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.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
علیرضا ترنگ
چکیده
برنج (Oryza sativa) به دلیل سازگاری محدود با شرایط کم آبی، به تنش خشکی بسیار حساس است. تنش خشکی پاسخهای مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی را در این گیاه تغییر میدهد. در این تحقیق تأثیر تنش خشکی در مراحل رویشی و زایشی بر صفات مورفولوژیک و بیان ژنهای کدکننده فاکتورهای رونویسی DREB2A و ZFP252 در لاین برنج TH1 (حساس به خشکی) و رقم ندا ...
بیشتر
برنج (Oryza sativa) به دلیل سازگاری محدود با شرایط کم آبی، به تنش خشکی بسیار حساس است. تنش خشکی پاسخهای مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی را در این گیاه تغییر میدهد. در این تحقیق تأثیر تنش خشکی در مراحل رویشی و زایشی بر صفات مورفولوژیک و بیان ژنهای کدکننده فاکتورهای رونویسی DREB2A و ZFP252 در لاین برنج TH1 (حساس به خشکی) و رقم ندا (متحمل به خشکی) مورد بررسی قرار گرفت. تنش خشکی از طریق توقف آبیاری در مراحل پنجهزنی و خوشهدهی اعمال شد. نتایج بررسی صفات مورفولوژیکی نشان داد تعداد پنجه و تعداد خوشه به عنوان شاخصی برای تولید در رقم ندا به طور معنیداری بیشتر از لاین TH1 بود. Real Time PCR نشان داد در رقم ندا تنش خشکی در مرحله رویشی باعث افزایش بیان ژن ZFP252 (به نسبت 217/3 برابر) شد. این امر نشان دهندهی اهمیت این ژن پاسخدهنده به تنش خشکی در این ژنوتیپ در این مرحلهی رشدی میباشد. بررسی تغییرات میزان بیان ژنهای DREB2A و ZFP252 در لاین TH1 حاکی از افزایش معنیدار بیان این دو ژن در نتیجهی وقوع تنش خشکی در مرحلهی رویشی بود. آنالیز بیان ژنهای کد کنندهی فاکتورهای رونویسی در این مطالعه بیانگر آن بود که گیاهان متحمل و حساس ممکن است از تنظیمات ژنتیکی و مکانیسمهای متفاوتی در مواجهه با شرایط تنش استفاده کنند. رمزگشایی از این مکانیسمهای مولکولی به درک بهتر تحمل به تنش و انتخاب استراتژیهایی برای بهبود بهرهوری محصول در مواجهه با تغییرات آب و هوایی کمک میکند.
ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک
معروف خلیلی؛ محمد حسو محمد؛ حمزه حمزه
چکیده
با هدف اثر سطوح مختلف ملاتونین بر خصوصیات بیوشیمیایی و مقدار بیان ژنهای مرتبط با فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدان در گندم نان، آزمایشی بهصورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی اجرا شد. سطوح آبیاری نرمال ( (FC= 80 درصد)، تنش ملایم (FC= 60 درصد) و تنش شدید (FC= 40 درصد) به کرتهای اصلی و محلولپاشی ملاتونین (صفر ، 50، 100، 150 و 200 μM) ...
بیشتر
با هدف اثر سطوح مختلف ملاتونین بر خصوصیات بیوشیمیایی و مقدار بیان ژنهای مرتبط با فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدان در گندم نان، آزمایشی بهصورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی اجرا شد. سطوح آبیاری نرمال ( (FC= 80 درصد)، تنش ملایم (FC= 60 درصد) و تنش شدید (FC= 40 درصد) به کرتهای اصلی و محلولپاشی ملاتونین (صفر ، 50، 100، 150 و 200 μM) به کرتهای فرعی اختصاص یافتند. نتایج نشان داد با تشدید تنش کمآبی بر محتوی فلانوئید و مقدار فعالیت آنزیم آسکروبات پراکسیداز افزوده شد و سطح μM100 ملاتونین بالاترین محتوی فلانوئید، مقدار فعالیت آنزیم آسکروبات پراکسیداز را به خود اختصاص داد. مقایسه میانگین تیمارهای برهمکنش نشان داد بالاترین محتوی پرولین، فنل، سوپر اکسید دیسموتاز و کاتالاز به تیمار محلولپاشی μM 100 ملاتونین تحت شرایط تنش شدید کمآبی اختصاص یافت. همچنین کمترین مقدار مالوندیآلدهید برای تیمار محلولپاشی μM50 ملاتونین تحت شرایط آبیاری نرمال مشاهده شد. بالاترین محتوی کلروفیل a، کلروفیل b، کارتنوئید و عملکرد دانه در تیمار محلولپاشی 100 میکرومولار ملاتونین و شرایط آبیاری نرمال ثبت شد. در این بررسی حداکثر بیان ژنهای سوپر اکسید دیسموتاز، آسکروبات پراکسیداز، پلی فنل اکسیداز و کاتالاز در تیمار محلولپاشی سطوح 100 و 150 μM ملاتونین تحت شرایط تنش شدید اختصاص یافت. محلولپاشی ملاتونین به خصوص سطح μM 100 توانست با بهبود خصوصیات بیوشیمیایی و آنتی اکسیدانی اثر تنش کمآبی را بر عملکرد دانه تعدیل نماید.
بیوانفورماتیک
عباس سعیدی؛ زهره حاجی برات؛ محمدرضا غفاری؛ مهرشاد زین العابدینی
چکیده
نیتروژن یکی از مهمترین اجزای بیومولکولها، آمینواسیدها، نوکلئوتیدها، پروتئینها، کلروفیل و بسیاری از هورمونهای گیاهی است که اجزای ضروری و موردنیاز برای رشد و تکوین گیاه میباشد. در شرایط کمبود نیتروژن پاسخهای بسیار متفاوتی در فنوتیپ گیاهان نمایان میشود. از جمله این تغییرات میتوان به کاهش عملکرد، کلروز برگ، ...
