فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی

بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی

ردیابی مولکولی ویروس‌های زردی رگبرگ خیار و کوتولگی زرد کدوئیان در جنوب شرق ایران و آنالیز ژنتیکی جدایه از CVYV

زهرا صادقی؛ سعید نصرالله نژاد؛ میلاد لگزیان؛ سید اسماعیل رضوی؛ مجید جعفری

دوره 9، شماره 27 ، آذر 1398، ، صفحه 29-40

https://doi.org/10.30473/cb.2019.46287.1774

چکیده

بیماری‌های زردی ناشی از ویروس‌های قابل انتقال با سفیدبالک در مزارع کدوئیان اهمیت زیادی داشته و به کدوئیان مناطق وسیعی از جهان خسارت زیادی وارد می‌کنند. در تحقیق حاضر، از مزارع مختلف کدوئیان در جنوب شرق (سیستان و بلوچستان) 195 نمونه طی تابستان و زمستان سال‌های 96-1395، با علایم مانند: زردی، کوتولگی و بدشکلی برگها جمع آوری شد. به‌منظور ... بیشتر بیماری‌های زردی ناشی از ویروس‌های قابل انتقال با سفیدبالک در مزارع کدوئیان اهمیت زیادی داشته و به کدوئیان مناطق وسیعی از جهان خسارت زیادی وارد می‌کنند. در تحقیق حاضر، از مزارع مختلف کدوئیان در جنوب شرق (سیستان و بلوچستان) 195 نمونه طی تابستان و زمستان سال‌های 96-1395، با علایم مانند: زردی، کوتولگی و بدشکلی برگها جمع آوری شد. به‌منظور ردیابی ویروس‌های زردی رگبرگ خیار و کوتولگی زرد کدوئیان، با استفاده از آغازگر شش نوکلئوتیدی تصادفی و آر ان ای کل استخراج‌شده از نمونه‌های گیاهی، cDNA تهیه شد. سپس آزمون پی سی آر با استفاده از cDNA سنتز شده و آغازگرهَای اختصاصی منطبق با بخشی از ژن رمزکننده پروتئین پوششی (CV+/CV- و CYSCPF/CYSCPF) انجام گردید. نتایج حاصل نشان داد در 55 نمونه مشکوک قطعه450 جفت بازی و در 17 نمونه، قطعه700 جفت بازی مربوط به بخشی از ژن رمز کننده پروتئین پوششی ویروس‌های CVYV وCYSDV به ترتیب تکثیر شدند. توالی نوکلئوتیدی ژن پروتئین پوششی مربوط به دو جدایه ویروس CVYV تعیین شد. توالی پروتئین پوششی دو جدایه با یکدیگر و با 17جدایه دیگر قابل دسترسی در بانک ژن مقایسه گردید. براساس مطالعات تبارزایی جدایه‌های CVYV به دو گروه اصلی I (زیرگروه‌های IA و IB) و II تقسیم شدند: گروه اول شامل جدایه‌های از لبنان، اردن، تونس، اسپانیا و فرانسه اما گروه دوم تنها شامل جدایه‌ها‌ی ایران (چابهار و زهک) بود که نشان دهنده تنوع بالای این جدایه‌ها است. نتایج شاخص‌های تنوع ژنتیکی و انتخاب نشان داد: جریان ژنی از اروپا به آسیا بسیارکم و تفاوت ژنتیکی بین آن‌ها زیاد است و منطقه CP تحت محدودیت‌های شدید انتخاب منفی است که باعث تنوع و تکامل گونه CVYV شده است. به‌طور کلی، براساس نتایج بیشترین تنوع مولکولی و میزبانی مربوط به گروه آسیا است.

بیوتکنولوژی گیاهان دارویی

بارکد گذاری DNA برخی از گیاهان دارویی

فاطمه اسدی؛ سارا دژستان؛ رباب قهرمانزاده؛ جبرایل رزمجو؛ محمد تقی آل ابراهیم

دوره 5، شماره 10 ، شهریور 1394، ، صفحه 31-40

چکیده

بارکدگذاری DNA روشی ساده برای شناسایی گونه‌ها با استفاده از یک توالی کوتاه ژنتیکی از یک بخش استاندارد ژنوم است. این روش به منظور شناسایی هشت گیاه دارویی جمع‌آوری‌شده از استان اردبیل مورد استفاده واقع شد. استخراج DNA به روش تغییر‌یافته CTAB انجام گرفت و PCR با آغازگرهای طراحی‌شده بر‌ اساس بارکدهای کلروپلاستی rbcL، trnH-psbA، matK و بارکد هسته‌ای ... بیشتر بارکدگذاری DNA روشی ساده برای شناسایی گونه‌ها با استفاده از یک توالی کوتاه ژنتیکی از یک بخش استاندارد ژنوم است. این روش به منظور شناسایی هشت گیاه دارویی جمع‌آوری‌شده از استان اردبیل مورد استفاده واقع شد. استخراج DNA به روش تغییر‌یافته CTAB انجام گرفت و PCR با آغازگرهای طراحی‌شده بر‌ اساس بارکدهای کلروپلاستی rbcL، trnH-psbA، matK و بارکد هسته‌ای ITS انجام شد. سپس محصولات PCR خالص‌سازی و تعیین توالی گردید. درصد موفقیت تکثیر و توالی‌یابی در نمونه‌ها به‌ترتیب 87 و 62، 75 و 37، 62 و 12، 75 و 37 به‌دست‌آمد. توالی‌ها با نمونه‌های موجود در پایگاه داده NCBI همردیف‌شده و تحت تجزیه بیوانفورماتیکی قرار گرفتند. در درخت خویشاوندی گونه‌های هم‌جنس بر ‌اساس توالی‌های بارکد‌های rbcL و trnH-psbA از دیگر جنس‌ها تفکیک شدند. همچنین، در بارکد ITS فقط شیرین‌بیان با گیاهان هم‌جنس خود قرار گرفت. در این مطالعه، گیاه سوسن‌چلچراغ برای اولین بار با بارکد rbcL بارکدگذاری شد. SNP بارکدهای rbcL (کم‌تر از 30)، trnH-psbA (کم‌تر از 100)، ITS (بیشتر از 200) و matK (کمتر از 20) شمارش شد. بنابراین، بارکد rbcL به‌دلیل قدرت تفکیک بالا، تعداد SNP پایین و جامعیت در اکثر گونه‌ها، به‌عنوان بهترین بارکد معرفی ‌شد. باوجوداین، بارکدهای ITS و trnH-psbA به‌دلیل مشکل مرتبط با توالی‌یابی مستقیم محصولات PCR و عدم دسترسی به توالی‌های با کیفیت، به‌عنوان بارکدهای مکمل شناسایی شدند. بارکد matK به‌دلیل قدرت تکثیر و توالی‌یابی پایین برای نمونه‌های مورد بررسی توصیه نمی‌شود.

