فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

اثر پرایمینگ دمائی در پاسخ به رونویسی ژن‌های حافظه‌ای تنش گرما در گیاهچه‌های کلزا

نوید طاهری فر؛ هنگامه طاهری

دوره 13، شماره 45 ، فروردین 1403، ، صفحه 1-14

https://doi.org/10.30473/cb.2024.70139.1946

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.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک خصوصیات فیزیکوشیمیایی، تغییرات پس‌ترجمه‌ای و دمینی ‏پروتئین‌های درگیر در تحمل شوری گندم ‏

آرزو اصل علیزاده؛ محمود تورچی؛ علی بنده حق

دوره 13، شماره 45 ، فروردین 1403، ، صفحه 63-75

https://doi.org/10.30473/cb.2024.70089.1942

چکیده

شوری یکی از مهم‌ترین تنش‌های محیطی است که باعث اختلال در رشد طبیعی گیاهان می‌شود. گیاه برای مقابله با شرایط تنش‌زا، از جمله تنش شوری مکانیسم‌های مختلفی را به کار می‌گیرد که از مهم‌ترین آنها در سطح مولکولی، تغییر در بیان پروتئین‌ها است. تغییر بیان پروتئین‌ها در گرو تغییرات فیزیکوشیمیایی آنها مثل نیمه عمر، شاخص پایداری، نقطه ایزوالکتریک، ... بیشتر شوری یکی از مهم‌ترین تنش‌های محیطی است که باعث اختلال در رشد طبیعی گیاهان می‌شود. گیاه برای مقابله با شرایط تنش‌زا، از جمله تنش شوری مکانیسم‌های مختلفی را به کار می‌گیرد که از مهم‌ترین آنها در سطح مولکولی، تغییر در بیان پروتئین‌ها است. تغییر بیان پروتئین‌ها در گرو تغییرات فیزیکوشیمیایی آنها مثل نیمه عمر، شاخص پایداری، نقطه ایزوالکتریک، وزن مولکولی و ضریب خاموشی است. در این پژوهش تعدادی از پروتئین‌های دارای تغییر بیان تحت تنش شوری در گندم برای تجزیه و تحلیل‌های بیوانفورماتیکی استفاده شده است. از بین 25 پروتئین مرتبط با تنش شوری مورد مطالعه، تعداد 20 پروتئین دارای نیمه عمر بیشتر از 20 ساعت بودند. وزن مولکولی این پروتئین‌ها بین 13 تا 117 کیلو دالتون بوده و 15 پروتئین شاخص ناپایداری کمتر از 40 داشته و پایدار برآورد شدند. از بین پروتئین‌های درگیر در تنش شوری گندم α- توبولین به عنوان یک مونومر به همراه - توبولین در یک دایمر به نام α- توبولین شرکت می‌کند. توبولین، بخش عمده میکروتوبول‌ها را ایجاد می‌کند که برای رشد و تقسیم سلولی ضروری‌اند. این پروتئین دارای یک الگو به نامTubulin subunits alpha, beta and gamma signature و یک دمین به نام PLN00221 می‌باشد. برای پروتئین تریوزفسفات‌ایزومراز، دمینی با نام TIM- like beta/ alpha barrel domains که در مکانیسم کاتالیزوری نقش دارد و برای پروتئین کالمودولین یک دمین به نام PTZ00184 شناسایی شد که دمین متصل شونده به کلسیم می‌باشد. برای پروتئینPutative glycine decarboxylse subunit دمینی به نام PRK01202 شناسایی شد که فعالیت کربوکسیلازی دارد. برای پروتئین 2-Cys proxiredoxin BAS 1 دمین PRX- Typ 2 cys شناسایی شد که نقش مهمی در تنظیم اکسیداسیون- احیای سلولی دارد. این پژوهش نشان داد که تنش شوری طیف وسیعی از پروتئین‌های با ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی بسیار متفاوت از هم را در بر می‌گیرد و شامل پروتئین‌های با وزن مولکولی سنگین و سبک، پایدار و ناپایدار، دارای نیمه عمر طولانی و کوتاه و دارای نقطه ایزوالکتریک متفاوت از هم می‌شود.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

استراتژی‌های اصلاح جو تحت تنش خشکی: پاسخ‌ها، رویکردها و مدیریت

زهره حاجی برات؛ عباس سعیدی؛ محمدرضا غفاری؛ مهرشاد زین العابدینی

دوره 13، شماره 45 ، فروردین 1403، ، صفحه 77-98

https://doi.org/10.30473/cb.2024.70033.1938

چکیده

گیاهان بسته به نوع و رشد گیاه، از استراتژی‌های مختلفی برای مقابله با استرس غیر زنده استفاده می‌کنند. تنش خشکی یکی از مهمترین تنش‌های غیر زنده می‌باشد که بر عملکرد محصولات کشاورزی تأثیر می‌گذارد. علاوه بر این، تنش خشکی یکی از اصلی ترین عوامل محدود کننده در رشد گیاه است و می تواند تنفس و فتوسنتز را مهار کند و بنابراین بر رشد و متابولیسم ... بیشتر گیاهان بسته به نوع و رشد گیاه، از استراتژی‌های مختلفی برای مقابله با استرس غیر زنده استفاده می‌کنند. تنش خشکی یکی از مهمترین تنش‌های غیر زنده می‌باشد که بر عملکرد محصولات کشاورزی تأثیر می‌گذارد. علاوه بر این، تنش خشکی یکی از اصلی ترین عوامل محدود کننده در رشد گیاه است و می تواند تنفس و فتوسنتز را مهار کند و بنابراین بر رشد و متابولیسم فیزیولوژیکی گیاهان تأثیر گذارد. گیاهان چندین مکانیسم مانند تغییرات مورفولوژیک کنند. خشکیُ پیری برگ را تسریع و بیان هزاران ژن را تغییر داده و بر میزان پروتئین دانه و عملکرد دانه تأثیر می‌گذارد. با این حال، تنوع ژنوتیپی برای تحمل ناشی از خشکی در جو وجود دارد. در این بررسی ، این رویکردها می‌توانند به بهبود ژنوتیپ‌های جو در پاسخ به تنش خشکی از طریق اصلاح و صفات فیزیولوژیکی ، مهندسی ژنتیک و انتخاب به کمک نشانگر (MAS) کمک کنند. ژن ها و پروتئین های دخیل در پاسخ به تحمل خشکی را با استفاده از پروتئومیکس، ترنسکریپتومبکس و رویکردهای متابولومیکس در این مطالعه آورده شد. همچنین،QTL (مکان صفات کمی) های معرفی شده مربوط به عملکرد و صفات سبزماندگاری و فیزیولوژیکی موجود در این مطالعه می‌توانند برای بهبود جو در تحمل خشکی در آینده استفاده شوند. ابزارهای امیکس قدرتمندی برای تجزیه و تحلیل واکنش های گیاه به محرک های مختلف محیطی وجود دارد. به‌ویژه مطالعات مقایسه‌ای ژرم‌پلاسم‌های متنوع ژنتیکی که در معرض شرایط نامطلوب مانند خشکی قرار می‌گیرند، بینش‌های ارزشمندی را در مورد پاسخ‌های گیاه به تنش ارائه می‌دهند و ارزیابی مناسب داده های امیکس می تواند به فرآیند کشف نشانگرهای زیستی کمک کند.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

جوانه‌زنی ارقام ایرانی و اروپایی جو در شرایط تنش شوری و ارتباط آن با پروتئین‌های ذخیره‌‏ای بذر

