فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی

بیوانفورماتیک

آنالیز in silico ژن 6- فروکتوز ترانسفراز در Triticum aestivum L.

معصومه فلاح زیارانی؛ مهدی صفایی زاده

دوره 11، شماره 38 ، شهریور 1401، ، صفحه 97-114

https://doi.org/10.30473/cb.2022.64450.1881

چکیده

ساکارز: فروکتان 6- فروکتوزیل ترنسفراز آنزیمی است که انتقال گروه فروکتوزیل از ساکارز را به گیرنده‌های مختلف کاتالیز می‌کند. اهمیت این پروتئین به دلیل نقش آن در افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش‌ها می‌باشد. به دلیل اهمیت انتقال ساکارز در سلول، این ژن به کمک پایگاه‌های مختلف اطلاعاتی و نرم‌افزارهای گوناگون بیوانفورماتیک مطالعه گردید ... بیشتر ساکارز: فروکتان 6- فروکتوزیل ترنسفراز آنزیمی است که انتقال گروه فروکتوزیل از ساکارز را به گیرنده‌های مختلف کاتالیز می‌کند. اهمیت این پروتئین به دلیل نقش آن در افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش‌ها می‌باشد. به دلیل اهمیت انتقال ساکارز در سلول، این ژن به کمک پایگاه‌های مختلف اطلاعاتی و نرم‌افزارهای گوناگون بیوانفورماتیک مطالعه گردید و با ژن‌های دخیل در هیدرولیز O-glycosyle در گندم و نیز ژن‌هایی از دیگر گونه‌های گیاهی مورد مقایسه قرار گرفت. آنالیز فیلوژنی 21 گونه مورد بررسی را در هشت گروه مجزا قرار داد. با برنامه FgenesH بر روی رشته مثبت این ژن یک اگزون شناسایی گردید و مشخص گردید که پروتئین پیش‌بینی شده آن 619 اسید آمینه طول دارد. با برنامه MapViewer مشخص شد که توالی حامل ژن ساکارز: فروکتـان 6 -فروکتوزیـل ترانسـفراز (6-SFT) اکسشن (JQ728011) بر روی کروموزوم شماره 4 گندم قراردارد. نقطه ایزوالکتریک (pI) پروتئین مورد نظر19/5، بار خالص آن 24- می‌باشد و بررسی شاخص ناپایداری Instability indx)) نشان داد که این پروتئین عمر بالایی دارد. وزن مولکولی پروتئین ساکارز: فروکتـان 6- فروکتوزیل ترانسفراز معادل 68 کیلو دالتون دالتون تعیین شد و از نظر پدیدایی (Ontology) این پروتئین در داخل سلول می‌ماند. این پروتئین دارای دو دمین حفاظت‌شده PF00251 (Glyco- hydrolasy) و SSF75005 (Arabinana) در انتهای آمینی و یک دمین SSF49899 (Cancanava) در انتهای کربوکسیلی می‌باشد. استنباط گردید که این پروتئین به واسطه دمین Glyco-hydrolasy پس از سنتز در سیتوپلاسم به هسته انتقال یافته و باعث تنظیم هیدرولیز O-glycosyle در گندم می‌گردد. مقایسه ساختار ثانویه پروتئین وجود صفحات آلفا را تأیید کرد. مدل‌سازی سه بعدی این پروتئین در گندم به روش همولوژی مدلینگ و با استفاده از پایگاه داده Swiss Model پس از انتخاب الگوی مناسب با میزان شباهت بالا که از پایگاه داده PDB استخراج شد، انجام گرفت. جهت اعتبارسنجی ساختاری مدل ترسیم شده سه‌بعدی و آنالیز استرئوشیمیایی، نمودار راماچاندران ترسیم و زوایای دی‌هیدرال محاسبه شدند. نتایج ارزیابی کیفیت ساختاری نشان داد که مدل‌های پیشنهادی دارای کیفیت و پایداری مناسبی می‌باشند. مطالعه ساختار پروتئین می‌تواند به درک عملکرد پروتئین کمک کند و بررسی جزئیات ساختار آن می‌تواند در مطالعات جایگاه فعال پروتئین و داکینگ سودمند باشد.

