاسیون و پالمیتوئیلاسیون و پروتئین AlCPK5.1 دارای سه موتیف پالمیتوئیلاسیون میباشد. بیان مقایسه‌ای 34 عضو خانواده ژنی AtCPK در پنج تنش غیرزنده نشان داد که اعضای خانواده ژنی در سطوح مختلف کنترل و تنش از بیان متفاوتی برخوردار بودند که می‌تواند دلیلی بر بیان بافت- اختصاصی و البته تنش- اختصاصی اعضای این خانواده باشد. ژن ABF4 به عنوان یکی از اجزای پیام‌رسان ABA، در بررسی تعاملات پروتئین-پروتئین اعضای خانواده AlCPK شناسایی گردید. نتایج این تحقیق می‌تواند در مطالعات بیان ژنهای AlCIPK تحت تنشهای غیرزیستی مختلف به منظور شناسایی عملکردها و سازکارهای پاسخ به تنش سودمند باشد.
اصلاح نباتات مولکولی
مرجان جنت دوست؛ رضا درویش زاده؛ ستار طهماسبی انفرادی؛ مریم منزه
چکیده
شوری یک تنش اصلی غیر زیستی محدودکننده رشد و بهره‌وری گیاهان در بسیاری از مناطق جهان است که به دلیل افزایش استفاده از آب بی-کیفیت برای آبیاری و شوری خاک ایجاد میشود. سازگاری یا تحمل گیاه به تنش شوری شامل تغییر فرآیندهای فیزیولوژیکی و مسیرهای متابولیکی و فعال‌سازی شبکه‌های مولکولی یا ژنی است. در این مطالعه از الکتروفو دوبعدی برای ...
بیشتر
شوری یک تنش اصلی غیر زیستی محدودکننده رشد و بهره‌وری گیاهان در بسیاری از مناطق جهان است که به دلیل افزایش استفاده از آب بی-کیفیت برای آبیاری و شوری خاک ایجاد میشود. سازگاری یا تحمل گیاه به تنش شوری شامل تغییر فرآیندهای فیزیولوژیکی و مسیرهای متابولیکی و فعال‌سازی شبکه‌های مولکولی یا ژنی است. در این مطالعه از الکتروفو دوبعدی برای شناسایی پروتئین‌های پاسخ‌دهنده به تنش شوری در ذرت استفاده شد. دو لاین ذرت با واکنش متفاوت به تنش شوری R10 (متحمل) و S46 (حساس) انتخاب شدند. در مرحله هشت برگی، تیمار شوری 8 دسی‌زیمنس بر متر بر گیاهان به مدت 20 روز اعمال شد و سپس پروتئین‌های برگ، استخراج گردید. لکه‌هایی با بیش از 5/1 برابر افزایش یا کاهش بیان جدا گردیدند و توسط دستگاه طیف‌سنجی جرمی شناسایی و تعیین توالی شدند. طبقه‌بندی عملکردی لکه‌های پروتئینی هر لاین بعد از MS/MS نشان داد که پروتئین‌های متفاوت بیان شده دارای فعالیت‌های متابولیکی مختلفی هستند. در لاین متحمل R10 تعداد پنج لکه افزایش بیان نشان داد که شامل پروتئین‌های Pyruvate orthophosphate dikinase، ATP synthase subunit beta، Germin-like protein،Chlorophyll a-b binding protein ، Triosephosphate isomerase و 40S ribosomal protein می‌باشند. همچنین در لاین حساس S46 یک لکه افزایش بیان نشان داد که شامل پروتئین Proteasome subunit beta میباشد و دو لکه-کاهش بیان نشان دادند که شامل پروتئین‌های Chlorophyll a-b binding protein و Ribulose bisphosphate carboxylase small chain می‌باشند. پروتئین‌های شناسایی شده در این مطالعه و مسیرهای بیوشیمیایی احتمالی مرتبط، اطلاعات جدیدی را در پاسخ لاین-های ذرت (R10 و S46) به تنش شوری ارائه می‌دهند.