پروتئومیکس

بررسی پروتئین های مشترک پاسخ دهنده به تنش خشکی در دو رقم حساس و متحمل گندم بهاره

معروف خلیلی؛ محمد رضا نقوی

دوره 6، شماره 16 ، اسفند 1395، ، صفحه 31-44

چکیده

در این پژوهش، تجزیه پروتئوم از طریق الکتروفورز دوبعدی و رنگ-آمیزی آبی کوماسی برای دو رقم گندم بهاره شامل کویر به‌عنوان رقم متحمل و بهار به‌عنوان رقم حساس انجام شد. بعد از کمّی کردن لکه-ها توسط نرم‌افزارSame spot progenesis ، تعداد 10 لکه پروتئینی مشترک تکرارپذیر دارای تفاوت معنی‌دار بین شرایط شاهد و تنش خشکی در دو رقم کویر و بهار تشخیص داده ... بیشتر در این پژوهش، تجزیه پروتئوم از طریق الکتروفورز دوبعدی و رنگ-آمیزی آبی کوماسی برای دو رقم گندم بهاره شامل کویر به‌عنوان رقم متحمل و بهار به‌عنوان رقم حساس انجام شد. بعد از کمّی کردن لکه-ها توسط نرم‌افزارSame spot progenesis ، تعداد 10 لکه پروتئینی مشترک تکرارپذیر دارای تفاوت معنی‌دار بین شرایط شاهد و تنش خشکی در دو رقم کویر و بهار تشخیص داده شد. با استفاده از طیف‌سنجی جرمی MALDI-TOF/TOFاز بین پروتئین‌های مشترک، نه لکه پروتئینی مشترک شناسایی و نوع فعالیت آنها و نحوه عمل این پروتئین‌ها در سلول مشخص شد. بر اساس نتایج بدست آمده پروتئین‌های دخیل در واکنش نوری (سه لکه پروتئینی شاملChlorophyll a-b binding protein 8، Cytochrome b6-f complex iron-sulfur subunit, chloroplasti و Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase CYP38) و چرخه کالوین (دو لکه پروتئینی شامل Fructose-1,6-bisphosphatase و ribulose-bisphosphate carboxylase small chain precursor) در هر دو رقم بیشترین گروه‌های عملکردی پروتئین و به عبارتی مهمترین پروتئین-های مشترک جهت حفظ کارایی گندم تحت شرایط تنش خشکی بودند. از آنجایی که این پروتئین‌ها در هر دو رقم متحمل و حساس تغییر بیان نشان دادند، بنظر می‌رسد که حساس‌ترین پروتئین‌ها در پاسخ به تنش خشکی در گندم بهاره باشند. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد که حفظ کارایی فتوسنتز تحت تنش خشکی از اهمیت بالایی برخوردار است.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

بررسی بیان نسبی برخی از ژن‌های مسیر تنفس نوری در واکنش به تنش خشکی در کلزا (Brassica napus)

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

دوره 7، شماره 17 ، خرداد 1396، ، صفحه 31-42

چکیده

خشکی یکی از مخرب‌ترین تنش‌‌های محیطی مؤثر بر فرآیندهای متابولیکی گیاه است. در تنش خشکی ژن‌های بسیاری از جمله ژن‌های مسیر تنفس نوری در گیاهان متأثر می‌شوند. در این مطالعه تأثیر تنش خشکی بر بیان نسبی ژن‌های پراکسی‌زومی GO Glycolate) oxidase) و HPR1 (Hydroxy pyruvate reductase) و ژن‌های میتوکندریایی GDC (Glycine decarboxylase) و SHMT (Serine hydroxy methyl transferase) دو ژنوتیپ حساس ... بیشتر خشکی یکی از مخرب‌ترین تنش‌‌های محیطی مؤثر بر فرآیندهای متابولیکی گیاه است. در تنش خشکی ژن‌های بسیاری از جمله ژن‌های مسیر تنفس نوری در گیاهان متأثر می‌شوند. در این مطالعه تأثیر تنش خشکی بر بیان نسبی ژن‌های پراکسی‌زومی GO Glycolate) oxidase) و HPR1 (Hydroxy pyruvate reductase) و ژن‌های میتوکندریایی GDC (Glycine decarboxylase) و SHMT (Serine hydroxy methyl transferase) دو ژنوتیپ حساس (Hayola308) و متحمل (SLM046) کلزا (Brassica napus) در شرایط تنش (قطع آبیاری قبل از مرحله گلدهی) و بدون تنش بررسی شد. نتایج حاصل از Real time-PCR نشان داد میزان بیان نسبی ژن GO در 48، 72 و 96 ساعت پس از تنش در ژنوتیپ Hayola308 بیش‌تر از ژنوتیپ SLM046 بود. بیش‌ترین میزان بیان نسبی ژن GDC در ژنوتیپ Hayola308 در 48 ساعت پس از تنش مشاهده شد و با افزایش زمان تنش کاهش یافت. بیان نسبی ژن SHMT در 24 ساعت پس از تنش در هر دو ژنوتیپ Hayola308 و SLM046 در بیش‌ترین حد خود بود و با افزایش زمان تنش در ژنوتیپ SLM046 به‌طور ناگهانی و در ژنوتیپ Hayola308 به طور تدریجی کاهش یافت. بیش‌ترین میزان بیان نسبی ژن HPR1 در 24 ساعت پس از تنش در ژنوتیپ SLM046 بود و سپس در 48 ساعت پس از تنش به شدت کاهش یافت. به نظر می‌رسد در ساعات ابتدایی تنش، تنفس نوری در ژنوتیپ SLM046 افزایش یافته بود و با تداوم تنش، بر خلاف ژنوتیپ Hayola308 نسبت به شرایط موجود سازگاری یافته و تنفس نوری را مهار کرده است.

بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی

بیان افتراقی ژن‌های HSP90 و AGO1 و AGO4 گوجه فرنگی در مواجهه با ویروس موزاییک خیار

ندا اصغری؛ داود کولیوند؛ امید عینی

دوره 10، شماره 30 ، شهریور 1399، ، صفحه 31-42

https://doi.org/10.30473/cb.2020.53550.1811

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.

فیزیولوژی مولکولی

تأثیر سویه‌های مختلف Agrobacterium rhizogenes، نوع و سن ریزنمونه بر تولید ریشه‌های مویین در گیاه سنبل‌الطیب (Valeriana officinalis L.)

محمد علی اعظمی؛ سمیعه غفوری؛ محمدباقر حسن پور اقدم

دوره 10، شماره 31 ، آذر 1399، ، صفحه 31-44

https://doi.org/10.30473/cb.2020.54411.1816

چکیده

گیاه سنبل‌الطیب (Valeriana officinalis L.) از خانواده Valerianaceae به‌عنوان گیاه دارویی‌ ارزشمند همواره مورد توجه بوده است که از آن برای درمان بیماری‌های عصبی استفاده می‌شود. پژوهش به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل سویه‌های باکتری (R1000, LBA9402, C58, A4, GM, ATTCC15834)، سن ریزنمونه جهت تلقیح (10، 20 و 30‌ روز) و ریزنمونه‌های مختلف گیاه سنبل‌الطیب ... بیشتر گیاه سنبل‌الطیب (Valeriana officinalis L.) از خانواده Valerianaceae به‌عنوان گیاه دارویی‌ ارزشمند همواره مورد توجه بوده است که از آن برای درمان بیماری‌های عصبی استفاده می‌شود. پژوهش به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل سویه‌های باکتری (R1000, LBA9402, C58, A4, GM, ATTCC15834)، سن ریزنمونه جهت تلقیح (10، 20 و 30‌ روز) و ریزنمونه‌های مختلف گیاه سنبل‌الطیب (برگ و ریشه) در سه تکرار انجام گرفت. جهت کشت باکتری‌ها از محیط کشت MYA جامد و جهت تهیه سوسپانسیون باکتری به‌منظور تلقیح از محیط MYA مایع حاوی آنتی‌بیوتیک ریفامپسین با غلظت 50 میلی‌گرم در لیتر استفاده گردید. دو روش تلقیح (روش غوطه‌وری و تزریق) بر درصد ریشه‌زایی ریز‌نمونه‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت و روش تزریق در القای ریشه مویین بر ریزنمونه‌ها مؤثر واقع نشد. پس از مشخص شدن بهترین سویه و بهترین ریزنمونه، جهت پرآوری ریشه‌های مویین کلون‌ها در محیط کشت جامد MS ،1/2 MS و MS + 0.2 mg/L NAA کشت گردیدند، مشاهده شد که ریشه‌های قرار داده شده در محیط کشت MS بیشترین زیست‌توده را داشتند. سویه ATCC15834و A4 رشد یافته در محیط MYA روی ریز نمونه برگی 30 روزه مناسب‌ترین سویه‌ها بودند. بیشترین طول ریشه‌ و تعداد ریشه ‌مویین در القای با سویه A4 دیده شد. ریشه‌های مویین القاء شده در محیط کشت MS حاوی 3 درصد ساکارز در دمای 25 درجه سانتی‌گراد بیشترین میزان رشد ریشه‌های مویین را نشان داد. نتایج نشان داد که کاربرد سویه‌های ATTCC15834, R1000, LBA9402 و A4 باعث القای ریشه‌های مویین در گیاه سنبل‌الطیب شد و دو سویه دیگر در القای ریشه‌های مویین ناکارآمد بودند.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

