اصلاح نباتات مولکولی
احسان محسنی فرد؛ محمد فارسی؛ سید قاسم حسینی سالکده؛ امین میرشمسی کاخکی؛ مریم شهبازی
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 105-115
چکیده
MicroRNA (miRNA)ها در بسیاری از فرایندهای مرتبط با تکثیر، رشد و نمو و پاسخ گیاه به تنش¬های زنده و غیرزنده نقش دارند. فاکتورهای رونویسی SPL که توسط miRNAها کنترل می¬شوند، اختصاصی گیاهان بوده و در بسیاری از فرایندهای مرتبط با نمو بافت، پاسخ به تنش¬های زنده و غیرزنده و تحریک و فعال¬سازی سایر فاکتورهای رونویسی و پروتئین¬های غشایی نقش دارند. ...
بیشتر
MicroRNA (miRNA)ها در بسیاری از فرایندهای مرتبط با تکثیر، رشد و نمو و پاسخ گیاه به تنش¬های زنده و غیرزنده نقش دارند. فاکتورهای رونویسی SPL که توسط miRNAها کنترل می¬شوند، اختصاصی گیاهان بوده و در بسیاری از فرایندهای مرتبط با نمو بافت، پاسخ به تنش¬های زنده و غیرزنده و تحریک و فعال¬سازی سایر فاکتورهای رونویسی و پروتئین¬های غشایی نقش دارند. در این تحقیق miRNAهای کنترل¬کننده تنظیم بیان فاکتورهای رونویسی SPL در برنج مشخص شدند. سپس تغییر بیان این miRNAها با استفاده از روش qRT-PCR و آغازگرهای Stem-Loop مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد که در اندام هوایی در شرایط خشکی نسبت به نرمال، بیان miR529 کاهش و بیان miR535 افزایش یافته است؛ اما تغیر بیان معنی¬داری برای miR156 مشاهده نشد. در ریشه نیز miR535 افزایش بیان نشان داد؛ اما، miR529 و miR156 تغییر بیان معنی¬داری را در ریشه نشان ندادند. با وجود اینکه هر سه این miRNAها در کنترل ژن¬های یکسانی نقش دارند، واکنش متفاوت آنها در مواجهه با تنش خشکی نشان دهنده گستردگی شبکه¬های تنظیمی گیاه در برابر تغییر شرایط محیطی است. با توجه به نتایج می¬توان این گونه بیان کرد که miR156 و miR529 نسبت به miR535 نقش مهم¬تری را در تنظیم فرایندهای نموی و گلدهی با کنترل فاکتورهای رونویسی SPL دارند؛ در صورتی که miR535 و miR529 و به نسبت کمتر miR156 مسئول تنظیم بیان فاکتورهای رونویسیSPL در برابر تنش می¬باشند.
اصلاح نباتات مولکولی
حسین جعفری؛ محمد نقی انصاری؛ محمد علی ابراهمی؛ مهدی طاهری؛ ابراهیم دستکار
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 117-127
چکیده
آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز دو آنزیم فعّال در شرایط تنش شوری هستند که اندازه گیری سطوح فعالیت آنها در ارقام حساس و متحمّل میتواند برای مکانیابی QTLهای دخیل در تحمّل به شوری مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق ابتدا والدین چهار توده نقشهیابی جو برای مطالعه وجود تنوّع لازم در سطوح فعّالیتهای آنزیمهای کاتالاز ...