بیوانفورماتیک
علیرضا پی ریز؛ لیلا نژادصادقی؛ دارویش نباتی احمدی
چکیده
microRNA (میکروارنا)، دسته‌ای از مولکول‌های کوچک و غیر کد کننده بوده که بیان ژن را در حیوانات و گیاهان تنظیم میکند. زنیان (Trachyspermum ammi)، گیاه شناخته شده‌ای از نظر خواص دارویی میباشد. تاکنون گزارشی از شناسایی میکروارنا برای گیاه دارویی زنیان در پایگاه داده mirbase ثبت نشده است. از این رو در مطالعه حاضر به‌منظور پیش‌بینی میکروارنا و ژنهای ...
بیشتر
microRNA (میکروارنا)، دسته‌ای از مولکول‌های کوچک و غیر کد کننده بوده که بیان ژن را در حیوانات و گیاهان تنظیم میکند. زنیان (Trachyspermum ammi)، گیاه شناخته شده‌ای از نظر خواص دارویی میباشد. تاکنون گزارشی از شناسایی میکروارنا برای گیاه دارویی زنیان در پایگاه داده mirbase ثبت نشده است. از این رو در مطالعه حاضر به‌منظور پیش‌بینی میکروارنا و ژنهای هدف، از رویکرد محاسباتی مبتنی بر جستجوی همسانی از طریق الگوریتم Blastx در برابر پایگاه داده mirbase استفاده شد. پارامترهای درصد باز GC، حداقل انرژی آزاد تاخوردگی، شاخص حداقل انرژی آزاد تاخوردگی و ساختار ثانویه صورت گرفت و توالی‌های کاندید پیش‌ساز میکروارنا شناسایی شدند. به‌منظور بررسی بیان ژنهای منتخب با استفاده از PCR time Real یک آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلدان روی اکوتیپ اراک زنیان در سه سطح صفر، 12 و 24 ساعت پس از اعمال متیل جاسمونات صورت گرفت. در مجموع تعداد نه میکروارنای mi156، miR160، miR166، miR168، miR171، miR172، miR396، miR477 وmiR827 شناسایی شد. نتایج تخمینی نشان داد که آنها 931 ژن متعلق به چندین خانواده ژنی با عملکردهای بیولوژیکی متفاوت در زنیان را تنظیم می‌کنند. جاسمونات و مشتقات آن مولکول‌های سیگنال دهنده گیاهی هستند. از این رو، بیان miR160 و miR166 با تکنیک PCR time Real مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که pri-miR160 و pri-miR166 در پاسخ به تیمار متیل جاسمونات افزایش پیدا می‌کنند. این موضوع نشان می‌دهد که pri-miR160 و pri-miR166 با انتقال هورمون مرتبط است.
بیوانفورماتیک
عباس سعیدی؛ زهره حاجی برات
چکیده
کالمودولین به‌معنای پروتئین تنظیم‌شده کلسیم است و به پروتئین داخل سلولی کوچکی گفته‌می‌شود که خاصیت اتصال به یون کلسیم و ایجاد واسطه در بسیاری از اقدامات داخل سلولی آن را دارد. فاکتورهای فعال کننده‌های رونویسی متصل‌شونده به کالمودولین (CAMTA) به‌عنوان یکی از پروتئین‌های پاسخ‌دهنده به استرس شناخته شده‌اند. در این مطالعه ژنهای ...