علی ملکی؛ لیلا زارعی؛ صحبت بهرامی نژاد؛ کیانوش چقامیرزا؛ لیلا اکبری؛ فردین فتاحی

دوره 13، شماره 44 ، دی 1402، ، صفحه 71-83

https://doi.org/10.30473/cb.2023.69761.1932

چکیده

جوانه‌زنی و سبز‌شدن یکی از مهم‌ترین مراحل رشد گیاه زراعی است. لذا جوانه‌زنی مناسب در محدوده وسیعی از شرایط محیطی برای استقرارگیاهچه ضروری است. در این تحقیق، 20 رقم جو ایرانی و 24 رقم جو اروپایی، به منظور بررسی تحمل تنش شوری در مرحله جوانه‌زنی، در سه سطح شوری (100، 200 و 300 میلی مولار کلریدسدیم) و شاهد (آب مقطر) به صورت آزمایش فاکتوریل ... بیشتر جوانه‌زنی و سبز‌شدن یکی از مهم‌ترین مراحل رشد گیاه زراعی است. لذا جوانه‌زنی مناسب در محدوده وسیعی از شرایط محیطی برای استقرارگیاهچه ضروری است. در این تحقیق، 20 رقم جو ایرانی و 24 رقم جو اروپایی، به منظور بررسی تحمل تنش شوری در مرحله جوانه‌زنی، در سه سطح شوری (100، 200 و 300 میلی مولار کلریدسدیم) و شاهد (آب مقطر) به صورت آزمایش فاکتوریل براساس طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در اتاقک پرورش قارچ با شرایط دما و نور قابل کنترل و شرایط استریل واقع در مرکز خدمات کشاورزی نوسود و هم‌چنین توسط نشانگر پروتئینی در آزمایشگاه بیوتکنولوژی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی ارزیابی شدند. نتایج تجزیه واریانس صفات مرتبط با جوانه زنی نشان داد که اثر شوری، اثر رقم و اثر متقابل شوری× رقم برای سایر صفات مورد بررسی معنی‌دار شد. با افزایش شدت تنش شوری از صفر تا 300 میلی‌مولار، کلیه صفت‌ها و شاخص‌ها به‌جز میانگین زمان جوانه‌‌زنی کاهش یافتند. درصد جوانه‌زنی همبستگی مثبت و معنی‌داری با طول کل گیاهچه، طول ساقه‌چه، شاخص بنیه بذر، میانگین سرعت جوانه زنی و شاخص سرعت جوانه‌زنی داشت. تجزیه رگرسیون گام‌به-گام صفات مختلف با نشانگرهای پروتئینی نشان داد در مجموع 13 نوار مرتبط با صفات مختلف بودند. بیشترین ارتباط معنی‌دار با صفات مربوط به نشانگر‌ 60 کیلودالتون بود که با چهار شاخص بنیه بذر، میانگین سرعت جوانه‌زنی، طول ساقه‌چه و طول کلئوپتیل مرتبط بود. پس از مطالعات اعتبارسنجی و تأیید نتایج، می‌توان از نشانگرهای شناسایی شده در گزینش به کمک نشانگر برای صفات مرتبط استفاده نمود.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

بررسی فعالیت برخی آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان و تغییر بیان برخی ژن‌های کیتیناز دفاعی گیاه سیب‌زمینی پس از تلقیح با کیتین

مریم فرامرزی جعفربیگلو؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی؛ سید سجاد سهرابی؛ علی مقدم

دوره 13، شماره 43 ، آذر 1402، ، صفحه 43-53

https://doi.org/10.30473/cb.2023.69814.1934

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

بررسی تاثیر تنش خشکی بر صفات زراعی و بیان ژن‌های کد‌کننده فاکتورهای رونویسی ZFP252 وDREB2A در برنج

علیرضا ترنگ

دوره 13، شماره 43 ، آذر 1402، ، صفحه 65-76

https://doi.org/10.30473/cb.2023.68924.1920

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.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

مطالعه ارتباط صفات حاصل از القاء کالوس در جنین بالغ با صفات مزرعه‌ای ‏گندم نان در شرایط متفاوت رطوبتی

فاطمه باوندپوری؛ عزت اله فرشادفر؛ کیانوش چقامیرزا؛ محسن فرشادفر؛ محمد رضا بی همتا

دوره 12، شماره 42 ، شهریور 1402، ، صفحه 17-35

https://doi.org/10.30473/cb.2023.68599.1919

چکیده

واکنش 25 ژنوتیپ گندم به القای کالوس در مرحله جنین بالغ و ارتباط صفات حاصل از کشت بافت با صفات زراعی بررسی شد. آزمایش مزرعه‌ای در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار، در شرایط دیم و آبیاری در دانشگاه رازی اجرا شد. در مرحله القای کالوس‌ جنین‌های بالغ 25 ژنوتیپ گندم نان از یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی شامل دو ... بیشتر واکنش 25 ژنوتیپ گندم به القای کالوس در مرحله جنین بالغ و ارتباط صفات حاصل از کشت بافت با صفات زراعی بررسی شد. آزمایش مزرعه‌ای در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار، در شرایط دیم و آبیاری در دانشگاه رازی اجرا شد. در مرحله القای کالوس‌ جنین‌های بالغ 25 ژنوتیپ گندم نان از یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی شامل دو فاکتور، ژنوتیپ در 25 سطح و هورمون 2, 4-D در 3 سطح 1، 2 و 3 میلی‌گرم در لیتر و کینیتین 2/0 میلی‌گرم در لیتر در شش تکرار استفاده شد. تجزیه واریانس در شرایط کشت بافت نشان داد که بین ژنوتیپ‌ها از نظر تمامی صفات بررسی شده به جز درصد محتوی آب نسبی کالوس اختلاف معنی‌داری وجود دارد. تجزیه خوشه‌ای در شرایط آزمایشگاهی و مزرعه‌ای نشان داد که، ژنوتیپ‌های شماره 15 (WC-47638)، 6 (WC-4840)، 13 (WC-5001)، 18 (WC-47569) و رقم پیشتاز به طور مشترک در هر دو شرایط برتر بودند، که بالاترین مقادیر قطر کالوس، وزن تر کالوس، سرعت رشد کالوس، عملکرد دانه، عملکرد چف، طول اکستراژن، وزن دانه در سنبله، نسبت پدانکل به ارتفاع، شاخص برداشت، دوره پر شدن دانه، سرعت رشد رویشی و سرعت پر شدن دانه را به خود اختصاص دادند. بر اساس تجزیه علیت در شرایط آبیاری، به ترتیب صفات وزن هزار دانه، تعداد دانه در سنبله، سرعت رشد رویشی، طول سایر میانگره‌ها، تعداد سنبله در متر مربع، وزن دانه در سنبله و روز تا سنبله‌دهی بیشترین اثر مستقیم را بر صفات کشت بافت دارند. همچنین، بر طبق تابع کانونیک اول برای صفات کشت بافت (V1) و صفات زراعی (W1) در شرایط دیم، گیاهان با مقادیر بالاتر عملکرد دانه، قطر کالوس بیشتر و با وزن هزار دانه بالاتر سرعت رشد کالوس بالاتر و در شرایط آبیاری، گیاهان با عملکرد بالای دانه و وزن دانه در سنبله، سرعت رشد کالوس بیشتری دارند. براساس نتایج بدست آمده صفات بررسی شده معیارهای مناسبی برای گزینش ارقام در شرایط این ویوو و این ویترو هستند.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