بیشتر
آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز دو آنزیم فعّال در شرایط تنش شوری هستند که اندازه گیری سطوح فعالیت آنها در ارقام حساس و متحمّل میتواند برای مکانیابی QTLهای دخیل در تحمّل به شوری مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق ابتدا والدین چهار توده نقشهیابی جو برای مطالعه وجود تنوّع لازم در سطوح فعّالیتهای آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز مورد آزمایش قرار گرفتند. تنوّع قابل ملاحظهای از نظر فعّالیت دو آنزیم مذکور بین والدین جمعیّت OWB مشاهده شد. برای مکانیابی QTLهای دخیل در تحمّل به شوری، تعداد 94 لاین دابل هاپلوئید این جمعیّت مورد آزمایش قرار گرفت. در این مطالعه مقدار کمّی این دو آنزیم به عنوان صفت کمّی در دو سطح شوری ]صفر (شاهد) و 200 میلیمول [NaCl در افراد این جمعیّت اندازه گیری شد و متعاقباً آنالیزهای مربوط به مکانیابی QTLها بهوسیله نرمافزار MAPQTL 5 انجام گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که فعّالیت آنزیم کاتالاز در شرایط تنش شوری با دو QTL بزرگ اثر بر روی کروموزومهای (3H) 3 و (4H) 4 و دو QTL کوچکاثر بر روی کروموزومهای (1H)5 و (5H)7 کنترل میشود. برای آنزیم پراکسیداز QTL مکانیابی نشد. نتایج این تحقیق نشان داد که سطح فعّالیت آنزیم کاتالاز تحت تنش شوری میتواند به عنوان یک شاخص کمّی برای مکانیابی ژنهای دخیل در فرایند تحمّل به شوری مورد استفاده قرار گیرد.
اصلاح نباتات مولکولی
احمدرضا معصومی؛ حسین عسکری؛ عباس سعیدی؛ مسعود سلطانی نجف آبادی
دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 139-146
چکیده
چکیدهشوری خاک و آب به عنوان یکی از عوامل محدود کننده¬ی کشت برنج در دنیا محسوب می¬شوند. این گیاه نسبت به شوری بسیار حساس است، اما حساسیت آن در مرحله¬ی گیاهچه¬ای و خوشه¬دهی بیشتر می¬باشد. مطالعه¬ی الگوی بیان ژنها به همراه آگاهی از پروتئین¬های کد شونده توسط آن¬ها، می¬تواند در ایجاد گیاهان مقاوم به تنش از جمله شوری نقش ...
بیشتر
چکیدهشوری خاک و آب به عنوان یکی از عوامل محدود کننده¬ی کشت برنج در دنیا محسوب می¬شوند. این گیاه نسبت به شوری بسیار حساس است، اما حساسیت آن در مرحله¬ی گیاهچه¬ای و خوشه¬دهی بیشتر می¬باشد. مطالعه¬ی الگوی بیان ژنها به همراه آگاهی از پروتئین¬های کد شونده توسط آن¬ها، می¬تواند در ایجاد گیاهان مقاوم به تنش از جمله شوری نقش مهمی داشته باشد. به همین منظور در این آزمایش تاثیر تنش شوری بر فرآیندهای فیزیولوژیکی و الگوی بیانی ژن کوماریل کوآنزیم¬آ-3-هیدروکسیلاز (C3H) گیاه برنج، بذور رقم (Oryza sativa cv. IR65192-4B)، در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار، با استفاده از تکنیک qRT-PCR مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت وزن خشک و طول ریشه اندازه¬گیری شد. نتایج نشان داد که تنش شوری میانگین طول ریشه¬¬ها را در تیمار 100 میلی¬مولار کاهش داده است، اما در تیمار 50 میلی¬مولار و شاهد نزدیک به هم بوده و اختلاف معنی¬داری مشاهده نشد. از طرفی وزن خشک ریشه در شرایط تنش نسبت به شاهد معنی-دار بودند. همچنین آنالیز داده¬های بیان ژن C3H، نشان داد که بیان این ژن در سنین مختلف ریشه¬ی یک گیاه متفاوت و این تفاوت با مقایسه¬ی بیان یک سن در تیمارهای مختلف، نیز قابل مشاهده است. به طوری که ضعف کارکرد مولکولی ژن های درگیر در یک انشعاب می¬تواند منجر به از بین رفتن ارزش کارکرد موثر ژن¬ها در انشعابات دیگر شود. بنابراین به منظور ایجاد گیاهان مقاوم به شوری، بایستی این نکته به عنوان عاملی تعیین¬کننده در تعیین مقاومت کلی گیاه به تنش شوری در نظر گرفته شود.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
سپیده ترابی؛ قاسم حسینی سالکده
دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 1-14
چکیده
برنج یکی از مهمترین محصولات غذایی است که غذای تقریباً نیمی از مردم جهان را تأمین میکند. فسفر یکی از عوامل محدودکننده رشد و توسعه برنج میباشد و کمبود آن تأثیر بسیار شدیدی بر عملکرد برنج خواهد داشت. هدف از این مطالعه شناسایی مکانیزمهای بیوشیمیای مقاومت برنج به کمبود فسفر در ریشه و برگ میباشد. متابولیتهای مرتبط با کمبود فسفر در دو ...