همسانه‌سازی و بررسی پروموتر دائمی یک ژن پلی‌یوبی‌کوئیتین از گیاه نخود

نیلوفر پیکاری؛ کتایون زمانی

دوره 9، شماره 25 ، اردیبهشت 1398، ، صفحه 35-45

https://doi.org/10.30473/cb.2019.41885.1745

چکیده

ایجاد گیاهان تراریخته نیازمند پروموترهای جدید است. با ظهور فناوری‌های توالی‌یابی نسل نو و تولید انبوه داده‌های ژنومی برای گونه‌های مختلف گیاهان زراعی که با توسعه ابزارهای بیوانفورماتیکی همراه شده‌، فرصت مناسبی برای شناسایی، جداسازی و بررسی ویژگی‌های پروموترهای جدید فراهم آمده است. به‌دلیل وجود ملاحظاتی در مورد استفاده از ... بیشتر ایجاد گیاهان تراریخته نیازمند پروموترهای جدید است. با ظهور فناوری‌های توالی‌یابی نسل نو و تولید انبوه داده‌های ژنومی برای گونه‌های مختلف گیاهان زراعی که با توسعه ابزارهای بیوانفورماتیکی همراه شده‌، فرصت مناسبی برای شناسایی، جداسازی و بررسی ویژگی‌های پروموترهای جدید فراهم آمده است. به‌دلیل وجود ملاحظاتی در مورد استفاده از پروموترهای ویروسی در گیاهان تراریخته لزوم همسانه‌سازی و استفاده از پروموترهایی با منشأ گیاهی احساس می‌شود. پروموترهای دائمی با منشأ گیاهی معمولاً دارای عناصر تنظیمی غیر اختصاصی بوده و به سادگی قابلیت بیشتری را در به‌کارگیری ماشین رونویسی سلول گیاهی برای رونویسی از ژن‌ها دارا هستند. بر اساس نحوه بیان ژن‌ها، پروموترها به سه دسته دائمی، القایی و ویژه بافت طبقه‌بندی می‌شوند. ژن‌های خانه‌دار بهترین و مهمترین منبع برای جداسازی پروموترهای دائمی هستند. در این پژوهش، بیان ژن گزارشگر بتا-گلوکورونیداز تحت کنترل پروموتر ژن پلی‌یوبی‌کوئیتین 10 نخود (Cicer ariethinum) در بافت‌های توتون بررسی شد. عملکرد CaUBQ10 در برگ‌، ساقه و ریشه‌های گیاهان تراریخته پایدار توتون تأیید شد که نشان می‌دهد CaUBQ10 یک پروموتر دائمی است و می‌تواند انتخاب مناسبی برای بیان بالای ژن‌های مورد نظر در کلیه مراحل زندگی گیاه باشد.

نانوبیوتکنولوژی کشاورزی

مروری بر کاربرد نانو زیست فناوری در کشاورزی

محمد علی ابراهیمی؛ نسرین قوامی؛ مهدی دادمهر؛ هادی کلانتری؛ جواد شقاقی؛ اردشیر قادری؛ نسیم زرین پنجه

دوره 11، شماره 38 ، شهریور 1401، ، صفحه 35-60

https://doi.org/10.30473/cb.2023.42669.1888

چکیده

انواع تنش‌های زیستی و غیر زیستی مانند عوامل بیماری‌زا، آفت‌ها، علف‌های‌هرز، دما، رطوبت نامناسب و بسیاری عوامل دیگر، دستیابی به عملکرد مطلوب محصولات کشاورزی را با مشکلات و معضلات متعددی روبه‌رو ساخته‌است. پیش بینی می‌شود که تا سال 2050 میلادی جمعیت جهان به حدود 6/9 میلیارد نفر برسد که در این صورت، بایستی تولیدات کشاورزی بین 70 تا ... بیشتر انواع تنش‌های زیستی و غیر زیستی مانند عوامل بیماری‌زا، آفت‌ها، علف‌های‌هرز، دما، رطوبت نامناسب و بسیاری عوامل دیگر، دستیابی به عملکرد مطلوب محصولات کشاورزی را با مشکلات و معضلات متعددی روبه‌رو ساخته‌است. پیش بینی می‌شود که تا سال 2050 میلادی جمعیت جهان به حدود 6/9 میلیارد نفر برسد که در این صورت، بایستی تولیدات کشاورزی بین 70 تا 100 درصد افزایش یابد تا بتوان از عهده تأمین نیاز به مواد خوراکی بشر بر آمد. عواملی چون کوچک‌تر شدن زمین‌های قابل کشت، کمبود منابع آبی، تغییر اقلیم و کاهش کارایی نهاده‌های شیمیایی کشاورزی، مشکلات ناشی از تنش‌های زیستی و غیر زیستی را برای انواع محصولات تشدید کرده است. بدین ترتیب، دستیابی به فناوری‌های مدرن و ره‌یافت هایی نوین برای حفاظت گیاهان در برابر تنش‌ها و بهبود کارایی مصرف نهاده‌های شیمیایی با هدف تأمین امنیت غذایی به‌گونه‌ای سالم و پایدار، امری کاملاً حیاتی است. نانو زیست‌فناوری که شامل استفاده از نانوساختارها (مواد کوچک‌تر از صد نانومتر) در کاربردهای زیستی است، ابزاری نویدبخش برای محقق شدن کشاورزی پایدار است که عامل کلیدی برای تأمین نیاز روزافزون به غذا در سطح جهان می‌باشد. در مقاله حاضر کلیات نقش فناوری نانو در صنعت کشاورزی به‌عنوان نانو کودها، نانو آفت‌کش‌ها، نانو تنظیم کننده های رشد، نانو اصلاح کننده های آب و خاک و غیره مرور شده‌است.

مهندسی ‍ژنتیک و انتقال ژن

ارزیابی عوامل مؤثر در افزایش بازده انتقال ژن به Citrus aurantifolia L. به‌واسطه اگروباکتریوم و کاهش شیمری‌شدن شاخساره‌های تراریخته

سعید سهیلی وند؛ امیر موسوی؛ محمدرضا صفرنژاد

دوره 10، شماره 32 ، اسفند 1399، ، صفحه 37-53

https://doi.org/10.30473/cb.2021.57688.1832

چکیده

انتقال ژن به لیموترش (Citrus aurantifolia L.)، به‌عنوان یکی از گیاهان چوبی سرسخت، چالش‌برانگیز است. تأکید این مطالعه بر عوامل مهمی است که در افزایش موفقیت انتقال ژن و کاستن شیمری شدن شاخساره‌های تراریخته، مؤثر هستند. ریزنمونه‌های اپی‌کوتیل و میانگره، با سه سویه اگروباگتریوم (LBA4404، GV3101 و GV3850)، حامل پلاسمیدهای pBI121 و pCAMBIA3301 دارای ژن گزارشگر ... بیشتر انتقال ژن به لیموترش (Citrus aurantifolia L.)، به‌عنوان یکی از گیاهان چوبی سرسخت، چالش‌برانگیز است. تأکید این مطالعه بر عوامل مهمی است که در افزایش موفقیت انتقال ژن و کاستن شیمری شدن شاخساره‌های تراریخته، مؤثر هستند. ریزنمونه‌های اپی‌کوتیل و میانگره، با سه سویه اگروباگتریوم (LBA4404، GV3101 و GV3850)، حامل پلاسمیدهای pBI121 و pCAMBIA3301 دارای ژن گزارشگر بتا گالاکتوزیداز (GUS)، جهت بررسی عوامل دخیل در انتقال ژن، استفاده شدند. فاکتورهای اصلی همچون OD600 اگروباکتریوم (3/0، 5/0 و 1)، زمان تلقیح ریزنمونه (5 ثانیه، 10 دقیقه و 30 دقیقه)، مدت هم‌کشتی (2 و 3 روزه) و انتخاب نوع و میزان عامل انتخابگرهای فسفینوترایسین (1، 3، 5 و 10 میلی‌گرم در لیتر) و کانامایسین (25، 50، 75 و 100 میلی‌گرم در لیتر) ارزیابی شدند. بدین منظور، بازدهی تراریختی با استفاده از واکنش زنجیره‌ای پلیمراز و میزان حالت شیمری شاخساره‌های تراریخته به‌کمک آزمون هیستوشیمیایی GUS، تأیید گردیدند. نتایج نشان داد که اگروباکتریوم سویه LBA4404، با OD600 5/0 و زمان تلقیح پنج ثانیه برای اپی‌کوتیل و 10 دقیقه برای میانگره با هم‌کشتی دو روزه، مناسب‌ترین تیمارها برای هر دو ریزنمونه بودند. فراوانی انتقال ژن بین 93/0‌% در ریزنمونه میانگره روی محیط DKW حاوی 1 میلی‌گرم در لیتر فسفینوترایسین و 29/14 درصد، در ریزنمونه اپی‌کوتیل روی محیط DKW حاوی 50 میلی‌گرم در لیتر کانامایسین حاصل شد. همچنین مشخص گردید، به‌کار بردن سطوح بالای عامل انتخابگر، بازدهی تراریزش را با کاهش پدیده شیمری و جلوگیری از فرار شاخساره‌های غیرتراریخته، بهبود می‌بخشد. یافته‌های این مطالعه، راهکارهای مؤثری را در باززایی شاخساره‌های تراریخته غیرشیمری در لیموترش، ارائه می‌دهد.

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 میکروبی در گیاهان زراعی

بررسی فعالیت ضدمیکروبی عصاره‏های بدست آمده از کالوس و سلول‌های کشت سوسپانسیون زیره سیاه در مقایسه با بذر آن و تاثیر نوع حلال و رقت عصاره بر این فعالیت

سارا خسروی نیا؛ عبدالرضا باقری؛ سید مهدی زیارت نیا

دوره 5، شماره 9 ، خرداد 1394، ، صفحه 39-48

چکیده

مقاومت‌ دارویی میکروارگانیزم‌ها سبب توجه بیشتر به گیاهان دارویی با عوارض جانبی کمتر شده است. اما برداشت بی‌رویه گیاهان دارویی محققان را به فکر گسترش تولید متابولیت‌های ضدمیکروبی در شرایط درون‌شیشه‌ای انداخته است. بنابراین در این تحقیق اثر مهارکنندگی رقت‏های مختلف عصاره‌های آبی، اتانولی، متانولی و اتری حاصل از کالوس، سلول‌های ... بیشتر مقاومت‌ دارویی میکروارگانیزم‌ها سبب توجه بیشتر به گیاهان دارویی با عوارض جانبی کمتر شده است. اما برداشت بی‌رویه گیاهان دارویی محققان را به فکر گسترش تولید متابولیت‌های ضدمیکروبی در شرایط درون‌شیشه‌ای انداخته است. بنابراین در این تحقیق اثر مهارکنندگی رقت‏های مختلف عصاره‌های آبی، اتانولی، متانولی و اتری حاصل از کالوس، سلول‌های کشت سوسپانسیون و بذر زیره سیاه بر روی میکروارگانیزم‏های Staphylococcus aureus، Bacillus subtilis،Pseudomonas aeroginosa ، Escherichia coli، Klebsiella pneumoniae ، Aspergillus parasiticus و Candida albicans بررسی شد. نتایج نشان داد که عصاره‏های مختلف از خاصیت بازدارندگی بالایی برخور دارند و اثر مقدار رقت‏ عصاره‏ها بر مهار رشد میکروارگانیزم‌ها معنی‏دار است. اما در نوع عصاره و اثر متقابل این دو فاکتور (رقت‏ و نوع عصاره) اختلاف معنی‏داری مشاهده نشد. متفاوت بودن اثر ضد‏میکروبی عصاره‏ها به‏خاطر تفاوت در قدرت حلالیت مواد موثره موجود در آنها می‌باشد. با افزایش غلظت عصاره‏ها، اثر بازدارندگی آن‏ها افزایش یافت‏ به‏طوریکه عصاره رقیق نشده بیشترین اثر بازدارندگی را نشان داد. همچنین اثر بازدارندگی عصاره‌های حاصل از سلول و کالوس زیره سیاه بیشتر از عصاره‌های بذری است. نتایج بررسی ترکیبات عصاره‏ها با TLC نیز نشان داد که اسکوپولتین از خاصیت ضدمیکروبی برخودار است و به مقدار فراوان در کالوس و سلول‏های کشت سوسپانسیون زیره سیاه وجود دارد. بنابراین اثرات ضدمیکروبی عصاره‏های حاصل از کالوس و سلول‏ زیره سیاه را می‏توان، علی‏رغم کم بودن مقدار کومین‌آلدهید آن‏ها، به مقدار زیاد اسکوپولتین ارتباط داد. در نهایت استفاده از سیستم‌های کشت سلول گیاهی برای تولید متابولیت‌هایی با خاصیت ضدمیکروبی، از جمله اسکوپولتین، یک فناوری مناسب محسوب شده و می‌تواند جایگزینی مناسب برای داروهای شیمیایی متداول باشد.

اصلاح نباتات مولکولی

آنالیز غنی‌سازی مجموعة ژنی در غده‌های سیب‌زمینی (Solanum tuberosum L.) در جریان مراحل نموی

مریم شیرانی بیدآبادی؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی؛ کریم سرخه؛ احمد اسماعیلی

دوره 9، شماره 29 ، خرداد 1399، ، صفحه 39-51

https://doi.org/10.30473/cb.2020.52492.1804

چکیده

سیب‌زمینی، چهارمین گیاه ارزشمند در تغذیه بشر است. غده سیب‌زمینی علاوه ‌بر کربوهیدرات‌ها، دارای ویتامین‌ها و ریزمغذی‌های مهمی برای تأمین سلامت بشر است. طی مراحل نموی غده سیب‌زمینی، تغییرات متعدد مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و مولکولی رخ می‌دهند. مطالعه این اتفاق‌ها از منظر مولکولی، برای به‌نژادی ارزش غذایی و بهبود عملکرد سیب‌زمینی ... بیشتر سیب‌زمینی، چهارمین گیاه ارزشمند در تغذیه بشر است. غده سیب‌زمینی علاوه ‌بر کربوهیدرات‌ها، دارای ویتامین‌ها و ریزمغذی‌های مهمی برای تأمین سلامت بشر است. طی مراحل نموی غده سیب‌زمینی، تغییرات متعدد مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و مولکولی رخ می‌دهند. مطالعه این اتفاق‌ها از منظر مولکولی، برای به‌نژادی ارزش غذایی و بهبود عملکرد سیب‌زمینی بسیار مهم است. روش‌های توالی‌یابی نوین، داده‌های ژنتیکی فراوان و سودمندی برای به‌نژادی مولکولی محصولات زراعی تولید می-کنند. در این مطالعه، از غده در حال نمو سیب‌زمینی در دو دوره نموی نمونه‌برداری صورت گرفت. توالی‌یابی cDNA و ساخت RNA پس از استخراج با دو تکرار برای هر Illumina انجام شد. آنالیزهای بیوانفورماتیکی، هستی‌شناسی ژن و غنی‌سازی گروه‌های ژنی صورت گرفت. در نهایت، از 1829 ژن افتراقی، 1186 ژن توسط پایگاه‌های معتبر شناسایی شدند. نتایج مقایسه‌های هستی‌شناسی ژن نشان داد که به ترتیب 393، 483 و 669 ژن در فرایندهای بیولوژیکی، اجزای سلولی و کارکردهای مولکولی نقش داشتند. بیشترین تعداد ژن در مسیرهای بیوسنتز فنیل پروپانوئیدها، بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه و مسیرهای متابولیکی حضور داشتند. ژن‌های کدکننده‌ی پراکسیدازها و ناقلین غشایی مهم‌ترین ژن‌ها در ابتدای دوره نموی تا شروع غده‌دهی بودند. نمو غده در سیب‌زمینی مسیرهای متابولیکی بسیاری را فعال می‌سازد، که نه تنها موجب رشد و نمو می‌گردند، بلکه باعث فعال شدن مسیرهای مقابله با تنش‌ها و همچنین مسیرهای ساخت مواد مورد نیاز می‌گردند. در مجموع تعداد ده ژن کلیدی برای بیوسنتز نشاسته در جریان نمو، شناسایی شدند که بیشتر آن‌ها افزایش بیان معنی‌داری نشان دادند، این موضوع نشان می‌دهد که فرایند بیوسنتز نشاسته از شروع نمو استولون تا بلوغ غده پیوسته ادامه دارد.

بیوتکنولوژی گیاهان دارویی

کوتاه‌تر نمودن زمان جوانه‌زنی سرخدار ایرانی (Taxus baccata sp.) از طریق کشت جنین

هوشنگ گوهرچینی؛ خدیجه باقری؛ محمدرضا زمانی

دوره 12، شماره 40 ، اسفند 1401، ، صفحه 41-48

https://doi.org/10.30473/cb.2023.66898.1901

چکیده

چکیده گیاه سرخدار منبع اصلی تولید داروی تاکسول است. پاکلی تاکسول با نام تجاری تاکسول داروی اصلی در درمان سرطان‌های مختلف می‌باشد. بذر این گیاه دارای خواب طولانی و جوانه‌زنی سخت است و به علت تقاضای بالا و برداشت بی‌رویه در بعضی مناطق خطر انقراض این گیاه مهم وجود دارد. با توجه به این شرایط، استفاده از ابزارهای بیوتکنولوژی همچون کشت ... بیشتر

ژنومیکس

تهیه نقشه پیوستگی و مکان یابی ژن های کنترل کننده تعدادی از صفات زراعی و شیمیایی در توتون تیپ شرقی

فرامرز هوشیاردل؛ رضا درویش زاده؛ حمید حاتمی ملکی

دوره 6، شماره 14 ، شهریور 1395، ، صفحه 61-72

چکیده

توتون (Nicotiana tabacum L.) از جمله گیاهان صنعتی است که در اقتصاد بسیاری از کشورها اهمیت اساسی دارد. توتون شرقی متشکل از واریته های با برگ های کوچک، آفتاب خشک و ترکیبات آروماتیک فراوان می باشد که اطلاعات کمی در مورد صفات مختلف زراعی و شیمیایی و نحوه کنترل ژنتیکی آن ها وجود دارد. این پژوهش با هدف تهیه نقشه پیوستگی توتون شرقی در یک جمعیت لاین های ... بیشتر توتون (Nicotiana tabacum L.) از جمله گیاهان صنعتی است که در اقتصاد بسیاری از کشورها اهمیت اساسی دارد. توتون شرقی متشکل از واریته های با برگ های کوچک، آفتاب خشک و ترکیبات آروماتیک فراوان می باشد که اطلاعات کمی در مورد صفات مختلف زراعی و شیمیایی و نحوه کنترل ژنتیکی آن ها وجود دارد. این پژوهش با هدف تهیه نقشه پیوستگی توتون شرقی در یک جمعیت لاین های اینبرد نوترکیب (103 لاین) حاصل از تلاقی Basma seres 31 (♀) و SPT406 (♂) و شناسایی مکان های ژنی کنترل کننده تعدادی از صفات زراعی و محتوی کلر برگ در شرایط مزرعه‌ای انجام گرفت. برای تهیه نقشه پیوستگی، از نشانگرهای SSR، ISSR، IRAP و REMAP استفاده گردید. نقشه پیوستگی با استفاده از 46 نشانگر تهیه گردید که 1/586 cM از ژنوم توتون را پوشش داده و متوسط فاصله بین دو نشانگر مجاور در این نقشه ژنتیکیcM 74/12 می باشد. تعداد نشانگرها در گروه های پیوستگی ایجاد شده بین 2 الی 13 عدد متغیر بود. با استفاده از روش مکان یابی فاصله ای مرکب تعداد 19 QTL با ضریب تبیین فنوتیپی 2/13 الی 1/40 درصد برای صفات طول برگ، تعداد برگ، روز تا گلدهی، مقدار کلروفیل، عرض برگ، ارتفاع گیاه، فاصله میانگره ها، قطر ساقه، عملکرد برگ خشک، مقدار فتوسنتز و محتوای کلر برگ شناسایی گردید. در این مطالعه، QTLهای هم مکان در گروه های پیوستگی 1، 3 و 5 شناسایی گردید. مقادیر بالای عددی ضرایب تبیین فنوتیپی بدست آمده در تحقیق حاضر، بیانگر پتانسیل استفاده از نشانگرهای مبتنی بر رتروترنسپوزون ها (IRAP وREMAP) و نشانگرهای ریزماهواره ای شناسایی شده در برنامه های گزینش به کمک نشانگر در توتون شرقی می‌باشد.

ژنومیکس

شناسایی مکان‌های ژنی کنترل کننده مؤلفه های جوانه زنی در جمعیت لاین‌های نوترکیب برنج ایرانی (.Oryza sativa L) تحت شرایط مختلف تنش اسمتیک

حسین صبوری؛ شریفه محمد آلق؛ عباس بیابانی؛ احمدرضا دادرس؛ عاطفه صبوری؛ مهناز کاتوزی؛ محبوبه نجار عجم؛ ماهم پیراسته؛ رسول خاتمی نژاد

دوره 4، شماره 8 ، اسفند 1393، ، صفحه 31-45

چکیده

تنشهای اسمتیک از جمله خشکی در برنج یکی از جدیترین عاملهای تولید و پایداری عملکرد در جهان میباشد. به منظور مکانیابی QTLهای مرتبط با تحمل به تنشهای اسمتیک در مرحله جوانهزنی و تعیین سهم هر QTL در تنوع فنوتیپی صفات 96 لاین نسل هشتم تلاقی ارقام عنبربو × سپیدرود ( به ترتیب متحمل و حساس به تنش خشکی در مرحله جوانهزنی) در دانشگاه گنبد کاووس ... بیشتر تنشهای اسمتیک از جمله خشکی در برنج یکی از جدیترین عاملهای تولید و پایداری عملکرد در جهان میباشد. به منظور مکانیابی QTLهای مرتبط با تحمل به تنشهای اسمتیک در مرحله جوانهزنی و تعیین سهم هر QTL در تنوع فنوتیپی صفات 96 لاین نسل هشتم تلاقی ارقام عنبربو × سپیدرود ( به ترتیب متحمل و حساس به تنش خشکی در مرحله جوانهزنی) در دانشگاه گنبد کاووس طی سالهای 92-1390 مورد مطالعه قرار گرفتند. برای تشکیل نقشه پیوستگی، چند شکلی 365 جفت آغازگر SSR و 35 ترکیب پرایمری AFLP روی والدین مورد بررسی قرار گرفت. از 136 نشانگر SSR و 21 ترکیب پرایمری چند شکل برای تهیه نقشه پیوستگی استفاده شد. مؤلفههای جوانهزنی شامل طول ریشهچه، ساقهچه، کلئوپتیل و درصد جوانهزنی روی 100 بذر هر لاین در شرایط تنش اسمتیک 5 بار حاصل از ساکارز، سوربیتول و مانیتول ثبت شد. برای طول ریشهچه در هر سه شرایط تنش روی کروموزوم 4، QTLهایی یافت شد که اثر افزایشی آن در همه موارد مثبت بود. از بین QTLهای شناسایی شده qSUC-5 (طول کلئوپتیل در تنش حاصل از ساکارز) روی کروموزوم 5، qSUR-2 (طول ریشهچه در تنش حاصل از ساکارز) روی کروموزوم 2 و qSUR-4 (طول ریشهچه در تنش حاصل از ساکارز) روی کروموزوم 4 به ترتیب 23، 23 و 26 درصد تغییرات فنوتیپی طول کلئوپتیل و طول ریشهچه را در شرایط تنش اسمتیک توجیه نمودند. این QTLها به دلیل بالا بودن درصد توجیه پس از تعیین اعتبار، کاندید مناسبی برای برنامههای انتخاب به کمک نشانگر در جمعیت لاینهای نوترکیب برنج ایرانی میباشند.

اصلاح نباتات مولکولی

ارزیابی صفات مرتبط با کیفیت پخت در گندم دوروم و نان

معصومه رجبی هشجین؛ مصطفی آقایی سربرزه؛ محمدحسین فتوکیان؛ محسن محمدی

دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 33-41

چکیده

به‌منظور بررسی صفات کیفی و پروتئینهای ذخیرهای بذر، 11 ژنوتیپ گندم دوروم و سه رقم گندم فلات و ایگل و Verinac انتخاب شدند. هشت صفت کیفی شامل سختی دانه، عدد زلنی، گلوتن خشک، گلوتن مرطوب، حجم نان، رطوبت دانه، درصد جذب آب و درصد پروتئین اندازهگیری شدند. برای تفکیک زیرواحدهای گلوتنین از روش SDS-PAGEاستفاده شد. تجزیه خوشهای ... بیشتر به‌منظور بررسی صفات کیفی و پروتئینهای ذخیرهای بذر، 11 ژنوتیپ گندم دوروم و سه رقم گندم فلات و ایگل و Verinac انتخاب شدند. هشت صفت کیفی شامل سختی دانه، عدد زلنی، گلوتن خشک، گلوتن مرطوب، حجم نان، رطوبت دانه، درصد جذب آب و درصد پروتئین اندازهگیری شدند. برای تفکیک زیرواحدهای گلوتنین از روش SDS-PAGEاستفاده شد. تجزیه خوشهای صفات کیفی، نمونهها را به 3 گروه تقسیم کرد. نتایج همبستگی نشان داد که درصد پروتئین با عدد زلنی و سختی دانه و گلوتن مرطوب و خشک همبستگی مثبت دارد. همچنین درصد پروتئین با حجم نان و درصد رطوبت همبستگی منفی داشت. نتایج تجزیه رگرسیون به روش گام‌به‌گام نشان داد که گلوتن خشک 90 درصد از تغییرات میزان پروتئین را توجیه میکرد. در بررسی زیرواحدهای سنگین گلوتنین(HMW-GS) در مکان ژنی Glu-A1 در ارقام فلات و ایگل به‌ترتیب آلل یک و *2 مشاهده شد. همچنین آلل *2 در سه ژنوتیپ (Kc- 525، Wc-3122، Wc-45505) مشاهده شد. برای مکان ژنی Glu-B1 در رقم فلات آلل 9+7 و در رقم ایگل و Verinac آلل 18+17 مشاهده شد. همچنین در این مکان ژنی در 6 ژنوتیپ (TN-12590، Kc-3638، TN-12501، Kc- 525، Wc-3122، Wc-45505) آلل 18+17، و در ژنوتیپهای (TN-12595، TN-12567) آلل 8+7 مشاهده گردید. نتایج این تحقیق میتواند در برنامه‌های اصلاحی و انتخاب جهت بهبود کیفیت گندم دوروم مفید باشد.

بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی

افزایش فعالیت ژن کیتیناز قارچ Trichoderma harzianum با استفاده از جهش القایی ناشی از پرتو گاما

سمیرا شهبازی؛ حسین اهری مصطفوی؛ محمدعلی ابراهیمی؛ حامد عسکری؛ سید مهیار میرمجلسی؛ مهسا کریمی

دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 33-40

چکیده

قارچ تریکودرما به عنوان یک عامل کنترل بیولوژیک موفق شناخته شده است. گونه های آنتاگونیست تریکودرما قادرند دامنه وسیعی از قارچ های پاتوژن گیاهی را کنترل نمایند. بالاترین میزان تولید آنزیم های تجزیه کننده دیواره (کیتیناز و گلوکاناز) را در بین میکروارگانیسم ها به این جنس تعلق دارد. کیتینازها نقش موثری در فرآیند مایکوپارازیتسم قارچهای ... بیشتر

مهندسی ‍ژنتیک و انتقال ژن

مهندسی ژنتیک ژنوم هسته‌ای گیاه برای اختصاصی کردن بیان ژن در کلروپلاست با طراحی و تراریزش سیگما فاکتور هیبرید

مطهره محسن پور؛ مسعود توحیدفر

دوره 1، شماره 1 ، اسفند 1390، ، صفحه 35-48

چکیده

سیستمی با قرار دادن پیشبر شوک حرارتی E. coli (groE) در ناقل‌ پلاستیدی و ساخت سیگما فاکتور هیبرید گیاه- باکتری تحت یک پیشبر مختص بافت طراحی گردید تا بتوان بر مشکل کاهش رشد و یا باروری گیاه در انتقال ژن به پلاستید که اغلب به دلیل اثرات تولید دائمی محصول تراژن ایجاد می‌گردد غلبه نمود. به‌طوری‌که با ترکیب موتیف‌های قسمت پایانة N شبه ... بیشتر سیستمی با قرار دادن پیشبر شوک حرارتی E. coli (groE) در ناقل‌ پلاستیدی و ساخت سیگما فاکتور هیبرید گیاه- باکتری تحت یک پیشبر مختص بافت طراحی گردید تا بتوان بر مشکل کاهش رشد و یا باروری گیاه در انتقال ژن به پلاستید که اغلب به دلیل اثرات تولید دائمی محصول تراژن ایجاد می‌گردد غلبه نمود. به‌طوری‌که با ترکیب موتیف‌های قسمت پایانة N شبه سیگما فاکتور توتون که دارای توالی نشانه برای ورود به کلروپلاست و موتیف برهمکنش با پلیمراز کلروپلاستی می‌باشد با موتیف‌های قسمت C-ترمینال فاکتور سیگما 32ی E. coli که قدرت تشخیص و اتصال به پروموتر groE را دارد، یک فاکتور سیگمای هیبرید گیاه E. coli طراحی گردید. این ژن هیبرید موسوم به HSig طی مراحلی با افزودن نواحی تنظیمی در وکتور اگروباکتریومی کلون‌سازی شد. از وکتور نوترکیب حاصل برای انتقال ژن به رقم ایرانی توتون استفاده گردید و ردیابی گیاهان تراریخته حاصل توسط آنالیز PCR، سادرن بلات و رونویسی معکوس اثبات گردید. گیاهان تراریخته HSig حاصل با استفاده از ناقل pFNGi به روش تفنگ ژنی مورد تراریختی مجدد پلاستید قرار گرفتند و بیان پروتئین فلورسنت سبز (GFP) تحت پیشبر groE در کلروپلاست، بیان HSig در بافت سبز گیاه تراریخته و هدف‌گیری آن به پلاستید با استفاده از پپتید نشانه را اثبات نمود. سیستمی که برای بیان GFP در ژنوم کلروپلاستی طراحی و ساخته شد این قابلیت را خواهد داشت که با جایگزینی هر ژن دلخواه دیگری به جای GFP استفاده و برای اختصاصی کردن بیان ژن در کلروپلاست در کشاورزی ملکولی مورد استفاده قرار گیرد.

اصلاح نباتات مولکولی

تعیین نحوه توارث و مکان یابی ژن های کنترل کننده عملکرد و برخی از صفات زراعی در جو

منیره رحیمی؛ فرشاد ابراهیم پور؛ روهام عشقی

دوره 2، شماره 3 ، اسفند 1391، ، صفحه 35-48

چکیده

در این تحقیق، یک جمعیت 2:3F حاصل از تلاقی دو رقم جوی Hiberna و Pfyner جهت تعیین نحوه توارث به روش تجزیه میانگین نسلها و همچنین شناسایی نواحی ژنومی (QTL) کنترل کننده عملکرد و اجزاء آن از طریق نشانگرهای ریزماهواره، مورد استفاده قرار گرفت. تجزیه میانگین نسل ها نشان داد که اگرچه در کنترل اکثر صفات زراعی هر دوی اثرات افزایشی و غالبیت نقش داشتند، اثرات ... بیشتر

اصلاح نباتات مولکولی

تجزیه ترانسکریپتوم کلاله زعفران زراعی (Crocus sativus L.) با استفاده از نرم‌افزارهای SOAPdenovo و Trinity

پروانه محمودی؛ احمد معینی؛ سید مجتبی خیام نکویی؛ محسن مردی؛ قاسم حسینی سالکده

دوره 4، شماره 6 ، شهریور 1393، ، صفحه 35-46

چکیده

زعفران (Crocus sativus L.)، ارزشمندترین و محبوب‌ترین ادویه جهانی، گونه‌ای تریپلوئید از خانواده Iridaceae می‌باشد. این گونه با کلاله‎های قرمز، بلند و معطر، از سایر گونه‎های این خانواده متمایز است. با پیشرفت‌های سریع بوجود آمده در نسل دوم توالی‌یابی، توالی‌یابی RNA (RNAseq.) ابزار قدرتمندتر و ارزان‌تری در مطالعات ترانسکریپتوم شده است. گردآوری ... بیشتر زعفران (Crocus sativus L.)، ارزشمندترین و محبوب‌ترین ادویه جهانی، گونه‌ای تریپلوئید از خانواده Iridaceae می‌باشد. این گونه با کلاله‎های قرمز، بلند و معطر، از سایر گونه‎های این خانواده متمایز است. با پیشرفت‌های سریع بوجود آمده در نسل دوم توالی‌یابی، توالی‌یابی RNA (RNAseq.) ابزار قدرتمندتر و ارزان‌تری در مطالعات ترانسکریپتوم شده است. گردآوری مجدد توالی‌های ترانسکریپتوم، راه حل مناسبی برای مطالعه ترانسکریپتوم موجوداتی است که توالی ژنوم آن‌ها در دسترس نیست. توالی‌یابی دقیق و مونتاژ قابل اعتماد در داده‌های ترانسکریپتوم، برای آنالیزهای پایین‌دست ضروری می‌باشد. در این مطالعه با جداسازی و تعیین توالی ترانسکریپتوم کلاله زعفران زراعی با استفاده از نسل دوم توالی‌یابی نتایج عملکرد تجزیه و تحلیل داده ها بوسیله دو نرم‌افزار پرکاربرد به نام‌های SOAPdenovo و Trinity مقایسه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که میانگین طول توالی‌ها و تعداد یونی‌ژن‌های بدست آمده در Trinity بیشتر از SOAPdenovo می‌باشد (میانگین 689 برای Trinity و 624 برای SOAPdenovo). نتایج مونتاژ بهتر توسط مونتاژگر مناسب وقتی به پروتئین ترجمه می‌شود منجر به افزایش معنی-داری در تعداد رکوردهای به‌دست آمده در پایگاه‌های اطلاعاتی می‌شود و تعداد بیشتر یونی‌ژن امکان شناسایی مسیرهای بیوسنتزی متابولیت‌های مهم بیشتری را فراهم می‌کند. یونی‌ژن‌های مونتاژ شده در Trinity فاقد فاصله بوده و میانگین آن حدود دو برابر یونی‌ژن‌های مونتاژ شده بوسیله SOAPdenovo بود. به‌طور کلی انتخاب ابزار و پارامترهای مناسب برای مونتاژ ترانسکریپتوم بدون درک کاملی از عملکرد ابزارهای مختلف و تنظیمات آن‌ها کار مشکلی است. با مقایسه عملکرد نرم‌افزارهای مختلف بر روی موجودات مختلف می‌توان توصیه‌هایی در زمینه استفاده از آن‌ها ارائه داد و نرم‌افزار مناسب‌تر را انتخاب کرد.

بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی

آنالیز کارکرد ژن Fol-SIX1 در ارقام مقاوم و حساس Cucumis melo

صهبا طوسی؛ فرهاد شکوهی فر؛ سعید ملک زاده شفارودی؛ عبدالرضا باقری

دوره 4، شماره 7 ، مهر 1393، ، صفحه 35-47

چکیده

ژن‎های اثرگذار (effector genes) نقش کلیدی را در برهم‌کنش میان بیمارگر و گیاه ایفا می‌کنند. جستجوی همولوگ ژن‎های اثرگذار از زمان گزارش تعدادی از این ژن‎های در فرم اختصاصی Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol) در دیگر فرم‌های اختصاصی آغاز شده است. اخیراً، با بهره‌گیری از روش‌های مبتنی بر بیوانفورماتیک همولوگ ژن اثرگذار Fol-SIX1 از فرم اختصاصیFusarium oxysporum ... بیشتر ژن‎های اثرگذار (effector genes) نقش کلیدی را در برهم‌کنش میان بیمارگر و گیاه ایفا می‌کنند. جستجوی همولوگ ژن‎های اثرگذار از زمان گزارش تعدادی از این ژن‎های در فرم اختصاصی Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol) در دیگر فرم‌های اختصاصی آغاز شده است. اخیراً، با بهره‌گیری از روش‌های مبتنی بر بیوانفورماتیک همولوگ ژن اثرگذار Fol-SIX1 از فرم اختصاصیFusarium oxysporum f. sp. melonis (Fom) گزارش شده‌است. در این مطالعه آنالیز عملکرد ژن Fol-SIX1 با هدف بررسی برهمکنش این ژن با ارقام افتراقی ملون حامل ژن های مقاومت، انجام شد. توالی کدکننده ژن Fol-SIX1 از سازه pTS1 طی سه مرحله در وکتور جفتی pCAMBIA3301 همسانه‌سازی شد و با استفاده از روش های کلنی PCR و هضم آنزیمی تایید گردید. صحت توالی سازه بیانی pCaS1 با توالی‌یابی دوجهته بوسیله آغازگرهای PSh4-F2 و PSh51-Rمورد بررسی قرار گرفت. روش بیان موقت مبتنی بر تزریق اگروباکتریوم برای بیان ژن Fol-SIX1 در برگ ارقام ملون استفاده شد. آنالیز کارکرد ژن Fol-SIX1 با تزریق سویه LBA4404 حامل سازه بیانی pCaS1 در برگ ارقام ملون انجام شد. برگ ارقام Charentais T (Ch-T)و Charentais Fom2 (Ch-Fom2) پس گذشت 24 ساعت در ناحیه تزریق علائم سبزخشکی ناشی از مرگ سلولی در پاسخ به بیان موقت ژن Fol-SIX1 بروز یافت در حالیکه در ارقام Charentais Fom1(Ch-Fom1) و BG5384 (BG) تا 48 ساعت پس از تزریق نیز پاسخی بروز نیافت.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