تأثیر تنش شوری بر الگوی بیان ژن‌های SOS1 و NHX1 در ارقام حساس و متحمل گندم زراعی

رسول خداویردی وند کشتیبان؛ حسن سلطانلو؛ سیده ساناز رمضانپور؛ وحید شریعتی

دوره 11، شماره 38 ، شهریور 1401، ، صفحه 1-15

https://doi.org/10.30473/cb.2022.65022.1884

چکیده

در سطح مولکولی، بررسی پاسخ و ارزیابی تحمل به شوری گندم زراعی، می‌تواند راهبرد مهمی در درک و مقایسه مکانیسم‌های دفاعی ارقام گندم محسوب گردد. بدین‌منظور، تحقیقی در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان، به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با 3 تکرار صورت گرفت که فاکتورهای آزمایش شامل ارقام گندم زراعی (رقم متحمل ... بیشتر در سطح مولکولی، بررسی پاسخ و ارزیابی تحمل به شوری گندم زراعی، می‌تواند راهبرد مهمی در درک و مقایسه مکانیسم‌های دفاعی ارقام گندم محسوب گردد. بدین‌منظور، تحقیقی در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع‌طبیعی گرگان، به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با 3 تکرار صورت گرفت که فاکتورهای آزمایش شامل ارقام گندم زراعی (رقم متحمل سارک‌6 و رقم حساس بهاره‌چینی‌) و سری‌های زمانی نمونه‌برداری (صفر یا کنترل، 24، 48، 72 و 96 ساعت پس از تنش) بودند. تنش شوری با غلظت 250 میلی‌مولار کلرید سدیم بر روی گیاهچه‌های 10 روزه یکنواخت در مرحله دو برگی اعمال‌شده و نمونه‌برداری از بافت ریشه و اندام هوایی صورت گرفت. سپس میزان یون‌های سدیم و پتاسیم و در ادامه بیان نسبی ژن‌های SOS1 و NHX1 توسط روش qPCR اندازه‌گیری شد. نتایج حاکی از این بود که پس از اعمال تنش شوری، با افزایش زمان نمونه‌برداری، مقدار Na+ در اندام هوایی و ریشه رقم متحمل نسبت به رقم حساس کاهش‌یافته، اما در ارتباط با مقدارK+ ، پاسخ دو رقم و روند تغییرات، بسته به اندام گیاهی، متفاوت بود. همچنین نتایج نشان داد که الگوی بیان ژن‌های SOS 1 و NHX1 در ریشه و اندام هوایی هر دو رقم، دارای روند منظمی نبود، اما در ریشه رقم سارک‌6، تجمع سریع‌تر و بیشتر رونوشت ژن‌ها مشهود بود که بیانگر نقش مهم این ژن‌ها در ریشه برای کاهش جذب یون سدیم و برقراری هموستازی یونی بود.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

بررسی بیان ژن‌های کاتالاز و DREB-2 تحت تنش کم‌آبی در ژنوتیپ‌های ذرت

خسرو مفاخری؛ مصطفی ولی زاده؛ سیدابوالقاسم محمدی

دوره 11، شماره 36 ، اسفند 1400، ، صفحه 75-93

https://doi.org/10.30473/cb.2022.62784.1869

چکیده

تنش‌های غیر زنده به‌خصوص تنش کم‌آبی در گیاهان باعث ایجاد تنش اکسایشی و تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) و در نتیجه آسیب جدی به DNA، پروتئین و ساختار درونی گیاهان می‌شوند. گیاهان به‌منظور مقابله با این تنش‌ها دارای مکانیسم‌ها و سیستم‌های دفاع آنزیمی و غیر آنزیمی هستند. هم اکنون باتوجه به تغییرات اقلیمی، تنش کم‌آبی یکی از مشکلات اصلی ... بیشتر تنش‌های غیر زنده به‌خصوص تنش کم‌آبی در گیاهان باعث ایجاد تنش اکسایشی و تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) و در نتیجه آسیب جدی به DNA، پروتئین و ساختار درونی گیاهان می‌شوند. گیاهان به‌منظور مقابله با این تنش‌ها دارای مکانیسم‌ها و سیستم‌های دفاع آنزیمی و غیر آنزیمی هستند. هم اکنون باتوجه به تغییرات اقلیمی، تنش کم‌آبی یکی از مشکلات اصلی تولید در بخش کشاورزی است. باتوجه به اهمیت مطالعات مولکولی و پاسخ‌های مولکولی و آنزیمی گیاهان تحت شرایط تنش‌های غیر زنده، بیان نسبی ژن‌های کاتالاز و DREB-2 با تکنیک واکنش زنجیره‌ای پلیمراز زمان واقعی (Real Time-PCR) و فعالیت آنزیمی کاتالاز در دو ژنوتیپ SC706 و SC260 ذرت تحت تنش کم‌آبی موردمطالعه قرار گرفته است. آزمایش در شرایط مزرعه‌ای و به‌صورت اسپلیت‌پلات در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار و در سه شرایط آبیاری نرمال، تنش ملایم و تنش شدید کم‌آبی اجرا شد. نتایج آنالیز بیان نسبی ژن‌ها اختلاف معنی‌داری بین تیمارها را نشان داد به‌صورتی‌که با افزایش شدت تنش کم‌آبی نسبت به آبیاری نرمال بر میزان فعالیت آنزیمی و بیان نسبی ژن‌های مورد بررسی افزوده شد. تحت تنش کم‌آبی شدید و ملایم نسبت به آبیاری نرمال ژن DREB-2 به‌ترتیب با 690 و 211 درصد بیشترین درصد افزایش را نشان دادند. در این مطالعه براساس فعالیت آنزیم کاتالاز و میزان بیان ژن‌های CAT، DREB-2 ژنوتیپ SC706 نسبت به SC260 از عملکرد بالاتر، رفتار فیزیولوژیکی-مولکولی مناسب‌تر و بیان بیشتر ژن‌ها برخوردار بودند که نشان دهنده تحمل بیشتر ژنوتیپ SC706 نسبت بهSC260 تحت شرایط تنش‌های اعمال شده در این بررسی می‌باشد که می‌توان از این نتایج در برنامه‌های به‌نژادی مولکولی ذرت بهره گرفت.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

شناسایی ژن‌های دخیل در استقرار رابطه انگلی در گل‌جالیز مصری بر پایه تجزیه و تحلیل داده‌های بیان ژن

راحیل دولت آبادی؛ هاجر شایسته؛ امین میرشمسی کاخکی؛ محمد زارع مهرجردی؛ علیرضا سیفی

دوره 11، شماره 35 ، آذر 1400، ، صفحه 37-46

https://doi.org/10.30473/cb.2022.61728.1860

چکیده

گل جالیز گیاه انگلی است که باعث کاهش قابل توجهی در تولید محصولات زراعی می‌شود و کنترل آن نیز در شرایط مزرعه دشوار است. در این مطالعه تجزیه‌وتحلیل داده‌های RNA-seq موجود در NCBI، همراه با تایید آزمایشگاهی بخشی از نتایج حاصل گزارش می‌شود. پس از ارزیابی کیفیت خوانش‌های خام آلومینا، خوانش‌های با کیفیت قابل قبول روی ترنسکرپتوم گل‌جالیز ... بیشتر گل جالیز گیاه انگلی است که باعث کاهش قابل توجهی در تولید محصولات زراعی می‌شود و کنترل آن نیز در شرایط مزرعه دشوار است. در این مطالعه تجزیه‌وتحلیل داده‌های RNA-seq موجود در NCBI، همراه با تایید آزمایشگاهی بخشی از نتایج حاصل گزارش می‌شود. پس از ارزیابی کیفیت خوانش‌های خام آلومینا، خوانش‌های با کیفیت قابل قبول روی ترنسکرپتوم گل‌جالیز نقشه‌یابی شدند. پس از آنالیز بیان ژن با استفاده از نرم افزار DESeq، 391 ژن دارای بیان متفاوت در مرحله آبنوشی بذر گل‌جالیز و مرحل اتصال گل‌جالیز به ریشه میزبان شناسایی شد. بیان اورتولوگ این ژن‌ها در خویشاوندان نزدیک گل جالیز، که غیر انگل یا نیمه انگل هستند، نیز بررسی شد. از بین 391 ژنی که بین مرحله آبنوشی و اتصال به میزبان در گل جالیز تفاوت بیان معنی داری داشتند، 87 ژن در خویشاوند انگل گل‌جالیز نیز بیان بالایی در زمان اتصال به میزبان داشتند، در حالی‌که این ژن‌ها در خویشاوند غیر انگل بیان نمی‌شدند. بر این اساس این 87 ژن به‌عنوان ژن‌های کاندید دخیل در استقرار رابطه انگلی با میزبان در نظر گرفته‌شدند. در ادامه الگوی بیان نُه ژن از این ژن‌های کاندید انتخابی در بافت رویشی، گل، و بافت محل اتصال گل‌جالیز به گوجه‌فرنگی بررسی شد. نتایج نشان داد که ژن کدکننده سرین‌کربوکسی‌پپتیداز الگوی بیان مورد انتظار برای ژن‌های دخیل در ایجاد رابطه انگلی را دارد به نحوی که تنها در بافت محل اتصال به میزبان بیان می‌شود. نتایج این مطالعه می‌تواند برای اهداف مهندسی ژنتیک گوجه‌فرنگی برای ایجاد مقاومت به گل جالیز از طریق خاموشی ژن در میزبان مورد استفاده قرار گیرد.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

