بیوانفورماتیک
سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ سمیرا محمدی
چکیده
تنش شوری یکی از تنش‌های غیرزیستی محدودکننده رشد و نمو گیاهان میباشد. عامل پاسخ‌دهنده به اتیلن (ERF) خانواده ای از عوامل رونویسی دخیل در رشد و نمو گیاهان و نیز پاسخ‌دهنده به تنش‌های زیستی و غیرزیستی بوده و با توجه به اهمیت این خانواده در پاسخ به تنش شوری، در این تحقیق شناسایی ژن‌های این خانواده در گیاه شورزیست چمن شور آلوروپوس لیتورالیس ...
بیشتر
تنش شوری یکی از تنش‌های غیرزیستی محدودکننده رشد و نمو گیاهان میباشد. عامل پاسخ‌دهنده به اتیلن (ERF) خانواده ای از عوامل رونویسی دخیل در رشد و نمو گیاهان و نیز پاسخ‌دهنده به تنش‌های زیستی و غیرزیستی بوده و با توجه به اهمیت این خانواده در پاسخ به تنش شوری، در این تحقیق شناسایی ژن‌های این خانواده در گیاه شورزیست چمن شور آلوروپوس لیتورالیس (Aeluropus littoralis) مدنظر قرار گرفت. در مجموع، 36 ژن غیر تکراری ERF در ژنوم آلوروپوس لیتورالیس شناسایی شد. ترسیم درخت فیلوژنتیک بر مبنای همولوژی با گیاه آرابیدوپسیس، خانواده ژنی AlERF را به شش گروه مشخص (B1 تا B6) طبقه‌بندی نمود. تجزیه و تحلیل ساختار ژنی نشان داد که تعداد اینترون در ژن‌های AlERF بین صفر تا دو متغیر بود. تجزیه و تحلیل موتیف‌های حفاظت‌شده و جستجوی دمین در توالی‌های پروتئینی AlERF نشان داد از ده موتیف شناسایی شده، تنها موتیف‌های یک و دو در ساختار دمین AP2/ERF مشارکت دارند. بر اساس داده‌های ترانسکریپتوم و نمودار Heatmap، ژن AlERF6.3 ببیشترین بیان را در شرایط تنش شوری در بافت ریشه نشان داد و بیشترین کاهش بیان نیز در ژن AlERF6.7 در شرایط بازیابی در بافت برگی مشاهده شد. این الگوی متفاوت بیان ژن‌ها در بافت‌های برگ و ریشه در مواجهه با تنش شوری، حاکی از وجود مکانیسم‌های تنظیمی متفاوت در بیان این ژن‌ها میباشد. نتایج این مطالعه به‌عنوان اولین گزارش در مورد خانواده ژنی ERF در آلوروپوس لیتورالیس، اطلاعات پایه‌ای را برای مطالعات بیشتر در مورد خصوصیات کارکردی ژن‌های AlERF فراهم مینماید.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ مارکوس کولمن
چکیده
یکی از راهبردهای متداول جهت پیش‌بینی عملکرد ژن‌ها، تجزیه و تحلیل گستره ژنومی و شناسایی خوشه‌های ارتولوگ و پارالوگ در گونه‌های مختلف میباشد. با توجه به اهمیت ژن‌های پارالوگ در سازگاری یک گونه به شرایط خاص محیطی، در این تحقیق شناسایی ژن‌های پارالوگ در گیاه هالوفیت آلوروپوس لیتورالیس مدنظر قرار گرفت. بدین منظور پروتئوم این گیاه ...