بیشتر
نیتروژن یکی از مهمترین اجزای بیومولکولها، آمینواسیدها، نوکلئوتیدها، پروتئینها، کلروفیل و بسیاری از هورمونهای گیاهی است که اجزای ضروری و موردنیاز برای رشد و تکوین گیاه میباشد. در شرایط کمبود نیتروژن پاسخهای بسیار متفاوتی در فنوتیپ گیاهان نمایان میشود. از جمله این تغییرات میتوان به کاهش عملکرد، کلروز برگ، رشد گیاه و تشکیل ساختار ریشه و غیره اشاره نمود. در دهه گذشته، برای افزایش میزان بیومس و در نتیجه عملکرد گیاهان استفاده وسیعی از نیتروژن مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این مطالعه، آنالیز بیان هفت ژن نیترات ترنسپورتر (NRT2) در پاسخ به تنش کمبود نیتروژن در 4 و 7 روز بعد از اعمال این تنش در گیاه آرابیدوپسیس بررسی شد. آنالیز بیان ژنهایNRT2.3 و NRT2.4 افزایش بیان در 7 روز بعد از اعمال تنش نیتروژن را نشان دادند. اما تمامی ژنها در 4 روز بعد از اعمال تنش نیتروژن افزایش بیان معنی داری نشان ندادند. ژن NRT2.4 در مقایسه با سایر ژنها هم 4 و هم 7 روز بعد از اعمال تنش نیتروژن افزایش معنی داری نشان داد. در مجموع، نتایج ما نشان داد که افزایش بیان نیترات ترنسپورتر در برگ به جذب نیتروژن برای رشد گیاه و تجمع نیتروژن در پاسخ به تنش کمبود نیتروژن طولانیمدت کمک میکند. این یافتهها ممکن است باعث درک بهتر مکانیسم تحمل کم نیتروژن و در نتیجه افزایش دیگر ارقام با تنش کمبود نیتروژن شود.
بیوانفورماتیک
سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ سمیرا محمدی؛ اسماعیل بخشنده؛ مارکوس کولمن
چکیده
پروتئین فسفاتازهای (PP2Cs) 2C، نقشی کلیدی در بیان ژنهای پاسخگو به تنش از موجودات پست پروکاریوتی تا یوکاریوتهای عالی ایفا مینمایند. در این مطالعه، بررسی بیوانفورماتیکی اعضای خانواده ژنی PP2C به منظور شناسایی و تجزیه و تحلیل ژنهای اورتولوگ مرتبط با تنش در ژنوم گیاه هالوفیت علفی یکلپه Aeluropus littoralis انجام شد. در مجموع 34 ژن AlPP2C بر اساس ...
بیشتر
پروتئین فسفاتازهای (PP2Cs) 2C، نقشی کلیدی در بیان ژنهای پاسخگو به تنش از موجودات پست پروکاریوتی تا یوکاریوتهای عالی ایفا مینمایند. در این مطالعه، بررسی بیوانفورماتیکی اعضای خانواده ژنی PP2C به منظور شناسایی و تجزیه و تحلیل ژنهای اورتولوگ مرتبط با تنش در ژنوم گیاه هالوفیت علفی یکلپه Aeluropus littoralis انجام شد. در مجموع 34 ژن AlPP2C بر اساس ساختار اختصاصی دمین PP2C، در ژنوم این گیاه شناسایی گردید. در درخت فیلوژنتیکی ترسیم شده از پروتئینهای AlPP2C همراه با پروتئینهای thaliana Araboidopsis، پروتئینهای AlPP2C و AtPP2C در ده گروه مختلف بر مبنای همولوژی طبقهبندی شدند. تجزیه و تحلیل موتیفهای حفاظتشده پروتئینهای خانواده AlPP2C نشان داد که گروهبندی فیلوژنتیکی از تطابق بالایی با الگوی پراکنش موتیفهای هر گروه داشت. تجزیه و تحلیل ساختار اگزون - اینترون توالی ژنی نشان داد که اعضای این خانواده به لحاظ آرایش و فراوانی اگزونها از الگوی متفاوتی برخوردارند. شناسایی و طبقهبندی عناصر تنظیمی سیس در هشت گروه مختلف صورت گرفت که از مهمترین عناصر سیس مرتبط به تنش میتوان به موتیفهای ABRE،MBS ،DRE ، STRE و LTR اشاره نمود. بررسی الگوی ترانسکریپتوم (RNA-Seq) نشان داد که ژنهای AlPP2C الگوهای بیان متفاوتی در پاسخ به تنش شوری و شرایط بازیابی در دو بافت برگ و ریشه ارائه نمودند که احتمالا بیانگر مسیرهای تنظیمی متفاوت در بیان این ژنهاست. الگوی بیان مشاهده شده ژن AlPP2C4 در بافت ریشه، حاکی از تنظیمات بیان بافت - اختصاصی این ژن میباشد. این تحقیق با شناسایی ژنهای اورتولوگ PP2C مرتبط با تنش در گیاه آلورورپوس لیتورالیس، اطلاعات ارزشمندی را برای مطالعات عملکرد ژنی و فرایندهای بیولوژیکی ژنهای PP2C فراهم میآورد.
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.
اصلاح نباتات مولکولی
محمد حسن کفاش مقدم؛ فروغ سنجریان؛ علاءالدین کردناییج؛ مهرداد چائی چی؛ امیر محمد ناجی
چکیده
گندم بهعنوان مهمترین غله در بسیاری از مناطق جهان است و غذای اصلی اکثر مردم را تشکیل میدهد. با این وجود، اغلب مناطق تولید گندم در جهان در بخشی از فصل رشد و بیشتر در مراحل انتهایی رشد با کمبود آب مواجه هستند. لذا شناسایی ارقام متحمل و نیز مطالعهی مکانیسمهای افزایشدهنده مقاومت به تنش خشکی از راهکارهای مناسب جهت مقابله با عوارض ...
بیشتر
گندم بهعنوان مهمترین غله در بسیاری از مناطق جهان است و غذای اصلی اکثر مردم را تشکیل میدهد. با این وجود، اغلب مناطق تولید گندم در جهان در بخشی از فصل رشد و بیشتر در مراحل انتهایی رشد با کمبود آب مواجه هستند. لذا شناسایی ارقام متحمل و نیز مطالعهی مکانیسمهای افزایشدهنده مقاومت به تنش خشکی از راهکارهای مناسب جهت مقابله با عوارض تنش خشکی خواهد بود. تحقیق حاضر با هدف بررسی سطح بیان هشت ژن منتخب مرتبط با تحمل به خشکی P450 ,NCED ،ABF ، HKT ، PAL ، ABC transporter, bHLH و لیپواکسیژناز در دو ژرم پلاسم بومیگندم زمستانه ایرانی حساس و متحمل به خشکی انجام گرفت. سنجش بیان این ژنها بر روی نمونههای برگی جمعآوریشده در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و دو سطح تیماری (نرمال و تنش خشکی) از گیاهان کشت شده در گلخانه، صورت گرفت. برای این منظور پس از تکثیر cDNA با ژنهای منتخب، بیان آنها با استفاده از روش نورترنبلات معکوس نسبت به یک ژن کنترل داخلی (TEF-1α) سنجیده و با استفاده از نرمافزار توتال لب کمیگردید. مطالعه بیان نسبی هر ژن نسبت به ژن کنترل داخلی نشان داد که اعمال تنش خشکی بر میزان بیان تمامی ژنها به جزء ژن bHLH اثر معنیداری داشتهاست. نمودار دوطرفه بر پایه مولفههای اول و دوم، جداسازی ژنوتیپها را در تنش کمآبی بر اساس مقدار بیان هفت ژن مورد ارزیابی امکانپذیر کرد. این روش میتواند در غربالگری و شناسایی ژنوتیپهای متحمل در تودههای بومیگندم کاربرد مؤثری داشتهباشد.