بیشتر
کالمودولین به‌معنای پروتئین تنظیم‌شده کلسیم است و به پروتئین داخل سلولی کوچکی گفته‌می‌شود که خاصیت اتصال به یون کلسیم و ایجاد واسطه در بسیاری از اقدامات داخل سلولی آن را دارد. فاکتورهای فعال کننده‌های رونویسی متصل‌شونده به کالمودولین (CAMTA) به‌عنوان یکی از پروتئین‌های پاسخ‌دهنده به استرس شناخته شده‌اند. در این مطالعه ژنهای خانواده CAMTA در گیاه ذرت انتخاب شدند و توزیع کروموزومی، ساختار ژن، الگوهای دمین، درخت فیلوژنتیکی ژنهای CAMTA در ذرت برای بررسی بیشتر عملکرد آنها مورد آنالیز قرار گرفت. همچنین برای شناسایی الگوی بیان در بافتهای مختلف گیاه ذرت، آنالیز بیان ژنهای ZmCAMTA در پاسخ به تنش گرما و جوانه‌زنی مشخص شد. ژنهای ZmCAMTA1 و ZmCAMTA2 در تمام مراحل رشدی گیاه بیان نشان دادند. ساختار ژن در اکثر پروتئین‌ها مشابه بود و طبقه‌بندی فیلوژنتیکی CAMTA را تأیید میکند. پیش‌بینی سیس المنت‌ها در ناحیه پروموتری ژنها نشان داد که bZIP و AP2/ERF بالاترین سیس المنت در ناحیه پروموتری ژنهای ZmCAMTA را به خود اختصاص دادند. در بافت برگ در پاسخ به تنش گرمایی ژن ZmCAMTA1 افزایش بیان نشان داد. در صورتی‌که ژن ZmCAMTA2 در بافت ساقه در پاسخ به تنش گرمایی افزایش بیان نشان داد. ژن ZmCAMTA2 در پاسخ به جوانه‌زنی افزایش بیان نشان داد. این مطالعه می‌تواند به‌عنوان یک منبع مفید برای مطالعات بیشتر ZmCAMTA در آینده در گونه‌های مختلف گیاهی در نظر گرفته شود و اطلاعات مفیدی برای یافتن ژن کاندیدا در پاسخ به تنش فراهم کند.
بیوانفورماتیک
آناهیتا پنجی؛ احمد اسماعیلی؛ سید محسن سهرابی
چکیده
پپتیدهای ضد میکروبی جزئی از سیستم دفاعی در گیاهان هستند. آنها در تمامی بافت‌ها و در گونه‌های گیاهی مختلفی وجود دارند و دارای اثر ضد میکروبی در برابر پاتوژن‌های گیاهی و جانوری و خواص ضد سرطانی هستند. اسنیکین‌ها گروهی از این پپتیدهای ضد میکروبی غنی از سیستئین با وزن مولکولی پایین هستند که در تنشهای محیطی، مسیرهای پیام‌دهی هورمون‌ها ...
بیشتر
پپتیدهای ضد میکروبی جزئی از سیستم دفاعی در گیاهان هستند. آنها در تمامی بافت‌ها و در گونه‌های گیاهی مختلفی وجود دارند و دارای اثر ضد میکروبی در برابر پاتوژن‌های گیاهی و جانوری و خواص ضد سرطانی هستند. اسنیکین‌ها گروهی از این پپتیدهای ضد میکروبی غنی از سیستئین با وزن مولکولی پایین هستند که در تنشهای محیطی، مسیرهای پیام‌دهی هورمون‌ها و رشد و تکامل نقش دارند. در مطالعه حاضر، با استفاده از روشهای آزمایشگاهی و بیوانفورماتیکی ویژگیهای اعضای خانواده ژنی اسنیکین و تغییرات بیانی آنها در مراحل نموی بذر (3، 8، 13 و 18 روز پس از گردهافشانی) در گیاه جو مورد بررسی قرار گرفت. نتایج وجود تعداد یازده ژن اسنیکین در ژنوم گیاه جو را نشان داد. اسنیکین‌های شناسایی شده حاوی دمین عملکردی تحریک شونده با جیبرلین بودند. این اسنیکین‌ها دارای سیگنال پپتید و تجمع خارج سلولی بودند و به دلیل فراوانی بالای اسیدهای آمینه هیدروفوب، آبگریز بوده و ساختارهای ثانویه پیچیده‌ای تولید می‌کردند. در همه پروتئین‌های شناسایی شده، وجود تعداد شش پیوند دی‌سولفیدی و خاصیت ضد میکروبی به صورت محاسباتی مشخص گردید. بررسی تغییرات بیانی اعضای خانواده ژنی اسنیکین در مراحل مختلف نمو بذر نشان داد که ژنهای مذکور دارای الگوهای بیانی کاملاً متفاوتی هستند و در هر مرحله‌ی نموی میزان بیان آنها روند متفاوتی را نشان می‌دهد. با شناسایی ژنهای اسنیکین، علاوه بر استفاده از آن در تولید گیاهان تراریخت، می‌توان آن را در سیستم‌های مختلف بیانی تولید کرد و به عنوان نسل جدیدی از عوامل آنتی‌بیوتیک طبیعی در محافظت از انسان، گیاهان و جانوران به کار برد.