غربال‌گری ژرم‌پلاسم‌های ایرانی سیب‌زمینی جهت مقاومت به ویروس‌های PVY و PVX

زهرا حاجی برات؛ عباس سعیدی؛ احمد موسی پور گرجی؛ مهرشاد زین العابدینی؛ محمدرضا غفاری؛ رحیم احمدوند

دوره 10، شماره 33 ، خرداد 1400، ، صفحه 111-129

https://doi.org/10.30473/cb.2021.58942.1837

چکیده

ویروس‌های Potato virus Y (PVY) و Potato virus X (PVX) از مهم‌ترین عوامل آلوده‌کننده سیب‌زمینی هستند که باعث کاهش عملکرد و کیفیت غده می‌شوند. در این مطالعه، آزمایشی برای بررسی تأثیر ویروس‌های مذکور بر عملکرد غده و سطح مقاومت 33 ژنوتیپ سیب‌زمینی در کرج انجام شد. آزمایش به‌صورت طرح کاملا تصادفی در قالب فاکتوریل می‌باشد و در دو سطح ویروس در سه تکرار ... بیشتر ویروس‌های Potato virus Y (PVY) و Potato virus X (PVX) از مهم‌ترین عوامل آلوده‌کننده سیب‌زمینی هستند که باعث کاهش عملکرد و کیفیت غده می‌شوند. در این مطالعه، آزمایشی برای بررسی تأثیر ویروس‌های مذکور بر عملکرد غده و سطح مقاومت 33 ژنوتیپ سیب‌زمینی در کرج انجام شد. آزمایش به‌صورت طرح کاملا تصادفی در قالب فاکتوریل می‌باشد و در دو سطح ویروس در سه تکرار اجرا شد. نتایج نشان داد که آلودگی ویروسی تأثیر معنی‌داری بر میانگین عملکرد غده، عملکرد بذری (اندازه غده 35-55 میلی‌متر)، عملکرد خوراکی (اندازه غده بزرگتر از55 میلی‌متر) و عملکرد غیرقابل‌فروش (اندازه غده کوچک‌تر از 35 میلی‌متر) دارد. براساس تجزیه خوشه‌ایی ویروس PVY، خوشه هفتم بیشترین ژنوتیپ‌های مقاوم به ویروس PVY به لحاظ میانگین جذب نوری و میانگین عملکرد در نظر گرفته‌شد و درحالی‌که خوشه ششم دارای ژنوتیپ‌های حساس به ویروس PVY شناسایی شدند. بر مبنای تجزیه خوشه‌ای ویروسPVX، خوشه اول بیشترین ژنوتیپ‌های مقاوم به لحاظ میانگین عملکرد و جذب نوری درنظرگرفته‌شد و خوشه سوم دارای بیشترین ژنوتیپ‌های حساس به ویروس PVX هستند. نتایج این مطالعه نشان داد که ژنوتیپ G23 با میانگین جذب نوری 01/0 و 032/0 و میانگین عملکرد 1/4 کیلوگرم بر متر مربع، به ترتیب ژنوتیپ مقاوم به PVY و PVX می‌باشد. انتخاب همزمان ژنوتیپ‌ها با عملکرد بالا و مقاوم در برابر هر دو ویروس به تسریع در برنامه‌های اصلاح سیب‌زمینی کمک می‌کند.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

شناسایی و بررسی ارتباط عناصر تنظیمی ناحیه پروموتری خانواده ژنی DLV با بیان ژن در گیاه آلوروپوس لیتورالیس

مریم چاله کائی؛ علی دهستانی؛ علیرضا عباسی؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی

دوره 10، شماره 32 ، اسفند 1399، ، صفحه 95-109

https://doi.org/10.30473/cb.2021.58873.1836

چکیده

در این پژوهش نوع و فراوانی عناصر تنظیمی در نواحی پروموتری خانواده ژنی DVL در گیاه آلوروپوس لیتورالیس مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین بیان ژن AlDVL8 به‌عنوان یکی از اعضای این خانواده تحت تیمار تنش شوری، هورمون‌های ‌اسید‌سالیسیلیک، ‌اسید‌‌جیبرلیک و سیتوکینین اندازه‌گیری شد. نتایج بررسی پروموتری حاکی از آن بود که این خانواده ژنی عناصر ... بیشتر در این پژوهش نوع و فراوانی عناصر تنظیمی در نواحی پروموتری خانواده ژنی DVL در گیاه آلوروپوس لیتورالیس مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین بیان ژن AlDVL8 به‌عنوان یکی از اعضای این خانواده تحت تیمار تنش شوری، هورمون‌های ‌اسید‌سالیسیلیک، ‌اسید‌‌جیبرلیک و سیتوکینین اندازه‌گیری شد. نتایج بررسی پروموتری حاکی از آن بود که این خانواده ژنی عناصر تنظیمی متفاوتی برای پاسخ به انواع تنش‌ها و هورمون‌ها دارا می‌باشد. برخی از این عناصر تنظیمی در ناحیه پروموتری تمامی ژن‌ها موجودند که احتمالاً بیانگر نقش عمومی DVLها است. همچنین، گروهی از عناصر تنظیمی تنها در ناحیه پروموتری بعضی از ژن‌ها موجودند که می‌توانند مرتبط با فعالیت اختصاصی آن‌ها باشند. تیمارهای اعمال شده به غیر از سیتوکینین سبب افزایش بیان ژن در ‌اندام‌هوایی در زمان‌های 3، 12 و 24 ساعت و کاهش بیان در زمان 6 ساعت پس از اعمال تنش شد. تیمار سیتوکینین در همه زمان‌ها بیان ژن را در ‌اندام هوایی افزایش داد. در بافت ریشه تقریباً روند معکوس بیان ژن دیده شد، به صورتی که در زمان 6 ساعت افزایش بیان ژن و در زمان 12 و 24 ساعت کاهش بیان در تمامی تیمارها مشاهده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که بیان ژن AlDVL8 در ‌اندام هوایی و زمینی با تیمارهای آزمایشی القا شد و بیان آن در دو بافت به‌صورت معکوس بود. با توجه به تغییرات هورمون‌ها طی تنش و القای بیان این خانواده ژنی و وجود عناصر پاسخ‌‌دهنده به تنش در نواحی پروموتری این ژن‌ها، این خانواده ژنی می‌تواند به‌عنوان کاندیدی برای تحمل به تنش‌ها پیشنهاد گردد.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

تعیین تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌های نخود (Cicer arietinum L.) متحمل به تنش خشکی با استفاده از نشانگرهای SSR و CAPS