بیشتر
یکی از راهبردهای متداول جهت پیش‌بینی عملکرد ژن‌ها، تجزیه و تحلیل گستره ژنومی و شناسایی خوشه‌های ارتولوگ و پارالوگ در گونه‌های مختلف میباشد. با توجه به اهمیت ژن‌های پارالوگ در سازگاری یک گونه به شرایط خاص محیطی، در این تحقیق شناسایی ژن‌های پارالوگ در گیاه هالوفیت آلوروپوس لیتورالیس مدنظر قرار گرفت. بدین منظور پروتئوم این گیاه با برخی از گیاهان تیره گندمیان نظیر برنج، چمن‌جاوری و سورگوم در گستره ژنومی مقایسه شد. بر مبنای آنالیز OrthoMCL، بررسی مقایسه‌ای تعداد 15916 ژن آلوروپوس با توالی پروتئوم دیگر گیاهان، منجر به شناسایی بیش از 10312 گروه ژنی اورتولوگ گردید که در همه گونه‌های مورد بررسی مشترک بوده، در حالیکه70 گروه ژنی پارالوگ به گیاه آلوروپوس اختصاص پیدا نمود. مستندسازی این خوشه‌ها بر مبنای ژن‌انتولوژی حاکی از کارکرد آنها در مسیرهای مهم زیستی نظیر فرایندهای سلولی، فرایندهای متابولیکی DNA، سازماندهی کروماتین، پاسخ به محرک‌های محیطی، رشد و چرخه سلولی بوده است. بررسی بزرگترین گروه این مجموعه، منجر به شناسایی خانواده‌ای از پلی‌پپتیدهای کوچک با اندازه 72-39 اسید آمینه به نام DEVIL (DVL) گردید. بررسی موتیف‌های این گروه ژنی نشان داد 3 موتیف مختلف با مجموع 10 جایگاه در این گروه پروتئینی وجود دارد. نمودار Heatmap بر مبنای آنالیز ترانسکریپتوم نشان داد، الگوی متنوعی از بیان ژن در خانواده ژنی DVL وجود داشته که گواهی بر بازآرایی وظایف این ژن‌ها در فرایندهای زیستی و کارکردهای مولکولی سلول میباشد. بررسی عملکردی پپتیدهای فیتوهورمونی AlDVL در مطالعات آتی می‌تواند به شناسایی نقش احتمالی آنها در مکانیسم‌های دخیل در تحمل به تنش خشکی و شوری سودمند باشد.
اصلاح نباتات مولکولی
سحر فرجی؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ حمید نجفی زرینی؛ غلامعلی رنجبر
دوره 7، شماره 20 ، اسفند 1396، ، صفحه 13-27
چکیده
شوری، یکی از خطرناک ترین عوامل محیطی محدودکننده تولید در گیاهان زراعی است، به‌طوری‌که به واسطه متوقف کردن مکانیسم‌های مختلف گیاه، شرایط را برای حیات آن دشوار می‌‌سازد و در نهایت منجر به مرگ آن می‌شود. ژن‌ها به جهت ایجاد پاسخ‌های مقاومتی به تنش در مسیرهای مختلف فیزیولوژیکی دارای اهمیت فراوان می‌باشند. ژن رمزدهنده پروتئین‌های ...
بیشتر
شوری، یکی از خطرناک ترین عوامل محیطی محدودکننده تولید در گیاهان زراعی است، به‌طوری‌که به واسطه متوقف کردن مکانیسم‌های مختلف گیاه، شرایط را برای حیات آن دشوار می‌‌سازد و در نهایت منجر به مرگ آن می‌شود. ژن‌ها به جهت ایجاد پاسخ‌های مقاومتی به تنش در مسیرهای مختلف فیزیولوژیکی دارای اهمیت فراوان می‌باشند. ژن رمزدهنده پروتئین‌های Chromodomain Helicase DNA (PICKLE, PKL) از این قبیل میباشد که بیان سایر ژن‌های عامل مقاومت را تنظیم میکند. مطالعه ژنتیکی رونوشت‌ها در هالوفیت Aeluropus littoralis، به عنوان یک منبع ژنتیکی بسیار با ارزش، زمینه‌ای را برای بهبود ژنتیکی گیاهان حساس به شوری فراهم میکند. از این رو در مطالعه حاضر، خصوصیات بیوشیمیایی، دومین‌های عملکردی، روابط فیلوژنتیکی، و نیز عناصر تنظیمی cis موجود در ناحیه پروموتر توالی کاندید با استفاده از روش‌های بیوانفورماتیکی بررسی شدند. نتایج نشان دادند که ژن مذکور احتمالاً در مکانیسم‌های عامل مقاومت به شرایط محرک محیطی نقش مهمی را ایفا مینماید. برای بررسی بیشتر این موضوع، آزمون بیان ژن کاندید نیز، در پاسخ به شرایط نرمال، تنش شوری و ریکاوری به روش qReal-Time PCR انجام پذیرفت. نتایج حاصل از بررسی تعداد رونوشت‌های mRNA ژن مورد نظر، تحت شرایط تنش شوری و ریکاوری در بافت‌های مختلف گیاه A. littoralis، نیز تاییدکننده این مطلب بود. بنابراین انجام مطالعات بیشتر در زمینه ژن PKL در گیاهان می‌تواند اطلاعات ارزشمندی را جهت درک هرچه بیشتر مکانیسم‌های پاسخ به تنش فراهم آورد.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
امین محمدی پورفرد؛ محمد زمان نوری؛ علی دهستانی کلاگر
دوره 7، شماره 19 ، آبان 1396، ، صفحه 15-24
چکیده
تنش شوری از مهم‌ترین تنش‌های محیطی است که تولید گیاهان زراعی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. مسیر تنظیمی فوق حساس به نمک از جمله مسیرهای مهم در تنظیم هموستازی یون میباشد. در این مطالعه، الگوی بیان ژن‌های AlSOS1، AlSOS2 و AlSOS3 در گیاه متحمل به شوری Aeluropus littoralis تحت تأثیر سطوح مختلف سدیم کلرید شامل صفر، 200، 400 و 600 میلیمولار و در زمان‌های صفر، 8، ...
