بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
مریم فرامرزی جعفربیگلو؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی؛ سید سجاد سهرابی؛ علی مقدم
چکیده
بیماری‌های گیاهی، به ویژه بیماری‌های حاصل از قارچ‌ها و اٌوومیست‌ها، از چالش‌های عمده‌‌ی کشاورزی مدرن جهانی هستند. الگوهای مولکولی مرتبط با پاتوژن (PAMP) مانند کیتین دیواره‌ی سلولی قارچ‌ها و اٌوومیست‌ها، باعث تحریک و سیگنال‌هایی در گیاه میزبان، بیان ژن‌های R و تولید گونه‌های اکسیژن فعال و طیف وسیعی از متابولیت‌ها می‌شوند. ...
بیشتر
بیماری‌های گیاهی، به ویژه بیماری‌های حاصل از قارچ‌ها و اٌوومیست‌ها، از چالش‌های عمده‌‌ی کشاورزی مدرن جهانی هستند. الگوهای مولکولی مرتبط با پاتوژن (PAMP) مانند کیتین دیواره‌ی سلولی قارچ‌ها و اٌوومیست‌ها، باعث تحریک و سیگنال‌هایی در گیاه میزبان، بیان ژن‌های R و تولید گونه‌های اکسیژن فعال و طیف وسیعی از متابولیت‌ها می‌شوند. تحریک کیتین منجر به بیان ژن‌های مرتبط با دفاع مانند کیتینازها و درنهایت تخریب کیتین دیواره‌ی سلولی پاتوژن‌ها می‌شود. به‌منظور ارزیابی سطح بیان تعدادی از ژن‌های کیتیناز و اندازه‌گیری فعالیت برخی آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان، برگ‌های یک ژنوتیپ سیب‌زمینی متحمل به بیماری به نام جلی، در شرایط آزمایشگاهی با الیگومرهای کیتین تلقیح شد. نتایج پژوهش نشان داد که 48 ساعت پس از تلقیح با کیتین، بیان کلاس‌های مختلف ژن کیتیناز در برگ‌های تیمار شده نسبت به شاهد افزایش معنی‌داری پیدا کرد. ژن‌های کیتیناز کلاس I (با 5/5 برابر افزایش بیان نسبت به شاهد) و ژن‌های کیتیناز کلاس III (با 11/1 برابر افزایش بیان نسبت به شاهد)، به ترتیب بیشترین و کمترین بیان را 48 ساعت پس از تلقیح با کیتین داشتند. با این حال، فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان کاتالاز و آسکوربات‌پراکسیداز تغییر معنی‌داری نسبت به شاهد نداشتند. این نتیجه نشان می‌دهد که استفاده از تیمار کیتین، مسیرهای سیگنال‌دهی درگیر در بیوسنتز آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان را در 48 ساعت پس از تیمار کیتین، القا نمی‌کند و نیز ژن‌های کدکننده کیتینازها را می‌توان با روش‌های مهندسی ژنتیک همسانه‌سازی نمود و در نهایت گیاهان تراریخته‌ی مقاوم به پاتوژن‌ها را تولید کرد.
بیوانفورماتیک
حدیث برون؛ امیر سیاهپوش؛ سید محسن سهرابی؛ محمد رضا نیکبخت؛ جواد قاسمیان یادگاری؛ محسن محمدی؛ سید سجاد سهرابی
چکیده
پپتیدهای ضد میکروبی یکی از مهم‌ترین سدهای دفاعی گیاهان در مقابل طیف وسیعی از پاتوژن‌ها به شمار می‌روند. در این بین، اسنیکین‌ها توجه ویژه‌ای را به خود جلب می‌کنند، زیرا یکی از مهم‌ترین پپتیدهای غنی از سیستئین در میان پپتیدهای ضد میکروبی گیاهی هستند. در مطالعه حاضر، برخی از اعضای خانواده ژنی اسنیکین در گیاه پیاز از طریق روش‌های ...