افزایش مقاومت به تنش شوری در گیاه آرابیدوپسیس تالیانا با فرابیان ژن فسفواتانول آمین N- متیل‌ترانسفراز اسفناج (Spinacia oleracea, Iranian landrace)

سمیه اللهی؛ محمد مهدی سوهانی؛ حسن حسنی

دوره 6، شماره 15 ، آذر 1395، ، صفحه 37-52

چکیده

یکی از مکانسیم‌های مقاومت گیاهان به تنش‌های غیرزیستی تولید محلول سازگار گلایسین بتائین است. کولین پیش‌ساز این متابولیت مهم و همچنین یک ترکیب اصلی در حفظ یکپارچگی و سیگنالینگ غشای سلولی است. در گیاهان مهمترین مرحله تولید کولین را آنزیم سیتوپلاسمی فسفو اتانول آمین N-متیل ترانسفراز (PEAMT; EC 2.1.1.103) کاتالیز می‌کند. در این مطالعه ژن PEAMT ... بیشتر یکی از مکانسیم‌های مقاومت گیاهان به تنش‌های غیرزیستی تولید محلول سازگار گلایسین بتائین است. کولین پیش‌ساز این متابولیت مهم و همچنین یک ترکیب اصلی در حفظ یکپارچگی و سیگنالینگ غشای سلولی است. در گیاهان مهمترین مرحله تولید کولین را آنزیم سیتوپلاسمی فسفو اتانول آمین N-متیل ترانسفراز (PEAMT; EC 2.1.1.103) کاتالیز می‌کند. در این مطالعه ژن PEAMT از یک رقم محلی گیاه اسفناج (Spinacia oleracea Iranian landrace) با استفاده از پرایمرهای اختصاصی تکثیر و در داخل وکتور کلونینگ (pJET) همسانه سازی شد. به منظور فرابیان ژن PEAMT ، سازه ژنیPBI121GUS-9:PEAMT ساخته و در نهایت به باکتری Agrobacterium سویه GV3101(PMP90) منتقل شد. تراریزش گیاهان با استفاده از روش غوطه‌ورسازی گل آذین انجام و آنالیز اولیه گیاهان تراریخت احتمالی با جوانه‌زنی بذور در محیط انتخابی حاوی آنتی بیوتیک کانامایسین بررسی شد. گیاهچه‌های مقاوم به کانامایسین در سطح مولکولی با استفاده از روش PCR غربالگری و تراریختی گیاهان در سطح رونوشت‌برداری با RT-PCR تایید شد. متعاقباً بررسی‌های فنوتیپی گیاهان تراریخت حاوی ژن PEAMT در شرایط تنش شوری نشان داد که طول ریشه اصلی گیاهان تراریخت از مقدار آن در گیاهان شاهد به طور معنی‌داری طویل‌تر، ریشه‌های فرعی گسترده‌تر و رشد رویشی بهتری داشته‌اند. اندازه‌گیری متابولیت گلایسین‌بتائین و آنزیم پراکسیداز نیز نشان داد که گیاهان تراریخته دارای محتوای گلایسین‌بتائین بیشتر و فعالیت آنزیم پراکسیدازی بالاتری نسبت به گیاهان شاهد داشته‌اند.

بیوانفورماتیک

مطالعه خانواده ژنی ساکارز سینتاز (SUS) گندم (Triticum aestivum L.) بر اساس روش‌های بیوانفورماتیکی

ناصر محمدیان روشن

دوره 9، شماره 28 ، اسفند 1398، ، صفحه 37-52

https://doi.org/10.30473/cb.2020.51740.1800

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.

بیوانفورماتیک

بررسی بیان افتراقی پروتئین های محافظ در گیاه آرابیدوپسیس تحت تنش شوری با روش iTRAQ-2DLC-MS/MS و آنالیز شبکه ژنی مربوطه

محمدامین باقری؛ حمید نجفی زرینی

دوره 5، شماره 11 ، آذر 1394، ، صفحه 38-49

چکیده

شناسایی و کمیتسنجی پروتئینها و ژنهای بیان شده در شرایط تنش شوری میتواند منجر به درک هرچه بهتر مکانیسمهای پاسخی شود. بدین منظور در این تحقیق از روش پروتئومیکس مقایسهای iTRAQ جهت بررسی تغییرات پروتئینی در شرایط تنش شوری و کمیتسنجی آنها استفاده شد. سپس جهت بررسیهای بیشتر پیرامون عملکرد ژنهای شناسایی شده از اطلاعات بیان ژن و همبیانی در ... بیشتر

اصلاح نباتات مولکولی

انتقال ژن EXPA1 به گیاه آرابیدوپسیس تالیانا از طریق غوطه وری گل آذین

مسعود قادری؛ علیرضا عباسی؛ علی هاتف سلمانیان

دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1391، ، صفحه 39-47

چکیده

خشکی مهمترین تنش محیطی است که تاکنون به محصولات کشاورزی خسارت وارد کرده است. تاکنون تلاش‌های زیادی در جهت بهبود محصول در شرایط کمبود آب صورت گرفته است.اکسپنسین ها یک ابرخانواده پروتئینی هستند که در گیاهان آوندی از چهار خانواده تشکیل شده‌اند. اکسپنسین ها دسته‌ای از پروتئین‌های دیواره سلولی هستند که زمینه نرم شدن وابسته به اسیدیته ... بیشتر خشکی مهمترین تنش محیطی است که تاکنون به محصولات کشاورزی خسارت وارد کرده است. تاکنون تلاش‌های زیادی در جهت بهبود محصول در شرایط کمبود آب صورت گرفته است.اکسپنسین ها یک ابرخانواده پروتئینی هستند که در گیاهان آوندی از چهار خانواده تشکیل شده‌اند. اکسپنسین ها دسته‌ای از پروتئین‌های دیواره سلولی هستند که زمینه نرم شدن وابسته به اسیدیته دیواره سلولی از طریق شکستن پیوندهای هیدروژنی بین سلولز و شبکه گلیکان ها را فراهم می کنند. در این تحقیق برای بدست آوردن گیاهان تراریختی که دارای ریشه توسعه یافته تری باشند ابتدااز گیاهآرابیدوپسیس RNA استخراج گردید و پس از ساخت cDNA رشته اول و سپس تکثیر آن از طریق اغازگرهای اختصاصی برای ژن EXPA1در مرحله همسانه سازی، سازه ژنی pBIEXPA1 ساخته شد. از این سازه که حاوی ژن nptII و ژن AtEXPA1 تحت کنترل راه انداز CaMV35s بود در مرحله انتقال ژن جهت تراریختی آرابیدوپسیس استفاده گردید. عمل تراریختی با استفاده از آگروباکتریوم و تکنیک غوطه وری گل آذین صورت گرفت که این تکنیک به مراحل وقت گیر کشت بافت نیاز ندارد و گیاهان بدست آمده از آن نسل T1می‌باشند. در نتیجه وارد شدن سازه ژنی به برخی از بذر‌ها، گیاهچه‌های حاصل از آنها بر روی محیط حاوی 50 میلی گرم در لیتر کانامایسین سبز باقی ماندند. تراریختی گیاهان بدست آمده با استفاده از واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز در سطح DNA تائید گردید. طبق انتظار دو باند 753 و 1080 جفت بازی در گیاهان تراریخت مشاهده گردید

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)

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