بیوانفورماتیک
سولماز عزیزی؛ ناصر زارع
چکیده
لیپواکسیژنازها (LOX) دیاکسیژنازهای دارای آهن غیرهم بوده و در مسیر آپوپتوتید (مرگ برنامهریزیشده سلول)، پاسخ گیاهان به تنشهای زیستی و غیرزیستی نقش دارند. در این مطالعه 95 ژن همولوگ LOX در چهار گونه از خانواده بقولات (نخود، سویا، لوبیا و یونجه یکساله) شناسایی شد که این ژنها بر اساس روابط فیلوژنتیکی با آرابیدوپسیس، برنج، ارزن و جو ...
بیشتر
لیپواکسیژنازها (LOX) دیاکسیژنازهای دارای آهن غیرهم بوده و در مسیر آپوپتوتید (مرگ برنامهریزیشده سلول)، پاسخ گیاهان به تنشهای زیستی و غیرزیستی نقش دارند. در این مطالعه 95 ژن همولوگ LOX در چهار گونه از خانواده بقولات (نخود، سویا، لوبیا و یونجه یکساله) شناسایی شد که این ژنها بر اساس روابط فیلوژنتیکی با آرابیدوپسیس، برنج، ارزن و جو به زیرگروههای 9-LOX، 13-LOX تیپ یک و 13-LOX تیپ دو تقسیم میشوند. ژنهای LOX بهصورت غیریکنواخت بر روی کروموزومها پخش شدهاند. آنزیمهای کد شده بهوسیله این ژنها در سیتوپلاسم و کلروپلاست فعال هستند. این ژنها غنی از اینترون دارای ششتا نه اینترون بوده و دارای ساختار ژنی و فاز اینترونی حفاظتشده هستند. ژنهای LOX مورد مطالعه دارای دارای دمینهای حفاظتشده لیپواکسیژناز و PLAT/LH2 هستند. وجود چندین عنصر تنظیمی سیس پاسخ به هورمونها و تنشها نظیر ERE، MYB و MYC در پروموتر ژنهای LOX نشاندهنده نقش این ژنها در نمو گیاه و پاسخ آنها به تنشهای محیطی میباشد. افزون بر این، انواع مولکولهای miRNA شناساییشده بیان پس از رونویسی ژنهای LOX را از طریق برش یا ممانعت از ترجمه تنظیم میکند. آنالیز بیان ژنها بر پایه دادههای ترانسکریپتومیکس نشان داد که الگوی بیان ژنهای LOX سویا در شرایط تنشهای غیرزیستی متفاوت بوده و ژنهای GmLOX4، GmLOX21، GmLOX25، GmLOX5، GmLOX22، GmLOX24، GmLOX14، GmLOX16، GmLOX7 و GmLOX26 بیان بالایی در پاسخ به شوری، خشکی، سرما و گرما دارند که بر نقش آنها در افزایش تحمل سویا به تنشهای غیرزیستی دلالت دارد. این مطالعه اطلاعات ارزشمندی را برای درک بهتر کارکردهای ژنهای LOX و کشفیات بیشتر خانواده ژنی LOX بقولات فراهم میکند.
بیوانفورماتیک
محمدامین باقری؛ سید کمال کاظمی تبار؛ علی دهستانی؛ پویان مهربان جوبنی؛ حمید نجفی زرینی
چکیده
کنجد (Sesamum indicum L.) یک گیاه زراعی دانه روغنی مهم از نظر تغذیهای و دارویی میباشد که تنشهای محیطی ظرفیت عملکرد آن را محدود میکند. عامل پاسخ دهنده به اتیلن (ERF) یکی از بزرگترین خانوادههای عوامل رونویسی میباشد که در تنظیم پاسخ گیاه به تنشهای غیر زنده نقش کلیدی ایفا میکند. در مطالعه حاضر، در مجموع 113 ژن ERF از ژنوم کنجد شناسایی شد، ...
بیشتر
کنجد (Sesamum indicum L.) یک گیاه زراعی دانه روغنی مهم از نظر تغذیهای و دارویی میباشد که تنشهای محیطی ظرفیت عملکرد آن را محدود میکند. عامل پاسخ دهنده به اتیلن (ERF) یکی از بزرگترین خانوادههای عوامل رونویسی میباشد که در تنظیم پاسخ گیاه به تنشهای غیر زنده نقش کلیدی ایفا میکند. در مطالعه حاضر، در مجموع 113 ژن ERF از ژنوم کنجد شناسایی شد، که آنها خود به دو زیرخانواده شامل 46 عضو متصل به عناصر پاسخ دهنده به پسابیدگی (DREB) و 67 عضو ERF تقسیم شدند. روابط فیلوژنتیکی، خصوصیات فیزیکوشیمیایی پروتئینها، ساختارهای ژنی و موتیفهای آمینو اسیدی حفاظت شده در خانواده ERF کنجد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در ادامه پروفایل بیانی ژنهای ERF کنجد در بافتهای مختلف و همچنین تحت تنشهای محیطی بررسی گردید. بهطور کلی ژنهای متعدد از خانواده ERF در بافتهای مختلف کنجد بهویژه در ریشه، کپسول و گل از بیان قابل ملاحظهای برخوردار بودند. همچنین پروفایلهای بیانی نشان داد ژنهای RAP2.2L، PTI6، ERF017L و ERF096 بهترتیب تحت تنشهای خشکی، اسمزی، شوری و غرقاب بشدت القا شدند. افزون بر این، نتایج qPCR نشان داد که بیان نسبی ژن ERF061L در ژنوتیپ متحمل کنجد در مقایسه با حساس تحت شرایط خشکی بیشتر میباشد. این مطالعه دادههای مهمی را برای درک تکامل و عملکرد خانواده ERF در کنجد فراهم نموده است که میتواند در برنامههای اصلاحی آینده برای تحمل تنشهای غیر زنده مورد استفاده قرار گیرد.
بیوانفورماتیک
ناصر محمدیان روشن
چکیده
عوامل تنظیمکننده رشد (Growth Regulatory Factor, GRF) از فاکتورهای رونویسی اختصاصی در گیاهان هستند دارای دو دمین حفاظت شده QLQ و WRC میباشند. اعضاء این خانواده ژنی در فرآیندهای مختلف زیستی مانند رشد و نمو و پاسخ به تنشهای محیطی و هورمون نقش دارند. در این مطالعه ژنهای خانواده GRF گندم شناسایی و بهصورت بیوانفورماتیکی بررسی شدند. شناسایی ژنهای ...