بیوانفورماتیک
مریم مهدیزاده حکاک؛ مسعود توحیدفر؛ محمدحسین میرجلیلی
چکیده
اسکوالن یک تری‌ترپن غیر اشباع با کاربردهای گسترده در داروسازی است. در این تحقیق تولید اسکوالن و بررسی بیوانفورماتیکی آن در چهار گونه یوکاریوت تک‌سلولی و پرسلولی و پروکاریوت به منظور تفاوت این ژن در یوکاریوت‌ها و پروکاریوت ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که جلبک به عنوان یوکاریوت پرسلولی، مخمر به عنوان ...
بیشتر
اسکوالن یک تری‌ترپن غیر اشباع با کاربردهای گسترده در داروسازی است. در این تحقیق تولید اسکوالن و بررسی بیوانفورماتیکی آن در چهار گونه یوکاریوت تک‌سلولی و پرسلولی و پروکاریوت به منظور تفاوت این ژن در یوکاریوت‌ها و پروکاریوت ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که جلبک به عنوان یوکاریوت پرسلولی، مخمر به عنوان یوکاریوت تک‌سلولی و باکتری به عنوان پروکاریوت تک‌سلولی در یک گروه و گیاه در گروه مجزا قرار گرفت. درصد GC پروتئین SQS توسط GC Content Calculator و همچنین شاخص آلیفاتیک و شاخص ناپایداری توسط protparam بررسی شد. نتایج نشان داد که ژن SQS در دامنه‌ای از ناپایداری تا پایدار قرار دارد. آنالیز وجود توالی‌های سیگنال و آنالیز رهگیری محل استقرار نهایی پروتئین نشان داد که احتمال انتقال پروتئین SQS به میتوکندری، کلروپلاست و مسیر ترشحی بسیار پایین است و جزء پروتئین‌های سیگنال نیست. همچنین در گیاه Gymnema sylvestre مشخص شد که این پروتئین دارای سه دومین حافظت شده است. مقایسه‌ی ساختار ثانویه پروتئین وجود صفحات آلفا را تایید کرد. مدل‌سازی سه بعدی این پروتئین در گیاه به روش همولوژی مدلینگ و با استفاده از پایگاه داده Swiss Model پس از انتخاب الگوی مناسب با میزان شباهت بالا که از پایگاه داده‌ی PDB استخراج شد، انجام گرفت. جهت اعتبارسنجی ساختاری مدل ترسیم شده سه‌بعدی و آنالیز استرئوشیمیایی، نمودار راماچاندران ترسیم و زوایای دی‌هیدرال محاسبه شدند. نتایج ارزیابی کیفیت ساختاری نشان داد که مدل‌های پیشنهادی دارای کیفیت و پایداری مناسبی می‌باشند. مطالعه ساختار پروتئین می‌تواند به درک عملکرد پروتئین کمک کند و بررسی جزئیات ساختار آن می‌تواند در مطالعات جایگاه فعال پروتئین و داکینگ سودمند باشد.
بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی
عباس سعیدی؛ زهرا حاجی برات؛ احمد موسی پور گرجی؛ رحیم احمدوند
چکیده
عملکرد سیبزمینی به عنوان یکی از منابع مهم در تأمین مواد اولیه غذایی و صنعتی در ایران و جهان، تحت تأثیر پاتوژن‌های مختلف میباشد. از بین این پاتوژن‌ها، PVY،PVX و نماتد جزء اصلی‌ترین عوامل کاهش عملکرد هستند. مکانیسم مولکولی زمینه‌ساز مقاومت بیماری در سیبزمینی تا حد زیادی ناشناخته باقی‌مانده است. در این مطالعه، آنالیز پروفایل‌های ...