سروش صابری محمودآبادی؛ سعیدرضا وصال؛ عبدالرضا باقری؛ سعید ملک زاده شفارودی

دوره 10، شماره 31 ، آذر 1399، ، صفحه 1-13

https://doi.org/10.30473/cb.2021.54154.1814

چکیده

نخود دومین حبوبات مهم مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان بوده و اغلب به‌صورت دیم کشت‌شده و تنش خشکی عملکرد آن را تا 50%کاهش می‌دهد. در این پژوهش میزان تنوع ژنتیکی 9 ژنوتیپ‌ نخود منتخب متحمل به خشکی 2 رقم حساس رایج، با استفاده از 11 آغازگر SSR و 6 آغازگر CAPS تعیین و 10 آغازگرهای SSR مؤثر، دوباره در جمعیت تصادفی ژنوتیپ‌های کاندیدای متحمل به سرما بررسی ... بیشتر نخود دومین حبوبات مهم مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان بوده و اغلب به‌صورت دیم کشت‌شده و تنش خشکی عملکرد آن را تا 50%کاهش می‌دهد. در این پژوهش میزان تنوع ژنتیکی 9 ژنوتیپ‌ نخود منتخب متحمل به خشکی 2 رقم حساس رایج، با استفاده از 11 آغازگر SSR و 6 آغازگر CAPS تعیین و 10 آغازگرهای SSR مؤثر، دوباره در جمعیت تصادفی ژنوتیپ‌های کاندیدای متحمل به سرما بررسی شد. آنالیز باندهای SSR در آزمایش نهایی درمجموع 40 آلل تولید کرد که 37 آلل چند شکل بودند. میانگین تعداد آلل‌های چند شکل به ازای هر مکان ژنی 9/3 و در دامنه 9-2 بود. محتوای اطلاعات چند شکل (PIC) نیز بین 21/0 تا 85/0 متغیر بود. آنالیز خوشه‌ای بر اساس الگوریتم UPGMA و ضریب تشابه جاکارد، ژنوتیپ‌ها را در 9 گروه شامل چهار گروه از ژنوتیپ‌های متحمل به خشکی، دو گروه حساس و سه گروه دیگر متعلق به جمعیت تصادفی تفکیک نمود. چندشکلی‌های SSR و CAPS نشان دادند که دو ژنوتیپ MCC544 و MCC392 در گروه متحمل‌ها متمایزتر و تفاوت ژنتیکی آن‌ها با بقیه ژنوتیپ‌های متحمل به خشکی بیشتر بود، درحالی‌که MCC537 و MCC696 نیز با قرابت بالا در گروه دیگری قرار گرفتند و MCC80 حد وسط ژنوتیپ‌های متحمل قرار گرفت. MCC427 با رقم رایج کشور MCC358 در یک گروه و رقم بین‌المللی MCC252 با MCC302، در گروه‌ نسبتاً حساس به خشکی قرار گرفتند. همچنین شباهت ژنتیکی میان ژنوتیپ‌های جمعیت منتخب متحمل به خشکی و نیز متحمل به سرما وجود نداشت که می‌تواند به دلیل عدم وجود اثر پلئوتروپی ژن‌ها در این نوع تنش‌ها بوده و برای اهداف بهنژادی نخود نیز می‌تواند بااهمیت باشد.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

تعیین خصوصیات و نقش خانواده پروتئین‌های دهیدرین در تحمل به تنش‌های غیر زیستی در گیاه Aeluropus littoralis

بهناز دولت آبادی؛ غلامعلی رنجبر؛ حمید نجفی زرینی؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی

دوره 10، شماره 31 ، آذر 1399، ، صفحه 101-115

https://doi.org/10.30473/cb.2020.54773.1820

چکیده

دهیدرین‏ها (DHNs) متعلق به گروه دوم پروتئین‏های LEA می‌باشند که اعضای آن در اواخر دوره جنین‏زایی در بذر و در پاسخ به تنش‏های غیرزیستی مانند شوری، خشکی و سرما در بافت رویشی تجمع می‏یابند. این پروتئین‌ها بر اساس توالی و تعداد قطعات K (لیزین)، S (سرین) و Y (تیروزین) به پنج زیرگروه SKn، YnSKn، KnS، Kn و YnKn طبقه‌بندی می‏شوند. در این مطالعه، 5 ژن کدکننده ... بیشتر دهیدرین‏ها (DHNs) متعلق به گروه دوم پروتئین‏های LEA می‌باشند که اعضای آن در اواخر دوره جنین‏زایی در بذر و در پاسخ به تنش‏های غیرزیستی مانند شوری، خشکی و سرما در بافت رویشی تجمع می‏یابند. این پروتئین‌ها بر اساس توالی و تعداد قطعات K (لیزین)، S (سرین) و Y (تیروزین) به پنج زیرگروه SKn، YnSKn، KnS، Kn و YnKn طبقه‌بندی می‏شوند. در این مطالعه، 5 ژن کدکننده پروتئین دهیدرین (DHN) در ژنوم آلوروپوس لیتورالیس (Aeluropus littoralis) به‌عنوان یک گیاه هالوفیت متعلق به خانواده گندمیان شناسایی و خصوصیات فیزیکوشیمیایی، جایگاه سلولی، موتیف‌های حفاظت‌شده و ساختار ژنی آن‌ها تعیین و روابط تکاملی بین این پروتئین‌ها در سایر گونه‌ها نیز مدنظر قرار گرفت. پروتئین‌های AlDHN بر اساس دامنه‌های بسیار حفاظت‌شده K، S و Y در زیرگروه YnSKn قرار گرفتند. الگوی بیان ژن AlDHN.5 به‌عنوان همولوگ ژن RAB18 ارابیدوپسیس (AT5G66400) در دو بافت برگ و ریشه تحت تنش‌های شوری، خشکی، سرما و تیمار آبسیزیک اسید، مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز الگوی بیان این ژن در دو بافت برگ و ریشه نشان داد که این ژن در تنش‏های شوری، خشکی، سرما و هورمون ABA در بافت برگ در مقایسه با ریشه بیشتر بیان می‏شود. این نتایج، نشان‌دهنده نقش مهم دهیدرین‏ها، در پاسخ به تنش‏های غیر زیستی می‌باشد. این مطالعه پایه و اساس مطالعات بیشتر در مورد تنظیم بیان این ژن‏ها در شرایط مختلف محیطی می‌باشد.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

بررسی تغییرات بیان ژن‌های SOS1، P5CS1 و PMP3-6 در لاین های ذرت تحت تنش شوری

زهرا ابراهیمی پور؛ رضا درویش زاده؛ سرور ارژنگ

دوره 10، شماره 30 ، شهریور 1399، ، صفحه 1-14

https://doi.org/10.30473/cb.2020.52969.1807

چکیده

غلظت بالای نمک در آب و خاک یکی از عمده‌ترین عوامل محدود کننده رشد و تولید گیاهان در سراسر جهان است. در این مطالعه، میزان نشت یونی و تغییرات بیان نسبی ژن‌های SOS1، P5CS1 و PMP3-6 در ریشه و برگ لاین‌های متحمل و حساس ذرت تحت شرایط نرمال و تنش شوری dS/m8، در زمان‌های 24 ساعت (کوتاه مدت) و 7 روز (بلند مدت) بعد از اعمال تنش در قالب طرح کاملاً تصادفی با ... بیشتر غلظت بالای نمک در آب و خاک یکی از عمده‌ترین عوامل محدود کننده رشد و تولید گیاهان در سراسر جهان است. در این مطالعه، میزان نشت یونی و تغییرات بیان نسبی ژن‌های SOS1، P5CS1 و PMP3-6 در ریشه و برگ لاین‌های متحمل و حساس ذرت تحت شرایط نرمال و تنش شوری dS/m8، در زمان‌های 24 ساعت (کوتاه مدت) و 7 روز (بلند مدت) بعد از اعمال تنش در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو تکرار زیستی و 3 تکرار تکنیکی در سال 1398 با فناوری واکنش زنجیره ای پلی مراز در زمان واقعی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد میزان نشت یونی در لاین حساس در بلند مدت بیشتر از لاین متحمل بود. بیشترین میزان بیان نسبی دو ژن P5CS1 و PMP3-6 در شرایط تنش شوری (dS/m 8) در بافت ریشه لاین متحمل مشاهده شد. در مقابل بیشترین میزان بیان نسبی ژن SOS1 در بافت برگ لاین حساس در کوتاه مدت مشاهده شد. محاسبه همبستگی بین بیان نسبی ژن‌ها نشان داد بین بیان نسبی ژن‌های P5CS1 و PMP3-6 همبستگی مثبت و معنی‌داری (05/0P≤) وجود دارد. احتمالاً بیان بالای ژن‌های P5CS1 و PMP3-6 در ریشه لاین متحمل اندکی بعد از اعمال تنش شوری (کوتاه مدت) گیاه را در تنظیم فشار اسمزی و جلوگیری از ورود زیاد سدیم به درون گیاه یاری نموده و باعت افزایش تحمل گیاه به تنش شوری می شود. نتایج این پژوهش می‌تواند در برنامه‌های به‌نژادی ذرت برای تولید ارقام مقاوم به شوری مفید واقع شود.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