بیشتر
عوامل تنظیمکننده رشد (Growth Regulatory Factor, GRF) از فاکتورهای رونویسی اختصاصی در گیاهان هستند دارای دو دمین حفاظت شده QLQ و WRC میباشند. اعضاء این خانواده ژنی در فرآیندهای مختلف زیستی مانند رشد و نمو و پاسخ به تنشهای محیطی و هورمون نقش دارند. در این مطالعه ژنهای خانواده GRF گندم شناسایی و بهصورت بیوانفورماتیکی بررسی شدند. شناسایی ژنهای GRF با استفاده از BlastP انجام و در ادامه روابط تکاملی، موتیفهای حفاظت شده، پیشبر، miRNA هستیشناسی و بیان ژنهای شناسایی شده مطالعه شد. در این مطالعه 30 ژن TaGRF (TaGRF1-30) بر اساس جستجوی پایگاه داده ژنوم گندم شناسایی شدند که بر روی 12 کروموزوم قرار داشتند و بر اساس روابط فیلوژنتیکی در 6 زیرگروه دستهبندی شدند. ژنهای TaGRF هر زیرگروه از نظر ساختار ژنی مشابه و تمامی آنها دارای دو موتیف حفاظت شده (WRC و QLQ) و 2 تا 5 اگزون بودند. با توجه به شناسایی عناصر تنظیمی پاسخ در تنشها، هورمونها و مراحل رشد و نمو در ناحیه پیشبر، این ژنها در بسیاری از فرآیندهای زیستی گندم نقش دارند. همچنین 26 ژن TaGRF دارای جایگاه هدف برای miRNA396 بودند. اطلاعات RNA-seq پایگاه داده expVIP نشان داد که ژنهای TaGRF1، TaGRF4 و TaGRF7 تظاهر بالایی در مراحل رویشی و زایشی در بافتهای ریشه، ساقه، برگ، سنبله و دانه داشتند. همچنین این دادهها نشان داد که تمامی ژنهای GRF گندم بهجز TaGRF16 در مرحله زایشی سنبله تظاهر داشتند. نتایج این مطالعه اطلاعات تکاملی و کارکردی موردنیاز برای طراحی مطالعات کارکردی این خانواده ژنی را فراهم میسازد.
بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی
ندا اصغری؛ داود کولیوند؛ امید عینی
چکیده
ویروس موزاییک خیار Cucumber mosaic virus (CMV) گونه شاخص جنس Cucumovirus از خانواده Bromoviridae است. در این تحقیق بیان برخی ژنهای مرتبط با رشد و نمو و متیلاسیون در یک رقم حساس گوجهفرنگی آلوده به ویروس موزاییک خیار بررسی شد. برای آلودهسازی گوجهفرنگی از همسانههای آلودهگر جدایه استاندارد Fny ویروس موزاییک خیار استفاده شد. بدین منظور پس از تهیه نسخههای ...
بیشتر
ویروس موزاییک خیار Cucumber mosaic virus (CMV) گونه شاخص جنس Cucumovirus از خانواده Bromoviridae است. در این تحقیق بیان برخی ژنهای مرتبط با رشد و نمو و متیلاسیون در یک رقم حساس گوجهفرنگی آلوده به ویروس موزاییک خیار بررسی شد. برای آلودهسازی گوجهفرنگی از همسانههای آلودهگر جدایه استاندارد Fny ویروس موزاییک خیار استفاده شد. بدین منظور پس از تهیه نسخههای رونویسی شده از همسانههای آلودهگر آرانای یک، دو و سه ویروس موزاییک خیار، رونوشتها ابتدا روی توتون در مرحله چهاربرگی مایهزنی شدند و پس از ظهور علائم و ایجاد آلودگی، عصاره گیاه توتون آلوده بهصورت مکانیکی روی گوجه فرنگی در مرحله چهاربرگی مایهزنی شد. پس از بروز علائم در چندین مرحله از گیاهان آلوده در فاصلههای زمانی 7، 14 و 21 روز پس از مایهزنی، نمونهبرداری از برگهای آلوده انجام گرفت. پس از استخراج آرانای کل از گیاهان دارای علائم حضور ویروس با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ویروس منطبق بر بخشی از ژن پروتئین پوششی تأیید شد. بیان برخی از ژنهای مرتبط با دفاع و متیلاسیون مانند Hsp90، AGO1 وAGO4 توسط Real Time PCR اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که میزان بیان برخی از ژنها مانند HSP90 در گوجهفرنگیهای آلوده کاهش یافته بود. همچنین بیان ژن AGO1، در روز هفتم و چهاردهم پس از آلودگی در مقایسه با گیاه سالم افزایش یافت، در حالیکه در روز 21 پس از آلودگی میزان بیان این ژن نسبت به گیاه سالم کاهش یافت. بیان AGO4 در گیاهان آلوده به ویروس موزاییک خیار، در روز هفتم نسبت به گیاه سالم کاهش اما در روز 14و 21 روز پس از آلودگی، افزایش بیان نشان داد. تغییرات بیان ژن در AGO احتمالاً میتواند ناشی از تاخیر در القای این ژن توسط ویروس در مرحله اول بروز علایم باشد.
بیوانفورماتیک
ناصر محمدیان روشن
چکیده
در گیاهان عالی، ساکارز سینتاز (SuS, EC 2.4.1.13) بهعنوان آنزیم کلیدی در متابولیسم ساکارز شناخته میشود. این آنزیم صورت برگشت پذیر و در حضور یوریدین دیفسفات (UDP)، ساکارز را به فروکتوز و UDP-گلوکز تبدیل میکند. در این مطالعه 22 ژن ساکارز سینتاز با استفاده از روشهای بیوانفورماتیکی در ژنوم گندم شناسایی شد که براساس جایگاه کروموزومی از TaSUS1 تا ...