بیشتر
عملکرد سیبزمینی به عنوان یکی از منابع مهم در تأمین مواد اولیه غذایی و صنعتی در ایران و جهان، تحت تأثیر پاتوژن‌های مختلف میباشد. از بین این پاتوژن‌ها، PVY،PVX و نماتد جزء اصلی‌ترین عوامل کاهش عملکرد هستند. مکانیسم مولکولی زمینه‌ساز مقاومت بیماری در سیبزمینی تا حد زیادی ناشناخته باقی‌مانده است. در این مطالعه، آنالیز پروفایل‌های بیان ژن از مجموعه داده‌های GEO سه آلودگی پاتوژن در سیبزمینی انجام شد و صفات مورفولوژیکی تحت چهار تنش مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور 501 ژن مشترک با بیان متفاوت(DEGs) در دو آزمایش بر روی سیب زمینی بررسی شد. تجزیه و تحلیل غنی‌سازی عملکردی نشان داد کهDEGs بیشتر در چرخه نیتروژن و متابولیکی اولیه، اتصال GTP و اتصال GTPase نقش دارند که پس از تلقیح با پاتوژن‌های مختلف به طور مداوم تنظیم می‌شوند. بر اساس آنالیز صفات مورفولوژی تحت چهار تنش، PVY و برهم‌کنش PVX/PVY اختلاف معنیداری را با سایر تنش‌ها (PVX و نماتد) بر روی این صفات بر جای گذاشت. از داده‌های ریزآرایه مربوط به سیبزمینی استخراج شده از پایگاه داده GEO برای تجزیه و تحلیل شبکه هم‌بیان ژن وزن‌دار (WGCNA) استفاده شد. بر اساس نتایج شبکه 2 گروه (ماژول) ژنی به دست آمد که پروفایل بیان آنها در پاسخ به چهار تنش فوق‌الذکر همبستگی بالایی با یک‌دیگر داشتند. نتایج این آزمایش بینش ارزشمندی را در مورد مسیرها و ژنهای تحت تاثیر ویروسهای PVY، PVX، PVX/PVY و نماتد سیبزمینی ارائه می‌دهد که ممکن است شناسایی ژنهای مقاومت به بیماریهای متعدد در سیبزمینی را تسهیل کند.
بیوانفورماتیک
ابوذر سورنی؛ سپهر مرآتیان اصفهانی؛ بدرالدین ابراهیم سید طباطبایی
چکیده
امروزه گیاهان دارویی به دلیل دارا بودن متابولیت‌های مؤثر، در درمان بسیاری از بیماریها مورد توجه و استفاده همگان قرار گرفته‌اند. یکی از این گیاهان آویشن است که حاوی گستره وسیعی از متابولیت‌های ثانویه مانند ترپن‌ها میباشد. روشهای مختلفی برای افزایش این مواد ابداع شده است. در روشهای کلاسیک از تغییر عوامل محیطی جهت افزایش ...