بیشتر
تنش شوری از مهم‌ترین تنش‌های محیطی است که تولید گیاهان زراعی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. مسیر تنظیمی فوق حساس به نمک از جمله مسیرهای مهم در تنظیم هموستازی یون میباشد. در این مطالعه، الگوی بیان ژن‌های AlSOS1، AlSOS2 و AlSOS3 در گیاه متحمل به شوری Aeluropus littoralis تحت تأثیر سطوح مختلف سدیم کلرید شامل صفر، 200، 400 و 600 میلیمولار و در زمان‌های صفر، 8، 16، 24، 48 و 72 ساعت پس از اعمال تنش اندازهگیری شد. میزان بیان هر سه ژن با اعمال تنش شوری، نسبت به شاهد افزایش معنی‌داری یافت. در غلظت 200 میلیمولار نمک، میزان بیان ژن‌های AlSOS1 و AlSOS2 در 72 ساعت به حداکثر رسید. در حالی که ژن AlSOS1 در غلظت 400 و 600 میلی مولار، پس از 48 ساعت به حداکثر بیان رسید و ژن AlSOS2 در غلظت 400 میلی مولار، پس از 48 ساعت و در غلظت 600 میلی مولار، بعد از 24 ساعت بیشترین بیان را نشان دادند. بیشترین میزان نسخه‌برداری ژن AlSOS3 در غلظت 400 میلی مولار، 24 ساعت و در غلظت 600 میلی مولار، 16 ساعت پس از اعمال تنش بود. مکانیسم متفاوت اثر ژن AlSOS3 بر AlSOS2، اثر کمپلکس AlSOS2- AlSOS3 بر AlSOS1 و وجود تفاوت در عملکرد این ژن‌ها از دلایل این تغییرات میباشد. تغییرات بیان ژن‌ها نشان می‌دهد در تنش شدید، واکنش ژن‌ها با الگویی متفاوت میباشد. مقایسه روند تغییرات ژن‌ها نشان داد، رفتار ژن AlSOS3 نسبت به دو ژن دیگر در تنش شدید متفاوت بود که بیانگر تفاوت در مکانیسم عمل این ژن میباشد.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
سیده فرزانه فاطمی اردستانی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ حسین عسکری؛ حمیدرضا هاشمی
دوره 4، شماره 6 ، شهریور 1393، ، صفحه 73-83
چکیده
شوری خاک با ایجاد تنش اسمزی و بر هم زدن تعادل یونی تولیدات گیاهی را محدود میکند و منجر به خسارت در سطح مولکولی و نهایتاً مرگ سلول میگردد. در این تحقیق آنالیز بیان ژن مبتنی بر تکنیک cDNA-AFLP جهت مقایسه پروفایل بیانی ناشی از تنش شوری KCl در سه سطح 0 (شاهد)، 200 و 400 میلی مولار در گیاه آلوروپوس لیتورالیس که نزدیکترین خانواده به غلات میباشد، ...