بیشتر
در گیاهان عالی، ساکارز سینتاز (SuS, EC 2.4.1.13) بهعنوان آنزیم کلیدی در متابولیسم ساکارز شناخته میشود. این آنزیم صورت برگشت پذیر و در حضور یوریدین دیفسفات (UDP)، ساکارز را به فروکتوز و UDP-گلوکز تبدیل میکند. در این مطالعه 22 ژن ساکارز سینتاز با استفاده از روشهای بیوانفورماتیکی در ژنوم گندم شناسایی شد که براساس جایگاه کروموزومی از TaSUS1 تا TaSUS22 نامگذاری شدند. آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که ژنهای ساکارز سینتاز گندم و سایر گیاهان از نظر تکاملی به سه گروه SUSI، SUSII و SUSIII تقسیم میشوند. ژنهای TaSUS هر گروه از نظر ویژگیهای ساختاری مانند تعداد، طول و توزیع اگزونها حفاظت شده هستند. ناحیه بالادست ژنهای TaSUS دارای فراوانی متفاوتی از عناصر تنظیمی cis است که دلیلی بر پیچیدگی تنظیم بیان این ژنها در مراحل نموی و یا پاسخ به تنشها میباشد. همچنین 21 ژن TaSUS هدف miRNA مربوط به 16 خانواده متفاوت قرار میگیرند که اهمیت تظیم بیان ژن پس از رونویسی در این خانواده را نشان میهد. پروفایل بیانی مکانی/زمانی این ژنها مشخص کرد که ژنهای TaSUS مربوط به زیرگروه SUSI نقش مهمی در رشد و نمو گندم بر عهده دارند. این نتایج نگاه جدیدی به تکامل ژنهای TaSUS بوده و اطلاعات پایه از نظر تکاملی و کارکردی احتمالی، برای انتخاب و ارزیابی نقش این ژنها در متابولیسم ساکارز در شرایط رشدی مختلف در گندم را فراهم میکند.
اصلاح نباتات مولکولی
سجاد زارع؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی؛ احمد اسماعیلی؛ حسن پاک نیت
چکیده
مطالعه سازوکارهای تحمل تنش در گیاه جو، به درک بهتر اساس ژنتیکی تحمل تنش خشکی و در نهایت بهبود خصوصیات ژنتیکی مرتبط با تحمل تنش به کمک روشهای نوین ژنتیک مولکولی میانجامد. در این پژوهش، بهمنظور شناسایی و بررسی بیان برخی میکرو RNAهای درگیر در تحمل تنش خشکی گیاه جو، واکاوی EST های برگ و ریشه در گیاه جو صورت گرفت. اطلاعات اولیه کتابخانهها ...
بیشتر
مطالعه سازوکارهای تحمل تنش در گیاه جو، به درک بهتر اساس ژنتیکی تحمل تنش خشکی و در نهایت بهبود خصوصیات ژنتیکی مرتبط با تحمل تنش به کمک روشهای نوین ژنتیک مولکولی میانجامد. در این پژوهش، بهمنظور شناسایی و بررسی بیان برخی میکرو RNAهای درگیر در تحمل تنش خشکی گیاه جو، واکاوی EST های برگ و ریشه در گیاه جو صورت گرفت. اطلاعات اولیه کتابخانهها از پایگاه NCBI دریافت گردید، سپس با کمک نرم افزارهای بیوانفورماتیکی، پیشپردازش دادهها و همچنین شناسایی ژنهای با میزان بیان متفاوت در بین کتابخانهها انجام گرفت. به منظور بررسی بیان ژنهای منتخب با استفاده از روش Real time-PCR، یک آزمایش به صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلدان روی رقم زراعی نیمروز (متحمل در برابر تنش خشکی) و اکوتیپ جو وحشی اسپانتانئوم (Hordeum spontaneum) در سه سطح صفر، 24 و 72 ساعت پس از اعمال تنش خشکی صورت گرفت. با جستجو در بین کانتیگهای بهدستآمده، سه miRNA با بیان بالا (ath-miR414، osa-miR2102-5p، osa-miR414) شناسایی شدند. بررسی بیان miR414 و miR2102 در نمونههای گیاهی جو، نشان داد که میزان بیان این دو miRNA در هر دو ژنوتیپ در پاسخ به تنش خشکی بهطور معنیداری (05/0>P) افزایش یافت، بهطوریکه بعد از 72 ساعت بیان ژن miR414 در ژنوتیپ نیمروز و اسپانتانئوم به ترتیب 61/2 و 2 برابر و بیان ژن miR2102 به ترتیب به میزان 4/2 و 8/2 برابر نسبت به اسپانتئوم (شاهد) در شرایط عدم تنش (صفر ساعت پس از اعمال تنش) افزایش یافتند.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
ژیلا محمدی؛ علیرضا مطلبی آذر؛ فریبرز زارع نهندی؛ علیرضا تاری نژاد؛ غلامرضا گوهری
دوره 7، شماره 20 ، اسفند 1396، ، صفحه 55-63
چکیده
این مطالعه با هدف بررسی نقش نیتریکاکسید بر میزان بیان ژن بتائین آلدئیددهیدروژناز و سنتز گلایسینبتائین در سیبزمینی رقم آگریا تحت تنش شوری در شرایط درون شیشهای انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل چهار سطح سدیمنیترو پروساید به عنوان دهنده نیتریکاکسید (0، 3-10، 4-10 و 5-10 میلیمولار) و دو سطح سدیمکلرید (0 و 70 میلیمولار) بود. در این ...
بیشتر
این مطالعه با هدف بررسی نقش نیتریکاکسید بر میزان بیان ژن بتائین آلدئیددهیدروژناز و سنتز گلایسینبتائین در سیبزمینی رقم آگریا تحت تنش شوری در شرایط درون شیشهای انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل چهار سطح سدیمنیترو پروساید به عنوان دهنده نیتریکاکسید (0، 3-10، 4-10 و 5-10 میلیمولار) و دو سطح سدیمکلرید (0 و 70 میلیمولار) بود. در این تحقیق از محیط کشت MS استفاده گردید و پس از اعمال تنش شوری از سدیمنیترو پروساید جهت تیمار ریزنمونهها به منظور افزایش احتمالی بیان ژن بتائین آلدئید دهیدروژناز (ژن مسئول سنتز گلایسینبتائین) استفاده شد. چهار هفته بعد از اعمال تیمار، RNA کل از بافتهای نمونههای تیمار شده استخراج شد و به منظور ارزیابی نسبی بیان ژن بتائین آلدئید دهیدروژناز از روش RT-PCR نیمهکمی استفاده گردید. بررسی بیان ژن بتائین آلدئید دهیدروژناز نشان داد که میزان بیان این ژن در گیاهچههای تحت تنش شوری افزایش داشته، در حالیکه تیمار سدیمنیترو پروساید در شرایط تنش شوری میزان بیان آن را کاهش داد. همچنین میزان گلایسینبتائین در بافتهای نمونههای گیاهی رشد یافته در شرایط معمولی با به کار بردن سدیمنیترو پروساید افزایش نشان داد، درحالیکه سدیمنیتروپروساید تأثیر منفی روی محتوای گلایسینبتائین گیاهچهها تحت شرایط تنش شوری داشته است.
بیوانفورماتیک
امین عابدی عابدی؛ رضا شیرزادیان خرم آباد؛ محمد مهدی سوهانی
دوره 7، شماره 18 ، شهریور 1396، ، صفحه 27-40
چکیده
در یوکاریوتها DNA ژنومی در ترکیب با پروتئینهای هیستونی کروماتین را ایجاد میکند. چپرونهای هیستونی از طریق تغییر دسترسی به DNA بر میزان رونویسی ژنها تأثیر میگذارند. بر خلاف مخمر و جانوران، در مورد چپرونهای هیستونی گیاهی اطلاعات کمی وجود دارد. در این رابطه، خانواده nucleosome assembly protein (NAP) در تمام یوکاریوتها حفاظت شده بوده و جزء ...
بیشتر
در یوکاریوتها DNA ژنومی در ترکیب با پروتئینهای هیستونی کروماتین را ایجاد میکند. چپرونهای هیستونی از طریق تغییر دسترسی به DNA بر میزان رونویسی ژنها تأثیر میگذارند. بر خلاف مخمر و جانوران، در مورد چپرونهای هیستونی گیاهی اطلاعات کمی وجود دارد. در این رابطه، خانواده nucleosome assembly protein (NAP) در تمام یوکاریوتها حفاظت شده بوده و جزء جدایی ناپذیر در پایداری، حفظ و پویایی کرماتین یوکاریوتی میباشد. این پروتئین ها در انتقال هیستونها به هسته، تشکیل نوکلئوزوم و القاء سیالیت کروماتین نقش داشته و لذا رونویسی بسیاری از ژنها را تحت تأثیر قرار میدهد. در این مطالعه با استفاده از روشهای بیوانفورماتیکی، 6 ژن شبه NAP (ZmNPL1 تا ZmNAPL6) در ذرت شناسایی شد. آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که این ژنهای NAPL همانند ژنهای NAPL آرابیدوپسیس و برنج به دو زیر گروه تقسیم شده و رابطه تکاملی نزدیکتری با ژنهای NAPL برنج داشتند. این ژنها دارای 3 تا 11 اینترون بوده و بر روی 5 کروموزوم از 10 کروموزوم ذرت قرار گرفتهاند. آنالیز بیانی بر پایه ریزآرایه نشان دهنده تنظیم دقیق رونویسی ژنهای ZmNAPL در طول نمو ذرت میباشد. این امر حاکی از نقش مهم این ژنها در برنامه ریزی مرتبط با فرآیندهای نموی ذرت بود. این مطالعه اولین گزارش در مورد شناسایی و بررسی روابط تکاملی، ساختاری و بیانی ژنهای NAPL ذرت بوده و نتایج بدست آمده از آن اطلاعات پایه برای تحقیقات آتی در مورد کارکرد ژن-های NAPL ذرت را مهیا میسازد.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
پرویز حیدری
دوره 6، شماره 14 ، شهریور 1395، ، صفحه 17-25
چکیده
اکسین به عنوان یک هورمون گیاهی دارای نقش چندگانهای در تنظیم رشد و توسعه ساقه، ریشه و سایر اندامها، تحت شرایط طبیعی و یا تنش است. در این تحقیق تغییرات رونوشت ژنهای AUX/IAA، ARF، BRX و PIN4 درگیر در مسیر ارسال پیام و ترابری هورمون اکسین در ریشه ی دو ژنوتیپ متحمل و حساس به سرما گیاه گوجه فرنگی تحت شرایط 15 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. ...
بیشتر
اکسین به عنوان یک هورمون گیاهی دارای نقش چندگانهای در تنظیم رشد و توسعه ساقه، ریشه و سایر اندامها، تحت شرایط طبیعی و یا تنش است. در این تحقیق تغییرات رونوشت ژنهای AUX/IAA، ARF، BRX و PIN4 درگیر در مسیر ارسال پیام و ترابری هورمون اکسین در ریشه ی دو ژنوتیپ متحمل و حساس به سرما گیاه گوجه فرنگی تحت شرایط 15 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. ژن AUX/IAA4 که تنظیم کننده منفی ژنهای پاسخ به اکسین است در ژنوتیپ متحمل تحت شرایط تنش دمای پایین، افزایش بیان را نشان داد اما رونوشتهای این ژن در ژنوتیپ حساس کاهش یافتند. ژن های ARF و PIN4 افزایش بیان بالای تحت شرایط دمای پایین در ژنوتیپ حساس نشان دادند در حالیکه در ژنوتیپ متحمل در زمان ریکاوری 2 ساعت بیشترین کاهش بیان را داشت. الگوی بیان ژن BRX بهعنوان یک نقطه مشترک در برهمکنش اکسین و براسینواستروئید، نشان می دهد که بیان این ژن تحت دمای پایین در ژنوتیپ حساس افرایش مییابد و بیشترین میزان بیان در 2 ساعت بازیافت پس از تنش مشاهده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که غلظت هورمون اکسین در ریشه ژنوتیپ حساس با کاهش دما، افرایش مییابد و این باعث القاء ژن های ARF، PIN4 و BRX میشود در حالیکه بیان ژن AUX/IAA4 را کاهش می دهد. نتایج شناسایی موتیف مشترک در 1500 جفت باز بالادست ژنهای مورد مطالعه نشان داد موتیف AATAT از الگوریتم PRISM یک موتیف مشترک کلیدی در تنظیم ژن های مورد مطالعه میباشد.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
سجاد زارع؛ زهرا سادات شبر؛ رضا فتوت
دوره 6، شماره 13 ، خرداد 1395، ، صفحه 69-77
چکیده
نقص در متابولیسم کربوهیدرات در دانههای گرده در حال نمو، نقش مهمی را در القای نرعقیمی در گیاه گندم تحت تنش خشکی ایفا می کند. در این راستا به منظور بررسی بیان چهار ژن دخیل در متابولیسم کربوهیدرات (Inv1 و Inv3، Raftin a و AGP) در شرایط تنش خشکی در دو رقم گندم متحمل به خشکی (دزفول 10) و حساس (شیراز)، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی ...
بیشتر
نقص در متابولیسم کربوهیدرات در دانههای گرده در حال نمو، نقش مهمی را در القای نرعقیمی در گیاه گندم تحت تنش خشکی ایفا می کند. در این راستا به منظور بررسی بیان چهار ژن دخیل در متابولیسم کربوهیدرات (Inv1 و Inv3، Raftin a و AGP) در شرایط تنش خشکی در دو رقم گندم متحمل به خشکی (دزفول 10) و حساس (شیراز)، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه انجام شد. اعمال تنش خشکی در مرحله میوز دانه گرده صورت گرفت. در شرایط تنش درصد گلچههای بارور کاهش یافت، این کاهش درصد گلچهها در رقم متحمل دزفول 10 کمتر دیده شد. پس از تهیه نمونه بساک در مرحله میوز، الگوی بیان ژنهای مورد نظر با روش Real-time PCR مورد بررسی قرار گرفت. بیان ژنهای Inv1، Inv3، Raftin a و AGP در رقم حساس شیراز در شرایط تنش خشکی نسبت به شاهد افزایش بیان معنی-داری نداشت، در حالی که بیان این چهار ژن در رقم متحمل دزفول 10 در شرایط تنش نسبت به رقم شیراز در شرایط آبیاری کافی به طور معنیداری (به ترتیب 35، 22، 65 و 8/9 برابر) افزایش نشان داد. بر اساس نتایج بدست آمده به نظر میرسد که بخشی از تحمل به تنش خشکی در رقم دزفول 10 میتواند به علت القای ژنهای دخیل در تجمع نشاسته باشد. همچنین احتمال میرود با القای این ژنها در سایر ارقام در شرایط تنش بتوان میزان تجمع نشاسته را در حالت نرمال نگاه داشته و از عقیمی دانه گرده کاست.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
رویا حیدری؛ رحیم حداد
دوره 5، شماره 9 ، خرداد 1394، ، صفحه 65-76
چکیده
سیلیکون از جمله عناصری است که باعث القای مقاومت به انواع تنشها به ویژه تحت تنش خشکی در گیاهان میشود. در این پژوهش به بررسی اثر سیلیکون در فعالیت آنزیمهای ضداکسنده کاتالاز، اسکوربات پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز و الگوی بیانی ژنهای مربوطه و محتوای هیدروژن پراکساید بر روی دو رقم نیمروز (مقاوم به خشکی) و گرگان (رقم نیمه حساس) ...
بیشتر
سیلیکون از جمله عناصری است که باعث القای مقاومت به انواع تنشها به ویژه تحت تنش خشکی در گیاهان میشود. در این پژوهش به بررسی اثر سیلیکون در فعالیت آنزیمهای ضداکسنده کاتالاز، اسکوربات پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز و الگوی بیانی ژنهای مربوطه و محتوای هیدروژن پراکساید بر روی دو رقم نیمروز (مقاوم به خشکی) و گرگان (رقم نیمه حساس) در مرحله چهار برگی، تحت سه تیمار خشکی، سیلیکون-خشکی و شاهد به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه پرداخته شد. بر اساس نتایج تجزیه، میزان فعالیت آنزیم CAT تحت تنش خشکی در رقم حساس کاهش و تیمار سیلیکون در هر دو رقم باعث افزایش آن گردید. در صورتیکه فعالیت دو آنزیم دیگر (آسکوربات پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز) در اثر تنش خشکی افزایش یافته و تیمار سیلیکون باعث تشدید فعالیت آنها نسبت به شاهد شد. الگوی بیان ژنی فعالیت این آنزیمها مشابه با تغییرات آنزیمی آنها بود. از نتایج حاصل از این آزمایش میتوان چنین نتیجه گرفت که نقش سیلیکون در افزایش تحمل به تنش خشکی در گیاه جو بدلیل افزایش فعالیت آنزیمهای ضداکسنده و تشدید بیان ژنهای مسئول پاسخ به تنش بوده و احتمالا باعث کاهش آسیبهای ناشی از فعالیت گونههای فعال اکسیژن حاصل تحت تنش خشکی شده است.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
سمیرا شاکری؛ سید کمال کاظمی تبار؛ سید حمید رضا هاشمی
دوره 4، شماره 8 ، اسفند 1393، ، صفحه 1-10
چکیده
تجزیه و تحلیل بیان ژن جزء لاینفک مطالعات ژنومیکس کاربردی در همه موجودات زنده بشمار میرود. Real-time PCR تکنیک بسیار قوی برای بررسی بیان کمی ژن میباشد. با این حال، علاوه بر قابل اعتماد بودن، دارای یک سری مشکلات خاص، از جمله انتخاب ژن (های) کنترل داخلی مناسب برای نرمالسازی دادهها میباشد. این تحقیق در خصوص انتخاب ژنهای رفرنس در ...
بیشتر
تجزیه و تحلیل بیان ژن جزء لاینفک مطالعات ژنومیکس کاربردی در همه موجودات زنده بشمار میرود. Real-time PCR تکنیک بسیار قوی برای بررسی بیان کمی ژن میباشد. با این حال، علاوه بر قابل اعتماد بودن، دارای یک سری مشکلات خاص، از جمله انتخاب ژن (های) کنترل داخلی مناسب برای نرمالسازی دادهها میباشد. این تحقیق در خصوص انتخاب ژنهای رفرنس در گیاه کنجد در مراحل مختلف نمو و تحت تنش شوری، مورد بررسی قرار گرفت .بدین منظور چهار ژن کنترل داخلی شامل Alpha- Tubulin، Beta- Actin، eIF4- A و UBQ5 که معمولاً به عنوان ژن خانهدار در گیاهان استفاده میشود انتخاب و پایداری بیان آنها در سطوح مختلف شوری (صفر و 75 میلیمولار) و مراحل مختلف نموی در شش دوره زمانی (0 ساعت، 6 ساعت، 1 روز، 4 روز، 8 روز و 16 روز) در بافت برگ مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی بیان ژنهای رفرنس با استفاده از نرمافزار geNORM نشان داد که ژنهای eIF4- A و Beta-Actin از پایداری بیان بیشتری نسبت به سایر ژنهای مورد بررسی در مراحل نمو و تنش شوری در نمونه بافت برگی برخوردار بودند. استفاده از این ژنها میتواند در نرمالسازی بیان ژن به وسیله آنالیز Real-Time PCR مفید باشد. نتایج این تحقیق را میتوان به عنوان ژنهای رفرنس درآنالیز بیان ژن در Real-Time PCR در گیاه کنجد استفاده نمود.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
صبا مخلصیان؛ رحیم حداد؛ قاسمعلی گروسی؛ مریم قنادنیا
دوره 4، شماره 8 ، اسفند 1393، ، صفحه 11-20
چکیده
تنشهای غیرزیستی مختلف در گیاهان منجر به تولید بیش از حد گونههای اکسیژن فعال (ROS) و باعث آسیب به پروتئینها، چربیها، کربوهیدراتها و DNA میشود. برای مقابله با تنش اکسیداتیو در گیاهان دفاع آنتیاکسیدانی مانند کاتالاز و آسکوربیت پراکسیداز برای محافظت از گیاهان فعالیت میکند. سیلیکون دومین عنصر رایج موجود در خاک است که دارای اثرات ...