شناسایی ژن‌ها و نشانگرهای مولکولی مرتبط با عملکرد و صفات زراعی مهم برنج در شرایط تنش خشکی

مهرانه تسلیمی؛ عاطفه صبوری؛ امین عابدی

دوره 9، شماره 29 ، خرداد 1399، ، صفحه 81-98

https://doi.org/10.30473/cb.2020.53168.1808

چکیده

خشکی از مهم‌ترین عوامل محدود کننده برای تولید اقتصادی محصولات زراعی به خصوص برنج در دنیا است. به منظور شناسایی نشانگرهای مرتبط با عملکرد و صفات زراعی برنج تحت تنش خشکی، تعداد 40 رگه خویش‌آمیخته برنج از نسل نهم (F9) حاصل از تلاقی ارقام شاه-پسند×IR28 در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه تحقیقات برنج کشور (رشت) در بهار و تابستان 1397 در قالب طرح بلوک‌های ... بیشتر خشکی از مهم‌ترین عوامل محدود کننده برای تولید اقتصادی محصولات زراعی به خصوص برنج در دنیا است. به منظور شناسایی نشانگرهای مرتبط با عملکرد و صفات زراعی برنج تحت تنش خشکی، تعداد 40 رگه خویش‌آمیخته برنج از نسل نهم (F9) حاصل از تلاقی ارقام شاه-پسند×IR28 در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه تحقیقات برنج کشور (رشت) در بهار و تابستان 1397 در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفتند. در این راستا، چندشکلی110 نشانگر SSR و EST-SSR بین والدین جمعیت ارزیابی و 41 نشانگر، چندشکل مناسبی نشان دادند. نتایج به دست آمده از تجزیه رگرسیونی تحت شرایط بدون تنش و تنش به ترتیب 24 و 22 نشانگر معنی دار شناسایی نمود. بیش‌ترین ضریب تبیین (R2) در شرایط بدون تنش مربوط به نشانگر RM3496 برای تعداد روز تا گلدهی (8/24 درصد) و در شرایط تنش، مربوط به نشانگر RMES6-1 برای صفت میزان خروج خوشه از غلاف (1/28 درصد) بود. نشانگرهای RM211 و RM6697 به ترتیب در شرایط بدون تنش و تنش خشکی، بیشترین ارتباط معنی‌دار را با صفات مختلف از جمله طول خوشه، طول برگ پرچم، تعداد دانه بارور درخوشه، تعداد دانه کل درخوشه و وزن دانه بارور درخوشه داشتند. بر اساس جستجوهای بیوانفورماتیکی، بیش‌ترین الگوی بیان در شرایط تنش خشکی مربوط به ژن با کد دسترسی LOC_Os01g43370 بود. از نشانگرهای آگاهی‌بخش و ژن‌های شناسایی شده توسط روش‌های بیوانفورماتیکی، می‌توان پس از تآیید اعتبار، برای انتخاب به کمک نشانگر، جهت انتقال ژن و بهبود عملکرد برنج در شرایط تنش خشکی مورد استفاده قرار داد.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

پاسخ‌های بیوشیمیایی و مولکولی دو رقم بومی کشت‌شده (لندریس) گندم نان به تنش شوری در دوره‌های زمانی مختلف

نرجس فتاحی؛ حمید سبحانیان؛ خدیجه رضوی؛ تهمینه لهراسبی؛ غلامرضا بخشی خانیکی

دوره 9، شماره 28 ، اسفند 1398، ، صفحه 65-81

https://doi.org/10.30473/cb.2020.50477.1794

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

بررسی بیان نسبی ژن‌های مرتبط با تنش ناشی از سمیت آهن در دو واریته از گیاه برنج (Oryza sativa)

رسول واحدی؛ محمد محسن زاده گلفزانی؛ مریم پسندیده ارجمند؛ حبیب الله سمیع زاده لاهیجی

دوره 9، شماره 27 ، آذر 1398، ، صفحه 15-28

https://doi.org/10.30473/cb.2019.46657.1775

چکیده

سمیت آهن سبب افزایش تولید رادیکال‌های آزاد، تنش اکسیداتیو و کاهش شدید عملکرد برنج می‌شود. یکی از پاسخ‌های گیاه برای تنظیم شرایط فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی به تنش‌ها، تغییر در محتوای آنتی اکسیدان است. در این پژوهش اثر پنج تیمار آهن (FeEDTA) ( صفر، 100، 250، 400 و 500 میلی‌گرم در لیتر) بر بیان نسبی ژن‌های گلوتاردوکسین (GRX)، تیوردوکسین (TRX)، پروکسی‌ردوکسین ... بیشتر سمیت آهن سبب افزایش تولید رادیکال‌های آزاد، تنش اکسیداتیو و کاهش شدید عملکرد برنج می‌شود. یکی از پاسخ‌های گیاه برای تنظیم شرایط فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی به تنش‌ها، تغییر در محتوای آنتی اکسیدان است. در این پژوهش اثر پنج تیمار آهن (FeEDTA) ( صفر، 100، 250، 400 و 500 میلی‌گرم در لیتر) بر بیان نسبی ژن‌های گلوتاردوکسین (GRX)، تیوردوکسین (TRX)، پروکسی‌ردوکسین (PRX) و کاتالاز (CAT) با استفاده از تکنیک Real time-PCR در دو ژنوتیپ Pokkali (متحمل) و IR64 (حساس) برنج در شرایط هیدروپونیک محلول یوشیدا مطالعه شد. نتایج نشان داد میزان بیان نسبی ژن CAT در سطوح مختلف تنش در ژنوتیپ Pokkali بیش‌تر از IR64 بود. میزان بیان نسبی ژن PRX در ژنوتیپ IR64 در تمامی سطوح تنش تقریباً مشابه بود. با افزایش سطح تنش میزان بیان نسبی ژن TRX در ژنوتیپ Pokkali تفاوت معناداری نداشت. بیان نسبی ژن GRX در ژنوتیپ Pokkali در اکثرسطوح تنش بیش‌تر از IR64 بود. اعمال سطوح کم تنش سبب افزایش بیان CAT، GRX و TRX در ژنوتیپ IR64 شد، اما با افزایش سطح تنش تفاوت معناداری در بیان ژن‌ها ایجاد نشد. این درحالی است که در اکثر سطوح تنش میزان بیان نسبی ژن‌های مورد بررسی در ژنوتیپ Pokkali بیش‌تر از IR64 بود. احتمالاً عدم تغییر بیان نسبی ژن‌ها در سطوح بالای تنش و کم‌تر بودن میزان بیان در ژنوتیپ IR64 یکی از دلایل حساسیت این ژنوتیپ به تنش آهن است.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

شناسایی و بررسی خوشه‌ژنی پارالوگ DEVIL در گیاه آلوروپوس لیتورالیس به روش ژنومیکس مقایسه‌ای

سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ مارکوس کولمن

دوره 9، شماره 25 ، اردیبهشت 1398، ، صفحه 75-87

https://doi.org/10.30473/cb.2019.42249.1747

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.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

اثر سمیت آهن بر میزان بیان نسبی ژن های SOD، MDHR و GPX1 در ژنوتیپ های حساس و متحمل برنج

محمد محسن زاده گلفزانی؛ مریم پسندیده ارجمند؛ مجتبی کردرستمی؛ حبیب اله سمیع زاده لاهیجی؛ سید حسن حسنی کومله؛ محمد حسین رضادوست

دوره 8، شماره 24 ، دی 1397، ، صفحه 1-13

https://doi.org/10.30473/cb.2018.41096.1738

چکیده

افزایش تولید رادیکال‌های فعال اکسیژن در سطح سلولی در شرایط سمیت ناشی از آهن یکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده تولید برنج در زمین‌های کشاورزی است. در این پژوهش، تغییرات میزان بیان نسبی ژن‌های سوپراکسید‌دیسموتاز (SOD)، گلوتاتیون پراکسیداز (GPX1) و مونودهیدروآسکوربات ردوکتاز (MDHR) در دو ژنوتیپ Pokkali (متحمل) و IR64 (حساس) برنج در سطوح 0 (شاهد)، ... بیشتر