بیشتر
برنج یکی از مهمترین محصولات غذایی است که غذای تقریباً نیمی از مردم جهان را تأمین میکند. فسفر یکی از عوامل محدودکننده رشد و توسعه برنج میباشد و کمبود آن تأثیر بسیار شدیدی بر عملکرد برنج خواهد داشت. هدف از این مطالعه شناسایی مکانیزمهای بیوشیمیای مقاومت برنج به کمبود فسفر در ریشه و برگ میباشد. متابولیتهای مرتبط با کمبود فسفر در دو لاین والدینی Nipponbare و لاین ایزوژنیک (NIL6-4) که حامل مکانژنی اصلی جذب فسفر (PUP1) روی کروموزوم 12 میباشد، مقایسه گردیدند. تنش فسفر موجب کاهش در تعداد پنجه و وزنتر هر دو لاین گردید اما این کاهش در لاین والدینی بیشتر از لاین ایزوژنیک بود. اندازهگیری میزان انواع قندهای محلول و فعالیت آنزیمهای مرتبط با تولید انرژی در این تحقیق نشان داد که در شرایط کمبود فسفر، تغییراتی در مسیرهای اصلی گلایکولیز در لاین ایزوژنیک برنج صورت میگیرد، تا گیاه بدینوسیله بر مشکل کمبود فسفر فائق آید و تا حد امکان کمبود ATP را جبران نماید.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
رضا امینی نسب؛ محمد علی ابراهیمی؛ علی اکبر عبادی؛ محسن قدسی
دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1391، ، صفحه 15-25
چکیده
چکیدهاین تحقیق به منظور بررسی تنوع ژنتیکی مجموعه ای از 20 رقم برنج ایرانی، با استفاده از 19 نشانگر ریز ماهواره پیوسته با ژنهای کنترلکننده تحمل به خشکی، انجام گرفت. همچنین شاخص مقاومت به خشکی به عنوان یک صفت تکمیلی مهم در مرحله رسیدگی دانه در 20 رقم و دو محیط (تحت تنش و بدون تنش) ، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد ...
بیشتر
چکیدهاین تحقیق به منظور بررسی تنوع ژنتیکی مجموعه ای از 20 رقم برنج ایرانی، با استفاده از 19 نشانگر ریز ماهواره پیوسته با ژنهای کنترلکننده تحمل به خشکی، انجام گرفت. همچنین شاخص مقاومت به خشکی به عنوان یک صفت تکمیلی مهم در مرحله رسیدگی دانه در 20 رقم و دو محیط (تحت تنش و بدون تنش) ، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که بین ژنوتیپها از لحاظ صفت شاخص مقاومت به خشکی، اختلاف معنیداری (در سطح احتمال یک درصد) وجود داشته و اثر محیط نیز بر شاخص مقاومت به خشکی در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود. بر اساس نتایج آزمایش حاضر رقمهای سنگجو ، خزر و لاین 831 بیشترین پایداری عملکرد و ویژگیهای فیزیولوژیکی را در برابر تنش کمبود آب نشان دادند. همه 19 نشانگر ریز ماهواره در 20 ژنوتیپ مورد مطالعه چند شکلی نشان دادند. در مجموع 142 آلل با میانگین 47/7 آلل در هر جایگاه ژنی مشاهده شد. نشانگر RM166 دارای بیشترین تعداد آلل(11آلل) و نشانگرهای RM152 و RM555 دارای کمترین تعداد آلل (5آلل) بودند. همچنین میانگین PIC نیز 817/0 برآورد شد که نشانگر RM166 با PIC 89/0 بیبشترین و RM152 با PIC 7/0 کمترین PIC را نشان داد. محاسبه شباهت ژنتیکی بین دادههای مولکولی توسط ضریب تشابه Jacardو الگوریتم UPGMA، ژنوتیپها را به 6دسته تقسیم کرد. تجزیه به مختصات اصلی به نحوی تأیید کننده گروه بندی تجزیه خوشه ای ژنوتیپ ها بود. تمامی نشانگر های ریزماهواره مورد استفاده در این تحقیق تنوع ژنتیکی بین ارقام برنج ایرانی را نشان دادند.
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
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.
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.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
غلامرضا صالحی جوزانی؛ سپیده اکبری والا؛ مهدی ثابت جهرمی؛ حسن مرسلی
دوره 1، شماره 1 ، اسفند 1390، ، صفحه 61-75
چکیده
گیاهانی که ریشه آنها توسط قارچهای میکوریز آربوسکولار کلونیزه میشوند٬ بطور معمول نسبت به تنشهای مختلف از قبیل شوری تحمل بالاتری دارند، بنابراین جداسازی و شناسایی این قارچها میتواند جهت تولید کودهای بیولوژیک برای مناطق مذکور بسیار مفید باشد. بدین منظور پس از نمونه برداری ریشه و اسپور از ریزوسفر گیاهان مورد مطالعه (گندم، جو ...
بیشتر
گیاهانی که ریشه آنها توسط قارچهای میکوریز آربوسکولار کلونیزه میشوند٬ بطور معمول نسبت به تنشهای مختلف از قبیل شوری تحمل بالاتری دارند، بنابراین جداسازی و شناسایی این قارچها میتواند جهت تولید کودهای بیولوژیک برای مناطق مذکور بسیار مفید باشد. بدین منظور پس از نمونه برداری ریشه و اسپور از ریزوسفر گیاهان مورد مطالعه (گندم، جو و برخی از علفهای هرز) از خاکهای شور استانهای یزد، آذربایجان شرقی، قم و مرکزی، کل ژنوم گیاه و ریزوسفر با روش PCR آشیانه ای دو مرحله ای برای حضور قارچهای میکوریز مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله اول PCR از آغازگرهای اختصاصی قارچهای میکوریزی (LSU-Glom1 and SSU-Glom1) و پس از هضم آنزیمی با Alu1، در مرحله دوم PCR از آغازگرهای عمومی قارچها (ITS5 و ITS4) استفاده شد. محصولات مرحله دوم PCR هر نمونه، همسانه سازی و کلنیهای مثبت با آنزیم برشی Taq1 هضم شدند. با مقایسه الگوهای RFLP نمونههای هضم شده و توالی¬یابی نمایندههایی از هر الگوی برشی، وجود جنسهای Glomus و Acaulospora در ریزوسفر نمونهها مشخص شد. جنس Glomus غالبترین جنس (بیش از 90 درصد) و گونههای Glomus mosseae(50 %)، G. intraradices ، G. versiforme، G. sinuosum ٬ G. fulvum، G. constrictum وGlomus sp در جنس مذکور مشاهده شدند. بیشترین تنوع گونه ای در خاکهای یزد و در گیاه گندم مشاهده شد. نتایج نشان داد که گونه G. mosseae دارای بالاترین سازگاری به شرایط شور در مناطق مختلف کشور میباشد و لذا میتواند پس از انجام آزمایشات تکمیلی به عنوان کود بیولوژیک در این مناطق استفاده شود.