بیشتر
شوری خاک با ایجاد تنش اسمزی و بر هم زدن تعادل یونی تولیدات گیاهی را محدود میکند و منجر به خسارت در سطح مولکولی و نهایتاً مرگ سلول میگردد. در این تحقیق آنالیز بیان ژن مبتنی بر تکنیک cDNA-AFLP جهت مقایسه پروفایل بیانی ناشی از تنش شوری KCl در سه سطح 0 (شاهد)، 200 و 400 میلی مولار در گیاه آلوروپوس لیتورالیس که نزدیکترین خانواده به غلات میباشد، انجام شد. از میان 34 عدد EST جداسازی شده، 27 عدد EST با طول میانگین 280 جفت باز بدست آمد. در این میان 80% از رونوشت‌ها با پروتئینها و توالی‌های اسید نوکلئیک شناسایی شده در ارگانیسمهای دیگر، شباهت نشان دادند. از طرفی دیگر، 6 رونوشت به عنوان ژن‌های جدید در نظر گرفته شدند. در نهایت 27 عدد EST در بانک ژن به ثبت رسید که مهم‌ترین آنها شامل گروههای پروتئینی سینتاکسین، آدنوزیل متیونین دکربوکسیلاز و پروتئین‌های ریبوزومی می‌باشند. گروهبندی ESTها بر مبنای نوع پاسخ به تنشها، آنالیز عملکردی و خصوصیت یابی ژن‌های پاسخگو در ریشه گیاه آلوروپوس لیتورالیس به تنش مذکور را در مطالعات آتی روی این گیاه که از اعضای خانواده غلات میباشد، تسهیل خواهد کرد.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
ولی اله قاسمی عمران؛ عبدالرضا باقری؛ قربانعلی نعمت زاده؛ امین میر شمسی؛ نادعلی بابائیان جلودار
دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1391، ، صفحه 27-37
چکیده
شوری و به طور عمده کلرید سدیم، از رشد گیاهان جلوگیری نموده و سبب کاهش تولیدات کشاورزی میگردد. در گیاهان عالی دفع و حجره بندی سدیم بواسطه آنتی پورترهای موجود در غشاهای پلاسمایی و واکوئلی انجام می شود. در این مطالعه، الگوی بیان ژن‌های AlNHX و AlSOS1 در پاسخ به تیمار شوری 250 میلی مولار کلرید سدیم در زمان های 6 ساعت، 1، 3، 8 و 17 روز ...
بیشتر
شوری و به طور عمده کلرید سدیم، از رشد گیاهان جلوگیری نموده و سبب کاهش تولیدات کشاورزی میگردد. در گیاهان عالی دفع و حجره بندی سدیم بواسطه آنتی پورترهای موجود در غشاهای پلاسمایی و واکوئلی انجام می شود. در این مطالعه، الگوی بیان ژن‌های AlNHX و AlSOS1 در پاسخ به تیمار شوری 250 میلی مولار کلرید سدیم در زمان های 6 ساعت، 1، 3، 8 و 17 روز پس از اعمال تنش با استفاده از تکنیک Real Time-PCR در گیاه Auleropus مورد بررسی قرار گرفت. سطوح نسخه برداری دو ژن در پاسخ به تنش در همه بافت ها افزایش یافت. بیان ژن AlSOS1 در بافت برگ پس از 6 ساعت افزایش یافت و بیان ژنAlNHX پس از 24 ساعت از اعمال تنش به بالاترین میزان خود رسید. در بافت گره و میانگره سطوح نسخه برداری هر دو ژن، 24 ساعت پس از اعمال تنش به شدت افزایش یافت و سپس در 3 و 8 روز بعد از اعمال تنش به تدریج کاهش یافت تا در نهایت 17 روز پس از تنش به حالت پایدار برابر با شاهد(بدون تنش)بازگشت. میزان بیان هر دو ژن در بافت های ریشه به آهستگی بعد از اعمال تنش افزایش یافت و پس از 3 روز به میزان حداکثر رسید و این میزان بیان تا 8 روز پس از تنش ادامه یافت و در ژن AlNHX پس از 17 روز به حالت پایدار برابر با شاهد بازگشت، در حالی که در مورد ژن AlSOS1 پس از 17 روز همچنان بیان دو برابر شاهد بود