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

بررسی الگوی بیان ژن‌های عوامل رونویسی (MYB و WRKY) تحت تنش شوری در مرحله گیاهچه‌ای یونجه زراعی با استفاده از PCR در زمان واقعی

احمدعلی شوشی دزفولی؛ احمد کلانتر احمدی

دوره 8، شماره 23 ، آبان 1397، ، صفحه 27-41

https://doi.org/10.30473/cb.2018.5110

چکیده

یکی از عمده‌ترین مشکلات در تولید و گسترش سطح کشت یونجه در جهان و از جمله ایران، شوری است. در گیاهان شناخت کامل مکانیسم‌های تحمل و ژن‌های درگیر در شرایط تنش می‌تواند باعث بهبود تحمل تنش‌های مختلف در گیاهان زراعی با استفاده از روش‌هایی چون دستکاری ژنتیکی شود. یکی از مهم‌ترین روش‌های کنترل تنش در گیاهان، تنظیم در مرحله رونویسی ژن‌هاست. ... بیشتر یکی از عمده‌ترین مشکلات در تولید و گسترش سطح کشت یونجه در جهان و از جمله ایران، شوری است. در گیاهان شناخت کامل مکانیسم‌های تحمل و ژن‌های درگیر در شرایط تنش می‌تواند باعث بهبود تحمل تنش‌های مختلف در گیاهان زراعی با استفاده از روش‌هایی چون دستکاری ژنتیکی شود. یکی از مهم‌ترین روش‌های کنترل تنش در گیاهان، تنظیم در مرحله رونویسی ژن‌هاست. عوامل رونویسی از طریق اتصال به عناصر رونویسی در پروموتور DNA میزان بیان بسیاری از ژن‌ها را تنظیم می‌کنند و بنابراین اهمیت بسزایی در تحمل تنش شوری در گیاهان دارا می‌باشند. در این پژوهش میزان بیان 4 ژن از عوامل رونویسی MYB (MYB112 و MYB14) و WRKY (WRKY53 و WRKY70) تحت تنش شوری در بافت برگ و ریشه ژنوتیپ یزدی (به عنوان ژنوتیپ متحمل شوری) و ژنوتیپ دیابلورده (به عنوان ژنوتیپ حساس شوری) مورد مطالعه قرار گرفت. انتخاب ژن‌های مذکور بر اساس تجزیه آماری داده‌های ریزآرایه یک مطالعه مربوط به تأثیر تنش شوری بر گیاه یونجه یکساله (Medicago truncatula) بود. تنش شوری کوتاه مدت باعث ایچاد تنوع قابل ملاحظه در بیان ژن‌های مذکور در بافت برگ و ریشه دو ژنوتیپ یزدی و دیابلورده گردید. با کمک آنالیز qRT-PCR (PCR در زمان واقعی) مشخص شد که بیان بالاتر فاکتورهای رونویسی MYB112 و MYB14 تحمل بیشتر به تنش شوری را به‌همراه داشته است. این یافته می‌تواند به‌نژادگران نبات را برای استفاده از این عوامل رونویسی جهت انتخاب ژنوتیپ‌های متحمل به نمک در یونجه‌های زراعی یاری نماید.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

توسعه نشانگرهای ریزماهواره EST-SSR مرتبط با تحمل به تنش خشکی در عدس (Lens culinaris)

سیده زهرا حسینی؛ احمد اسماعیلی؛ فرهاد نظریان فیروز آبادی؛ حسین فلاحی؛ عبدالحسین رضایی نژاد

دوره 8، شماره 23 ، آبان 1397، ، صفحه 43-57

https://doi.org/10.30473/cb.2018.5114

چکیده

عدس یکی از لگوم‌های دانه‌ای مهم از نظر غذایی (به عنوان منبع غنی از پروتئین) و صنعتی (مثل صنعت بیوپلیمر) است و عملکرد پایین این گیاه در ایران نسبت به متوسط جهانی متأثر از تنش‌های محیطی به‌ویژه خشکی است. شناسایی نشانگرهای مولکولی مرتبط با ژن‌های دخیل در مقاومت به خشکی در ژنوم گیاه می‌تواند به‌نژادگران را در انجام برنامه‌های اصلاحی ... بیشتر عدس یکی از لگوم‌های دانه‌ای مهم از نظر غذایی (به عنوان منبع غنی از پروتئین) و صنعتی (مثل صنعت بیوپلیمر) است و عملکرد پایین این گیاه در ایران نسبت به متوسط جهانی متأثر از تنش‌های محیطی به‌ویژه خشکی است. شناسایی نشانگرهای مولکولی مرتبط با ژن‌های دخیل در مقاومت به خشکی در ژنوم گیاه می‌تواند به‌نژادگران را در انجام برنامه‌های اصلاحی گیاهان مقاوم به خشکی کمک نماید. در این مطالعه هدف شناسایی نشانگرهای EST-SSR پیوسته با ژن‌های پاسخ‌دهنده به تنش خشکی بود که امید می‌رود که از این اطلاعات به منظور شناسایی ژنوتیپ‌های مقاوم به خشکی در برنامه‌های به‌نژادی بهره برد. جهت اعمال تنش از پلی‌اتیلن‌گلیکول استفاده شد و پس از پایان تنش نمونه‌گیری از بافت برگ انجام شد. سپس RNA کل استخراج و کتابخانه‌های cDNA مورد توالی‌یابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تعداد 10547 (16 درصد) از یونی‌ژن‌ها حداقل یک توالیEST-SSR را دارا بودند و حدود 5/27 درصد از این یونی‌ژن‌ها مستندسازی و در نهایت برای آنها رابطه هستی‌شناسی تعیین شد. بیشترین نشانگرها به ترتیب مربوط به تکرار‌های 1، 3 و 2 نوکلئوتیدی (با فراوانی 03/46، 25/37 و18/15 درصد) بودند. نتایج مستند سازی کارکردی این یونی‌ژن‌ها نشان داد که بیشترین تعداد EST-SSRها به ترتیب به زیر گروه اتصال با 872، زیرگروه فعالیت کاتالیتیکی با 806، فرآیند متابولیکی با 755 و بخش‌های سلول با 651 یونی‌ژن اختصاص داشت. نتایج نشان داد که ژن‌های دارای این نشانگرها در اعمال حیاتی مهمی دخیل هستند و ابزار مناسبی برای مطالعۀ ژن‌های دخیل در تحمل به تنش‌ها از جمله تنش خشکی هستند.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

جداسازی ژن Phosphoglycerate Dehydrogenase از گیاه هالوفیت Aeluropus littoralis و بررسی عملکرد جهش یافته T-DNA آن در گیاه مدل Arabidopsis thaliana

سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ حمیدرضا قربانی؛ مارکوس کولمن