بیشتر
پپتیدهای ضد میکروبی یکی از مهم‌ترین سدهای دفاعی گیاهان در مقابل طیف وسیعی از پاتوژن‌ها به شمار می‌روند. در این بین، اسنیکین‌ها توجه ویژه‌ای را به خود جلب می‌کنند، زیرا یکی از مهم‌ترین پپتیدهای غنی از سیستئین در میان پپتیدهای ضد میکروبی گیاهی هستند. در مطالعه حاضر، برخی از اعضای خانواده ژنی اسنیکین در گیاه پیاز از طریق روش‌های بیوانفورماتیکی و آزمایشگاهی شناسایی و تعیین خصوصیت شدند. بدین منظور تمام توالی‌های پروتئینی اسنیکین‌های گیاهی از پایگاه NCBI دریافت شدند. توالی مورد توافق اسنکین با هم‌ترازی چندگانه توالی‌های دریافت شده ایجاد شد. سپس توالی مورد توافق اسنکین با استفاده از ابزار tBLASTn در برابر ترنسکریپتوم گیاه پیاز هم‌ترازی موضعی شد. توالی‌های حاصل از tBLASTn، سرهم‌بندی شده و برای تعیین چارچوب خوانش باز کامل و پیش‌بینی دمین‌های عملکردی، سیگنال پپتید، محل تجمع سلولی، خصوصیات فیزیکوشیمیایی، فراوانی اسیدهای آمینه و فعالیت ضد میکروبی مورد بررسی قرار گرفتند. با استفاده از واکنش PCR توالی کد کننده کامل اسنیکین‌ها تکثیر شد. در نهایت، وجود هفت ژن اسنیکین با چارچوب‌های خوانش باز با طول متوسط 323 جفت باز در گیاه پیاز تأیید شد. تجزیه و تحلیل‌های بیوانفورماتیکی، شباهت بالای ژن‌های اسنیکین پیاز با همولوگ‌های اسنیکن در سایر گونه‌های گیاهی، از نظر توالی نوکلئوتیدی و پروتئینی و همچنین خصوصیات ساختاری را نشان داد. نتایج همچنین نشان داد که تمامی اسنیکین‌های شناسایی شده در گیاه پیاز دارای خاصیت ضد میکروبی بالقوه بودند. با توجه به اثرات ضد میکروبی بالقوه در پپتیدهای شناسایی شده، می‌توان با تولید این پپتیدها در سیستم‌های بیانی مختلف از آن‌ها به عنوان عوامل ضد میکروبی جدید در مقابله با پاتوژن‌های انسانی، دامی و گیاهی استفاده کرد.
بیوانفورماتیک
رضا میر دریکوند؛ سید سجاد سهرابی؛ سید محسن سهرابی؛ کامران سمیعی
چکیده
میکرو RNAها (miRNAs) گروهی از مولکول‌های RNA کوچک و غیر کدکننده با طولی حدود 24-18 نوکلئوتید هستند که بیان ژن‌های هدف خود را در سطوح مختلف رونویسی و پس از رونویسی در گیاهان کنترل می‌کنند. میکرو RNAها در فرآیندهای مختلفی مانند رشد و نمو، فرآیندهای زیستی، تکثیر سلولی و پاسخ به تنش‌ها در گیاهان نقش مهمی بازی می‌کنند. گشنیز زراعی با نام علمی ...
بیشتر
میکرو RNAها (miRNAs) گروهی از مولکول‌های RNA کوچک و غیر کدکننده با طولی حدود 24-18 نوکلئوتید هستند که بیان ژن‌های هدف خود را در سطوح مختلف رونویسی و پس از رونویسی در گیاهان کنترل می‌کنند. میکرو RNAها در فرآیندهای مختلفی مانند رشد و نمو، فرآیندهای زیستی، تکثیر سلولی و پاسخ به تنش‌ها در گیاهان نقش مهمی بازی می‌کنند. گشنیز زراعی با نام علمی (Coriandrum sativum L.) گیاهی از خانواده چتریان (Apiaceae) است که دارای کاربردهای غذایی و دارویی مختلفی است. ژنوم این گیاه تاکنون توالی‌یابی نشده است و هیچ‌گونه گزارشی از شناسایی میکرو RNAها برای آن ثبت نشده است. مطالعه حاضر به‌منظور شناسایی میکرو RNAهای محافظت شده بالقوه و ژن‌های هدف آن‌ها در ترنسکریپتوم گیاه گشنیز صورت گرفت. ابتدا ترنسکریپتوم بافت‌های بذر و برگ این گیاه سرهم‌بندی شد و رونوشت‌های غیر کدکننده به پروتئین شناسایی و به‌عنوان توالی‌های کاندید پیش‌ساز میکرو RNA در نظر گرفته شدند. در نهایت از بین توالی‌های کاندید سه میکرو RNA با نام‌های csa-miR162، csa-miR169 و csa-miR399 متعلق به سه خانواده محافظت شده میکرو RNA پس از اعمال فیلترهای سخت‌گیرانه شناسایی شد. میکرو RNAهای شناسایی شده دارای بیان متفاوتی در بافت‌های بذر و برگ بودند و نقش ژن‌های هدفشان در فرآیندهای مختلف زیستی نیز مورد تأیید قرار گرفت. در مجموع با توجه به اینکه میکرو RNAهای شناسایی شده در مطالعه حاضر دارای نقش تنظیمی بر طیف وسیعی از شبکه‌های ژنی و فرآیندهای زیستی مختلف در گیاه گشنیز هستند، می‌توان از آن‌ها به‌عنوان ژن‌های کاندید در بهبود عملکرد کمی و کیفی و همچنین مقاومت به تنش‌های مختلف در این گیاه بهره برد.