بیشتر
امروزه گیاهان دارویی به دلیل دارا بودن متابولیت‌های مؤثر، در درمان بسیاری از بیماریها مورد توجه و استفاده همگان قرار گرفته‌اند. یکی از این گیاهان آویشن است که حاوی گستره وسیعی از متابولیت‌های ثانویه مانند ترپن‌ها میباشد. روشهای مختلفی برای افزایش این مواد ابداع شده است. در روشهای کلاسیک از تغییر عوامل محیطی جهت افزایش تولید ماده مؤثره استفاده می‌گردد. در حالی که در روشهای نوین از دست‌ورزی‌های ژنتیکی که بازده بالاتری نیز دارند بهره گرفته میشود. از جمله این رویکرد‌ها استفاده از نقش و عملکرد miRNAs میباشد. این RNAs بیان ژن را پس از رونویسی از طریق تجزیه mRNAs یا مهار ترجمه آنها کنترل کرده و نقش‌های متنوعی را در فرآیندهای بیولوژیکی و متابولیکی در گیاهان و جانوران بازی می‌کنند. روشهای متعددی برای شناسایی miRNAs موجود میباشد که یکی از ساده‌ترین و کم‌هزینه‌ترین آنها، استفاده از ابزارها و روشهای بیوانفورماتیکی است. لذا به منظور شناسایی miRNAs متمایز در گونه‌های مختلف آویشن، مطالعه‌ای مبتنی بر جستجوی همولوژی با استفاده از اطلاعات ترانسکریپتومی گیاه آویشن انجام گرفت. ابتدا این اطلاعات پالایش و سپس همردیفی در برابر تمام miRNAs شناخته‌شده موجود در بانک اطلاعاتی miRBase انجام شد. بعد از غربالگری نتایج بر اساس شاخص‌هایی همچون طول و سطح e-value ساختار ثانویه miRNAs با ابزار UNAfold مورد بررسی قرار گرفت. شناسایی ژنهای هدف با استفاده از ابزار psRNATARGET و بررسی روابط فیلوژنتیکی به روش حداکثر احتمال و ابزار RaxML انجام شد. در مجموع ۶۴ miRNAs کاندید متمایز در گونه‌های مختلف آویشن شناسایی شدند که از این تعداد ۱۴ عدد در مسیر سنتز ترپن‌ها قرار داشتند. از مهمترین این miRNAs می‌توان به miR172 و miR396 اشاره کرد که در مطالعات پیشین نقش آنها در مسیر سنتز ترپنوئیدها به اثبات رسیده است. درخت فیلوژنتیک توانست ارتباط میان miRNAs در گونه‌های مختلف را به خوبی نشان دهد.
بیوانفورماتیک
مسعود توحیدفر؛ یوسف سعیدی هنر؛ ناصر فرخی
چکیده
گیاه پروانش (Catharanthus roseus) یکی از مهمترین گیاهان دارویی است که حاوی دو ماده‌ی ضدتوموری وین‌بلاستین و وین‌کریستین است و شناسایی ژنهای درگیر و الگوی بیانی و اثرات ضدتوموری آنها در بافتهای مختلف این گیاه حایز اهمیت است. است. در همین راستا، با استفاده از داده‌های بیانی (RNA-seque) RNA sequencing بافتهای مختلف به بررسی ژنهای با بیان افتراقی ...
بیشتر
گیاه پروانش (Catharanthus roseus) یکی از مهمترین گیاهان دارویی است که حاوی دو ماده‌ی ضدتوموری وین‌بلاستین و وین‌کریستین است و شناسایی ژنهای درگیر و الگوی بیانی و اثرات ضدتوموری آنها در بافتهای مختلف این گیاه حایز اهمیت است. است. در همین راستا، با استفاده از داده‌های بیانی (RNA-seque) RNA sequencing بافتهای مختلف به بررسی ژنهای با بیان افتراقی (Differential Expression Gene) و اثرات ضدتوموری آنها بصورت این سیلکو پرداخته شد. نتایج نشان داد که تعداد کل ژنهای با بیان افتراقی در اندام‌ها بین 120 تا 1238 متغیر بود. بیشترین تعداد DEG نسبت به ریشه مربوط به برگ و کمترین آن متعلق به گل بود. در ادامه، 13 ژن مشترک بین سه اندام مختلف و 22 ژن مشترک بین برگ در برابر گل و برگ در برابر ریشه مشاهده