دوره 8، شماره 23 ، آبان 1397، ، صفحه 79-92

https://doi.org/10.30473/cb.2018.5151

چکیده

تحلیل داده‌های زیستی نقش مهمی در بررسی ژن‌ها در پاسخ به تنش‌ها دارد. هالوفیت Aeluropus littoralis، منبع ژنتیکی ارزشمندی در شناسایی ژن‌های دخیل در تحمل گیاه به تنش‌ها می‌باشد. در مطالعه حاضر، ژن فسفوگلیسرات دهیدروژناز (PGDH) به عنوان اولین آنزیم مؤثر در تولید سرین، بر اساس توالی EST ثبت شده از گیاه آلوروپوس در شرایط تنش شوری و با استفاده از روش ... بیشتر تحلیل داده‌های زیستی نقش مهمی در بررسی ژن‌ها در پاسخ به تنش‌ها دارد. هالوفیت Aeluropus littoralis، منبع ژنتیکی ارزشمندی در شناسایی ژن‌های دخیل در تحمل گیاه به تنش‌ها می‌باشد. در مطالعه حاضر، ژن فسفوگلیسرات دهیدروژناز (PGDH) به عنوان اولین آنزیم مؤثر در تولید سرین، بر اساس توالی EST ثبت شده از گیاه آلوروپوس در شرایط تنش شوری و با استفاده از روش RLM-RACE جداسازی شد. با همپوشانی توالی ناحیه َ3 و EST، قطعه‌ای به طول bp 1506 شامل ناحیه ORF به طول 1268 و ناحیه 3UTR به طول 238 نوکلئوتید بدست آمد. بررسی فیلوژنتیکی AlPGDH با دیگر ژن‌های اورتولوگ در گیاهان مختلف انجام و همولوگ‌های ژن PGDH شناسایی شد. درخت فیلوژنتیکی بیانگر قرابت بالای ژن AlPGDH با گیاهان تک‌لپه و خانواده غلات مانند سورگوم، ارزن دم‌روباهی و برنج بود. بررسی شبکه هم‌بیانی ژن AtPGDH، بیانگر نقش مؤثر ژن PGDH در مسیرهای بیوسنتزی از جمله تولید آمینو اسیدها، تولید متابولیت‌های ثانویه و مسیر متابولیسم گلایسین، سرین و ترئونین بوده و آنالیز بیانی این‌سیلیکو آن نیز حاکی از افزایش بیان ژن AtPGDH در تنش‌های مختلف می‌باشد. بررسی فنوتیپی جهش‌یافته خاموش شده (آرابیدوپسیس) این ژن در تنش‌های کلرید سدیم و PEG حاکی از کاهش شدید خصوصیات رشدی گیاهان جهش‌یافته نسبت به کنترل بود که می‌تواند تأییدی بر نقش ژن در تنظیمات پاسخ به تنش‌های شوری و خشکی باشد. یافته‌های این تحقیق، خصوصیات عملکردی ژن PGDH، تغییرات فنوتیپی گیاهان جهش‌یافته pgdh در مواجهه با تنش شوری و خشکی و نقش احتمالی آن را در افزایش تحمل گیاه به تنش‌ها ارائه می‌نماید.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

تنظیم miR319 و ژن هدف آن MYB3 در طی بهاره سازی دو رقم گندم

نوشین آشوری؛ رضا فتوت؛ مریم مرتضائی؛ نسترن مهری

دوره 8، شماره 22 ، شهریور 1397، ، صفحه 41-50

چکیده

بسیاری از گیاهان سازگار با اقلیم‌های سرد تنها پس از یک دوره‌ی طولانی سرما گل می‌دهند که بهاره‌سازی نامیده می‌شود. در طول زندگی غلات زمستانه، گلدهی ناشی از بهاره‌سازی تنها یک قسمت از فرآیند تولیدمثلی نبوده بلکه یک مرحله نموی مهم است که می‌تواند از گیاه در مقابل تنش‌های محیطی محافظت بکند. این فرآیند در غلاتی مثل گندم زمستانه توسط ... بیشتر بسیاری از گیاهان سازگار با اقلیم‌های سرد تنها پس از یک دوره‌ی طولانی سرما گل می‌دهند که بهاره‌سازی نامیده می‌شود. در طول زندگی غلات زمستانه، گلدهی ناشی از بهاره‌سازی تنها یک قسمت از فرآیند تولیدمثلی نبوده بلکه یک مرحله نموی مهم است که می‌تواند از گیاه در مقابل تنش‌های محیطی محافظت بکند. این فرآیند در غلاتی مثل گندم زمستانه توسط ژن‌های بهاره‌سازی و عمدتا توسط ژن‌های VRN1 وVRN2 کنترل می‌شود. اگر چه مطالعات بسیاری بر روی بهاره‌سازی در گندم گزارش شده است، اما مکانیسم مولکولی بهاره‌سازی هنوز تا حد زیادی ناشناخته است. مطالعات اخیر نشان داده است که یک کلاس از RNAهای غیرکدکننده کوچک، microRNAها (miRNAs)، نقش مهمی را در گلدهی با مشارکت در مسیرهای شناخته‌شده گلدهی ایفا می‌کند. در مطالعه حاضر، miR319 و ژن هدف موردنظر آن، فاکتور رونویسی MYB3 تحت تیمارهای بهاره‌سازی در دو رقم گندم بهاره و زمستانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بیان miR319 در طی بهاره‌سازی در هر دو رقم القا شد، اما مقدار بیان ژن miR319در رقم نورستار کاهش و در رقم بهاره‌ی باز افزایش داشت. هم چنین سطوح بیان ژن MYB3 در هر دو رقم تحت بهاره‌سازی کاهش یافت. رابطه معکوس بین بیان miR319 و ژن هدف MYB3 آن وجود داشت. این نتایج نشان دهنده پیچیدگی اثر متقابل ژنوتیپ و سطوح بیان miRNA و ژن هدف تحت تیمارهای متفاوت بهاره‌سازی بود.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

شناسایی ژن‌های کلیدی دخیل در تحمل به تنش شوری در گندم با استفاده از آنالیز داده‌های ریزآرایه

نازنین امیربختیار؛ زهرا سادات شبر؛ احمد اسماعیلی؛ فرهاد نظریان فیروز آبادی؛ محمد رضا غفاری

دوره 8، شماره 21 ، خرداد 1397، ، صفحه 81-94

چکیده

تنش شوری یکی از مهمترین عوامل محدود‌کننده محیطی در تولید گندم می‌باشد و تحقیقات در راستای ایجاد ارقام متحمل به تنش شوری از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار است. شناسایی ژن‌ها و سازوکارهای دخیل در تحمل به شوری در راستای اصلاح مولکولی این گیاه برای تحمل به شوری ضروری است. در این تحقیق به منظور شناسایی ژن‌های پاسخ-دهنده به تنش شوری در ... بیشتر تنش شوری یکی از مهمترین عوامل محدود‌کننده محیطی در تولید گندم می‌باشد و تحقیقات در راستای ایجاد ارقام متحمل به تنش شوری از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار است. شناسایی ژن‌ها و سازوکارهای دخیل در تحمل به شوری در راستای اصلاح مولکولی این گیاه برای تحمل به شوری ضروری است. در این تحقیق به منظور شناسایی ژن‌های پاسخ-دهنده به تنش شوری در گندم، دو سری داده ریزآرایه مرتبط با تنش شوری گندم از پایگاه داده NCBI مورد آنالیز قرار گرفتند. نتیجه این تجزیه و تحلیل، شناسایی 3096 و 2060 ژن پاسخ‌دهنده به تنش شوری به ترتیب در ریشه و اندام هوایی بود. نتایج هستی‌شناسی (Ontology) ژن-های افتراقی در هر دو بافت نشان داد که این ژن‌ها در بخش فرایندهای زیستی برای پاسخ به محرک‌های شیمیایی، پاسخ به تنش اکسیداتیو، انتقال، تنظیم رونویسی و پردازش متالبولیکی کربوهیدرات‌ها و در بخش عملکرد مولکولی برای فعالیت کاتالیتیکی، فعالیت اتصال و فعالیت اکسیدوردوکتازی دارای فراوانی بالای معنی‌داری بودند. همچنین، به منظور تعیین ژن‌های کلیدی در ایجاد تحمل به شوری، ژن‌های پاسخ‌ دهنده در ریشه تحت آنالیز هاب قرار گرفتند. بر اساس نتایج به‌دست آمده، نقش ژن‌های تنظیم‌کننده‌ای مانند پروتئین کینازها، پروتئین فسفاتازها و عوامل رونویسی همانند MYB و WRKY در ایجاد تحمل به تنش شوری مورد تاکید قرار گرفت.

دوره 13 (1402)

دوره 12 (1401)

دوره 11 (1400)

دوره 10 (1399)

دوره 9 (1398)

دوره 8 (1397)

دوره 7 (1396)

دوره 6 (1395)

دوره 5 (1394)

دوره 4 (1393)

دوره 3 (1392)

دوره 2 (1391)

دوره 1 (1390)

موضوعات = بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده