فیزیولوژی مولکولی
آرمین ساعد موچشی؛ فاطمه سهرابی؛ علی شیرخانی
چکیده
گونههای فعال اکسیژن (ROS) تولیدشده در اندامک‌هایی مانند میتوکندری، کلروپلاست و پراکسی‌زوم نقش مهمی در مسیرهای انتقال پیام در گیاهان دارند و واکنش‌های اکسایش-کاهش، رشد و نمو و همچنین پاسخ‌های دفاعی گیاه در برابر تغیرات محیطی را تنظیم می‌کنند. بنابراین، ROSها بر هر جنبه و مرحله‌ای از گیاه تأثیرگذار هستند. ROSها مانند پراکسید هیدروژن، ...
بیشتر
گونههای فعال اکسیژن (ROS) تولیدشده در اندامک‌هایی مانند میتوکندری، کلروپلاست و پراکسی‌زوم نقش مهمی در مسیرهای انتقال پیام در گیاهان دارند و واکنش‌های اکسایش-کاهش، رشد و نمو و همچنین پاسخ‌های دفاعی گیاه در برابر تغیرات محیطی را تنظیم می‌کنند. بنابراین، ROSها بر هر جنبه و مرحله‌ای از گیاه تأثیرگذار هستند. ROSها مانند پراکسید هیدروژن، رادیکال‌های سوپراکسید و هیدروکسیل و اکسیژن منفرد، در سلول‌های گیاهی به‌عنوان پیام‌رسان‌های ثانویه جهت تنظیم طیف متنوعی از عملکردهای پروتئینی (با تغیرات پساترجمه) و تنظیم بیان ژن عمل می‌کنند. ROSها به صورت طبیعی در جریان پاسخ گیاه به شرایط محیطی و ارتباطات داخل و بین سلولی تولید می‌گردند. با این حال تحقیقات اخیر نشان داده است که این ترکیبات نقش مهمی در پاسخ گیاهان به شرایط تنش بر عهده دارند. تنشهای زیستی مانند: قارچ‌ها، ویروس‌ها، کنه‌ها، حشرات و سایر جانداران، به همراه تنشهای محیطی غیرزیستی مانند: خشکی، شوری و فلزات سنگین موجب افزایش تولید ROS در گیاهان میشود. گیاهان مکانیسم‌های متنوعی جهت مقابله با تأثیرات منفی افزایش تولید ROSها دارند. حذف ROS در گیاهان به طور معمول توسط دو گروه اصلی از مولکول‌های آنتی‌اکسیدان آنزیمی و
غیر-آنزیمی صورت می‌پذیرد. مولکول‌های آنتی‌اکسیدان با خنثی کردن ROS و تبدیل آن به آب، به‌عنوان محصول نهایی، نقش مهمی در تحمل گیاه به تنش‌ها را ایفا می‌کنند. با این حال در شرایط تنش شدید، گیاهان قادر به حذف همه‌ی مولکول‌های تولید شده مازاد نیستند و درنتیجه مقدار بالای ROS موجب ایجاد تنش اکسیدی و آسیب به ترکیبات اصلی سلول مانند پروتئینها، لیپیدها، DNA، کربوهیدراتها و درنهایت مرگ سلول میشود. هنوز به بسیاری از سوالات در مورد واکنش گیاهان به تنش اکسیدی و تنظیم ارتباطات سلولی در زمان تنش پاسخ داده نشده است. این مقاله‌ی مروری به بررسی محل و نحوه‌ی تولید ROSها، انواع و تأثیرات آنها بر سیستم پیام‌رسانی سلولها و ایجاد پاسخ‌های سازگاری گیاهان در شرایط تنش می پردازد. همچنین، نحوه کارکرد آنتی‌اکسیدان‌های مؤثر در حفظ هموستازی سلول و کارایی آنها در حذف یا خنثی‌سازی اثر رادیکال‌های آزاد اکسیژن مورد بررسی قرار میگیرد.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
نرجس فتاحی؛ حمید سبحانیان؛ خدیجه رضوی؛ تهمینه لهراسبی؛ غلامرضا بخشی خانیکی
چکیده
تنشهای محیطی اثرات جبران‌ناپذیری بر تولید گندم نان (Triticum aestivum L.) که از مهمترین محصولات زراعی است می‌گذارند. از طرفی اعضا خانواده AP2/ERF از مهمترین تنظیم‌کنندگان رونویسی هستند که بر رشد و پاسخ گیاه به تنشهای زنده و غیرزنده موثرند. برای ارزیابی سازوکار تحمل تنش شوری در گندم فعالیت آنزیمهای سوپر اکسیددیسموتاز، آسکوربات‌پراکسیداز ...