بیشتر
تنشهای غیرزیستی مختلف در گیاهان منجر به تولید بیش از حد گونههای اکسیژن فعال (ROS) و باعث آسیب به پروتئینها، چربیها، کربوهیدراتها و DNA میشود. برای مقابله با تنش اکسیداتیو در گیاهان دفاع آنتیاکسیدانی مانند کاتالاز و آسکوربیت پراکسیداز برای محافظت از گیاهان فعالیت میکند. سیلیکون دومین عنصر رایج موجود در خاک است که دارای اثرات مفیدی در افزایش تحمل به تنش خشکی در گیاهان میباشد. بدین منظور اثر ناشی از تنش خشکی در بیان نیمهکمی ژنهای کاتالاز و آسکوربیتپراکسیداز و فعالیت آنزیمی آنها در دو لاین گیاه جو دو ردیفه (Hordeum vulgare L.) 20315-CB (مقاوم) و 20213CB- (حساس) در مرحله پنجهدهی در گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و سه تیمار شاهد، خشکی و سیلیکون –خشکی (2میلیمولار سیلیکاتسدیم/ کیلوگرم خاک) اجرا شد. آنالیز نیمهکمی RT-PCR اختلاف معنیداری را بین تیمارها نشان داد. بیشترین میزان بیان ژن کاتالاز و آسکوربیت پراکسیداز در تیمار سیلیکون-خشکی مشاهده شد. نتایج نشان داد در هر دو رقم کاربرد سیلیکون، فعالیت آنزیمهای ضداکسنده را تحت شرایط تنش خشکی افزایش میدهد. با توجه به نتایج حاصل از این مطالعه به نظر میرسد که سیلیکون احتمالا در تغییرات فیزیولوژیکی و متابولیکی جهت افزایش مقاومت به خشکی در گیاهان نقش داشته باشد.
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.
ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک
فاطمه پیراسته بروجنی؛ محمدرضا نقوی؛ علیرضا عباسی؛ حسن سلطانلو؛ مجتبی رنجبر؛ سارا رییسی
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 23-31
چکیده
گونه های آرتمیزیا به دلیل داشتن ترکیبات مختلف ترپنوییدی از جمله مهمترین گیاهان دارویی محسوب می گردد. آرتمیزینین، سسکویی ترپنی با خاصیت ضدمالاریای و ضد سرطانی و تری ترپن های اسکوالن و بتاآمیرین از ترکیبات دارویی مهمی هستند که توسط گونه های آرتمیزیا تولید می شوند. از آن جا که فارنسیل دی فسفات پیش ماده تمام تری ترپن ها و سسکویی ترپن ها ...
بیشتر
گونه های آرتمیزیا به دلیل داشتن ترکیبات مختلف ترپنوییدی از جمله مهمترین گیاهان دارویی محسوب می گردد. آرتمیزینین، سسکویی ترپنی با خاصیت ضدمالاریای و ضد سرطانی و تری ترپن های اسکوالن و بتاآمیرین از ترکیبات دارویی مهمی هستند که توسط گونه های آرتمیزیا تولید می شوند. از آن جا که فارنسیل دی فسفات پیش ماده تمام تری ترپن ها و سسکویی ترپن ها است، بیان ژن فارنسیل دی فسفات سنتاز (FDS) به همراه اسکوالن سنتاز (SQS) و بتاآمیرین سنتاز (BAS) در هفت گونه آرتمیزیای بومی ایران در سه مرحله رشدی مختلف با استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین میزان ترکیب آرتمیزینین توسط روش HPLC اندازه گیری شد. نتایج نشان داد از بین گونه های مورد مطالعه، گونه A. annua در مرحله جوانه های گل بیشترین میزان آرتمیزینین و گونه A. diffusa و A. spicigeria در مرحله رویشی کمترین میزان این ترکیب را دارند. همچنین بیان ژن FDS در این گونه ها تفاوت قابل توجهی نداشته و با وجود نقش مؤثر آن در مسیر بیوسنتزی آرتمیزینین دستکاری آن برای دستیابی به آرتمیزینین بیشتر، مناسب نیست. به علاوه هرچه بیان ژن SQS پایین تر باشد به میزان بالاتری از آرتمیزینین دست پیدا خواهیم کرد اما عکس آن صادق نیست. همچنین بافت گل گونه A. scoparia بهترین منبع دستیابی به ترکیبات اسکوالن و بتاآمیرین شناسایی شد.
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.
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
اصلاح نباتات مولکولی
زهرا سادات شبر؛ جان بنت
دوره 1، شماره 1 ، اسفند 1390، ، صفحه 23-33
چکیده
پروتئین فسفاتازهایC2 گروهی از سرین/ترئونین فسفاتازهای حفظ شده در طی تکامل هستند که در ترارسانی پیام تنش نقش دارند. زیرخانوادهای از این پروتئین فسفاتازها در آرابیداپسیس، شامل ABI1 و ABI2، به عنوان جزئی از مسیر ترارسانی پیام ABA شناخته شدهاند که جهشیافتههای آنها حساسیت بیشتری به ABA نشان داده، خواب بذر و پاسخهای ...
بیشتر
پروتئین فسفاتازهایC2 گروهی از سرین/ترئونین فسفاتازهای حفظ شده در طی تکامل هستند که در ترارسانی پیام تنش نقش دارند. زیرخانوادهای از این پروتئین فسفاتازها در آرابیداپسیس، شامل ABI1 و ABI2، به عنوان جزئی از مسیر ترارسانی پیام ABA شناخته شدهاند که جهشیافتههای آنها حساسیت بیشتری به ABA نشان داده، خواب بذر و پاسخهای تطابقی به خشکی در آنها بیشتر است. از آنجا که برنج نسبت به تنشهای غیر زیستی به ویژه خشکی بسیار حساس است، شناسایی این زیرخانواده ژنی در برنج و مطالعه نقش آنها در پاسخ به این تنشها ارزشمند خواهد بود. طی بررسیهای بیوانفورماتیکی تعداد 9 پروتئین در برنج شناسایی شدند که دارای تمامی نواحی حفظ شده و حائز اهمیت زیرخانواده مذکور بودند. از میان آنها، تنها میزان رونوشتهای OsPP2C5 تحت تأثیر تنش خشکی و هورمون آبسیزیک اسید به شدت افزایش و با آبیاری مجدد یا حذف ABA کاهش یافت. تنش خشکی در تمامی بافتهای مورد مطالعه موجب القای ژن OsPP2C5شد و بر اساس نتایج دورگه سازی در محل، رونوشتهای این ژن، در تمامی سلولها به ویژه در دستههای آوندی اولیه و ثانویه، سلولهای همراه آوند آبکشی و پارانشیم آوند چوبی، سلولهای اپیدرمی و سلولهای پیش ساز اسکلرانشیم و کلرانشیم ناحیه تقسیم سلولی دمگلهای در معرض تنش مشاهده گردید و در بیشتر سلولها رونوشتهای زیادی در هسته تمرکز یافتهبودند. بر اساس نتایج به دست آمده به نظر میرسد که ژن OsPP2C5 در مسیر ترارسانی پیام ABA /تنش خشکی در برنج نقش دارد. امید است اصلاحات ژنتیکی مناسب در این ارتباط، تحمل به تنش خشکی را افزایش دهد.