اصلاح نباتات مولکولی
سید سجاد سهرابی؛ احمد اسماعیلی؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی؛ حسین فلاحی
دوره 8، شماره 22 ، شهریور 1397، ، صفحه 1-14
چکیده
توسعه برنامه‌های به‌نژادی عدس برای مقابله با عوامل نامساعد محیطی نسبت به سایر حبوبات، به علت کمبود منابع ژنتیکی با چالش‌های بیشتری روبرو می‌باشد. نشانگرهای EST-SSR به‌دلیل ایجاد چندشکلی در نواحی کدکننده ژن‌ها، یکی از پرکاربردترین نشانگرهای مولکولی در بسیاری از برنامه‌های اصلاحی به‌شمار می‌روند. از این‌رو در تحقیق حاضر به‌منظور ...
بیشتر
توسعه برنامه‌های به‌نژادی عدس برای مقابله با عوامل نامساعد محیطی نسبت به سایر حبوبات، به علت کمبود منابع ژنتیکی با چالش‌های بیشتری روبرو می‌باشد. نشانگرهای EST-SSR به‌دلیل ایجاد چندشکلی در نواحی کدکننده ژن‌ها، یکی از پرکاربردترین نشانگرهای مولکولی در بسیاری از برنامه‌های اصلاحی به‌شمار می‌روند. از این‌رو در تحقیق حاضر به‌منظور توسعه نشانگرهای EST-SSR در مقیاس بالا، از فرآیند سرهم‌بندی مجموعه خوانش‌های کوتاه حاصل از فناوری توالی‌یابی RNA عدس تحت تنش سرما و حالت طبیعی استفاده شد. به‌منظور اعمال تنش سرما، گیاهچه‌های 21 روزه عدس به‌مدت 48 ساعت در معرض دمای 4 درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند. از نمونه‌های گیاهی تهیه شده، RNA کل استخراج شد و مورد توالی‌یابی قرار گرفتند. تعداد 8905 مکان ریزماهواره در 7211 یونی‌ژن حاصل از داده‌های RNA-seq عدس شناسایی شد که 1293 یونی‌ژن شامل بیش از یک مکان نشانگر SSR بود. فراوان‌ترین نوع نشانگر EST-SSR یافت شده از نوع تک نوکلئوتیدی بود. در این مطالعه موتیف‌های A/T، AG/CT و AAG/CTT به‌ترتیب بیشترین فراوانی را در بین موتیف‌های تک، دو و سه نوکلئوتیدی به خود اختصاص دادند. نتایج بلاست یونی‌ژن‌های حاوی SSR، نشان داد که 80 درصد از یونی‌ژن‌ها دارای رکورد مشابه در پایگاه پروتئین‌های غیرتکراری بودند. تفسیر کارکردی ژن‌ها، حضور یونی‌ژن‌های حاوی ریزماهواره را در زیر‌گروه‌های مهم پاسخ به تنش سرما نظیر اتصال، سلول و اجزای سلول و متابولیک را نشان داد. همچنین با توجه به نتایج می‌توان چنین اظهار نمود که اغلب نشانگرهای شناسایی شده در ژن‌هایی قرار داشتند که نقش مهمی در پاسخ به تنش سرما دارند و جایگاه احتمالی اغلب آن‌ها نواحی UTR می‌باشد. از این‌رو بررسی بیشتر این نواحی در رونوشت ژن‌های کاندید پاسخ‌دهنده به تنش سرما از اهمیت بیشتری برخوردار می‌باشد.