بیشتر
تنشهای محیطی اثرات جبران‌ناپذیری بر تولید گندم نان (Triticum aestivum L.) که از مهمترین محصولات زراعی است می‌گذارند. از طرفی اعضا خانواده AP2/ERF از مهمترین تنظیم‌کنندگان رونویسی هستند که بر رشد و پاسخ گیاه به تنشهای زنده و غیرزنده موثرند. برای ارزیابی سازوکار تحمل تنش شوری در گندم فعالیت آنزیمهای سوپر اکسیددیسموتاز، آسکوربات‌پراکسیداز و کاتالاز در دو لندریس متحمل گندم (3623 و 3625) تحت شوری با آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در دو سطح شاهد و 250 میلی مولار شوری در سه تکرار انجام شد. از گیاهچه‌ها در زمان‌های صفر، 1، 3، 6، 12 و 24 ساعت و 10 روز پس از تنش نمونه‌برداری شد. فعالیت آنزیم‌ها در ریشه و اندام هوایی گیاهان اندازه‌گیری شد. توالی نوکلئوتیدیAP2-21 از پایگاه NCBI استخراج و آغازگرها طراحی و قطعه ژن از گندم جدا، همسانه-سازی و توالی‌یابی و با حضور دومین حفاظت شده AP2 تأیید شد. تغییرات بیان TaAP2-21 با روش PCR کمی و با استفاده از آغازگرهای ویژه و ژن بتا اکتین بررسی شد. نتایج نشان‌دهنده اختلاف معنی‌دار فعالیت آنزیم‌ها در زمان‌های مختلف نسبت به شاهد در هر دو بافت هر دو رقم بود و بیشترین تفاوت در تنشهای کوتاه و میان‌مدت مشاهده شد با این‌حال ظاهرا" در تنش بلندمدت سازوکار آنتیاکسیدانی آنزیم‌ها در 3623 فعالتر از 3625 عمل می کنند. بیان ژن تحت شوری در بافت‌های هر دو لندریس کاهش معنیداری داشت. احتمالا ژن TaAP2-21 یکی از عوامل بازدارنده رونویسی از ژنهای پاسخ‌دهنده به شوری بوده و باعث ایجاد حساسیت به شوری در گندم میشود.
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.
پروتئومیکس
قاسم حسینی سالکده؛ داود نصر آبادی
دوره 1، شماره 1 ، اسفند 1390، ، صفحه 1-11
چکیده
شوری خاک و آب یکی از عوامل محدودکننده کشت برنج در سراسر دنیا میباشد. این گیاه در مرحله گیاهچه (seedling) حساسیت زیادی نسبت به شوری دارد. پروتئومیکس با توانایی کشف پروتیینها و ژنهای پاسخ‌دهنده به تنش، در فرایند اصلاح برای تنش‌ها به ویژه تنش شوری نقش کاربردی دارد. جهت بررسی اثر تنششوری بر فرآیند‌های فیزیولوژیکی و الگوی ...
بیشتر
شوری خاک و آب یکی از عوامل محدودکننده کشت برنج در سراسر دنیا میباشد. این گیاه در مرحله گیاهچه (seedling) حساسیت زیادی نسبت به شوری دارد. پروتئومیکس با توانایی کشف پروتیینها و ژنهای پاسخ‌دهنده به تنش، در فرایند اصلاح برای تنش‌ها به ویژه تنش شوری نقش کاربردی دارد. جهت بررسی اثر تنششوری بر فرآیند‌های فیزیولوژیکی و الگوی بیان پروتیین‌های گیاه برنج، بذرهای دو رقم متحمل و حساس، به ترتیب (Oryza sativa cv.IR651 and cv.IR29) در محیط کشت یوشیدا، در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار کشت شدند. وزن خشک، تر و نسبت + K+/Naدر برگ سوم و ریشهی گیاهان اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد، کاهش وزن کل ماده خشک گیاهچه‌ها در رقم حساس (IR29) نسبت به رقم متحمل (IR651) اثر معنی‌دار داشت. همچنین نسبتK+/Na+ در رقم IR651 بیش از دو برابر این نسبت در رقم IR29 بود. پروتیین‌های برگ سوم و ریشه گیاهچه‌ها به روشTCA/Acetone استخراج و الکتروفورز دوبعدی با استفاده از سیستم IPG انجام شد. با استفاده از نرم‌افزار Melanie3 345 نقطه پروتیینی تکرار‌پذیر در برگ و 468 نقطه در ریشه شناسایی شد از این تعداد 107 پروتیین در ریشه و 86 پروتیین در برگ هر دو ژنوتیپ پاسخ معنی‌دار به تنش نشان دادند. سپس پروتیینها با استفاده از روشESI-Q-TOF MS/MS توالی‌یابی شدند که مهمترین آنها عبارت‌اند از فریتین، آسکوربات‌پراکسیداز و روبیسکو‌اکتیواز در برگ و پراکسیداز و آسکوربات‌پراکسیداز در ریشه. پروتیین‌های مذکور همگی آنزیم بوده و در سازوکارهای سم‌زدایی و حذف رادیکال‌های آزاد اکسیژن (پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز)، هموستازی آهن (فریتین) و فعال‌سازی دیگر آنزیم‌ها (روبیسکو اکتیواز) نقش دارند.