شد که از بین آنها، 6 ژن مشترک در هر سه بافت بودند. آنالیز مستندسازی نشان داد که این ژنها در مسیر بیوسنتزی دو ترکیب مهم وین‌بلاستین و وین‌کریستین نقش دارند. بیشترین بیان این ژنها مربوط به برگ و کمترین آن مربوط به ریشه بود. آنالیز شبکه‌ی پروتئین مشخص کرد که تعدادی از ژنها که بیشترین برهم‌کنش را با سایر ژنها نشان دادند مربوط به ژنهای مسیر بیوسنتری ترکیبات ضد توموری بودند. آنالیز داکینگ و دینامیک مولکولی نشان داد که وین‌بلاستین و وین‌کریستین ضمن اینکه برهم‌کنش خوبی به‌عنوان بازدارنده با فسفوگلیکوپروتئین (پروتئین مقاومت دارویی در سلول‌های توموری) دارند، از پایداری خوبی هم در برهم‌کنش با فسفوگلایکوپروتئین برخورار هستند. بطورکلی، ژنهای DAT، STR، TDC، G10H، D4H، T16H2، Tryptophandecar-boxylase و Strictosidine synthase که در مسیر بیوسنتزی وین‌بلاستین و وین‌کریستین بودند، نقش موثری در اندام‌های مختلف داشتند. نتایج بدست آمده بینش‌های جدیدی در مورد مکانیسم درمان با محصولات طبیعی می‌دهد که می‌توان جهت بهبود افراد مبتلا مورد استفاده قرار داد.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
نوید طاهری فر؛ هنگامه طاهری
چکیده
تنش گرمایی از طریق تغییرات بیوشیمیایی، فیزیولوژیکی، مورفولوژیکی و مولکولی اثرات مضری بر رشد و عملکرد گیاهان دارد. گیاهان مکانیسم‌های پیچیده‌ای را برای متعادل کردن رشد و تحمل به تنش ایجاد کرده‌اند که به آنها این امکان را می‌دهد که با به خاطر سپردن تنشهای ملایم و شکل‌گیری حافظه‌ی تنش گرمایی که تحت عنوان پرایمینگ دمایی نامیده ...
بیشتر
تنش گرمایی از طریق تغییرات بیوشیمیایی، فیزیولوژیکی، مورفولوژیکی و مولکولی اثرات مضری بر رشد و عملکرد گیاهان دارد. گیاهان مکانیسم‌های پیچیده‌ای را برای متعادل کردن رشد و تحمل به تنش ایجاد کرده‌اند که به آنها این امکان را می‌دهد که با به خاطر سپردن تنشهای ملایم و شکل‌گیری حافظه‌ی تنش گرمایی که تحت عنوان پرایمینگ دمایی نامیده میشود، دفاع مؤثرتری در برابر تنشهای شدیدتر داشته باشند. جهت بررسی نقش پرایمینگ دمایی در القاء پاسخ رونویسی ژنهای HSFA1b، HSFA2 و MIPS2، تغییرات در سطح رونویسی این ژنها در ساعات زمانی مختلف پس از پرایمینگ و تنش برگشتی در گیاهچه‌های کلزا با استفاده از تکنیک qRT-PCR مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیان این ژنها در طول دوره‌ی بازیابی پس از فراغت از تنش ملایم اول (فاز حافظه) پایدار نیست، حال آن‌که سطح رونویسی آنها بلافاصله پس از مواجهه با تنش شدید دوم در سطح بسیار بالاتری در گیاهان پرایم‌شده (تیمار P+T) نسبت به گیاهان پرایم‌نشده (تیمار T) القاء شد که تا 48 ساعت بعد از تنش برگشتی نیز ادامه داشت. همچنین بررسی نتایج مورفولوژیکی گیاهچه‌ها 7 و 14 روز پس از فراغت از تنش دوم نشان داد که پرایمینگ دمایی می‌تواند از طریق تقویت بیان ژنهای حافظه‌ی تنش باعث افزایش شاخص‌های رشدی و القاء تحمل گرمایی در این گیاهان شود. از آن‌جا که ژنهای HSFA1b، HSFA2 و MIPS2 سطح بیان خود را تا روزها پس از تنش برگشتی حفظ کرده‌اند، لذا می‌توان این ژنها را به عنوان جزء کلیدی حافظه‌ی رونویسی تنش گرمایی در نظر گرفت و از آن در برنامه‌های به‌نژادی و توسعه‌ی واریته‌های متحمل به گرما استفاده کرد.