بیوانفورماتیک

تاثیر تنش گرما بر تغییرات بیانیmiR398 در گیاه افتابگردان

ریحانه ابراهیمی؛ بهروز شیران؛ اسماعیل ابراهیمی؛ حسین فلاحی

دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 49-51

چکیده

microRNAها، RNAهایی کوچک به طول تقریبی 21-22 نوکلئوتید هستند که توسط ژنوم موجود کد شده، هیچ نوع پروتئینی را کد نمی‌کنند و به عنوان تنظیم کننده¬های منفی بیان ژن در مرحله پس از رونویسی در گیاهان و جانوران شناخته شده¬اند. دما یکی از مهم¬ترین فاکتورهای آب و هوایی موثر بر کشاورزی محسوب می¬شود و دمای بالا اثرات نامساعدی بر رشد، نمو و عملکرد ... بیشتر microRNAها، RNAهایی کوچک به طول تقریبی 21-22 نوکلئوتید هستند که توسط ژنوم موجود کد شده، هیچ نوع پروتئینی را کد نمی‌کنند و به عنوان تنظیم کننده¬های منفی بیان ژن در مرحله پس از رونویسی در گیاهان و جانوران شناخته شده¬اند. دما یکی از مهم¬ترین فاکتورهای آب و هوایی موثر بر کشاورزی محسوب می¬شود و دمای بالا اثرات نامساعدی بر رشد، نمو و عملکرد محصولات زراعی گیاهان می¬گذارد. در این پژوهش الگوی بیانmiR398 و ژن هدف آن NtGT5b در بافت برگ و ریشه گیاه آفتابگردان زراعی در شرایط کنترل و تحت تنش گرما با دمای 42 درجه سانتی¬گراد در زمان های 5/1، 3 و 6 ساعت با استفاده از روش qRT-PCR بررسی گردید. نتایج حاصل از این آزمایش تفاوت الگوی بیان این miRNA را در دو بافت برگ و ریشه و در خلال تنش ملایم، متوسط و شدید گرما نشان داد. تنش گرما سبب افزایش بیان سریع miR398 و کاهش میزان رونوشت همانند ژن هدف NtGT5bدر بافت برگ شد، که نشان-دهنده ایجاد مقاومت این بافت در مواجهه با تنش گرما است. وجود الگوهای بیانی متفاوت miRNA در بافت¬های برگ و ریشه در سطوح مختلف تنش می‌تواند بیانگر جابه‌جایی علامت¬های القا شده پس از تنش گرما به بافت برگ و ریشه رخ داده باشد. بررسی شبکه miR398 نشان داد که این miRNA بواسطه حضور ژن¬های مهم نظیر فاکتور¬های رونویسی AFO و INO قابلیت تغییر الگوی بیان ژن را در بسیاری از شبکه¬های رشد، نمو و پاسخ به تنش در گیاهان دارند.

کشاورزی مولکولی

ردﻳﺎﺑﻲ ﺳﺮوﻟﻮژﻳﻜﻲ و مولکولی وﻳﺮوس S ﺳﻴﺐ‌زﻣﻴﻨﻲ (PVS) در ارقام رایج سیب‎زمینی در استان اردبیل

نسیم احتشام راثی؛ احمد روحی بخش؛ بیتا سهیلی مقدم؛ ناهید مسعودی

دوره 8، شماره 22 ، شهریور 1397، ، صفحه 51-64

چکیده

ویروس S سیب‌زمینی (PVS) متعلق به جنس Carlavirus از تیره Betaflexiviridae یکی از ویروس‌های مهم خسارت‌زا در سیب‌زمینی می‌باشد. به منظور ردیابی ویروس S سیب‌زمینی، نمونه‌برداری از مزارع سیب‌زمینی استان اردبیل، طی تابستان سال‌های 95-1394، صورت گرفت. گیاهان محک در گلخانه، به منظور بررسی بیولوژیکی نمونه‌های برگی مشکوک به آلودگی، مایه زنی شدند. نمونه‌ها ... بیشتر ویروس S سیب‌زمینی (PVS) متعلق به جنس Carlavirus از تیره Betaflexiviridae یکی از ویروس‌های مهم خسارت‌زا در سیب‌زمینی می‌باشد. به منظور ردیابی ویروس S سیب‌زمینی، نمونه‌برداری از مزارع سیب‌زمینی استان اردبیل، طی تابستان سال‌های 95-1394، صورت گرفت. گیاهان محک در گلخانه، به منظور بررسی بیولوژیکی نمونه‌های برگی مشکوک به آلودگی، مایه زنی شدند. نمونه‌ها با آزمون الیزا از نظر آلودگی به ویروس PVS مورد بررسی قرار گرفتند. جهت ردیابی مولکولی، از روش RT-PCR با استفاده از آغازگرهای اختصاصی مربوط به ناحیه پروتئین پوششی ویروس PVS استفاده شد. توالی نوکلئوتیدی ژن پروتئین پوششی مربوط به دو جدایه از ویروس (با رس‌‍شمار MH159207 و MH159208) جدا شده از ارقام آگریا و اوشینا تعیین شد. توالی پروتئین پوششی دو جدایه با یکدیگر و با 29 جدایه دیگر قابل دسترسی در بانک ژن مقایسه شد. درخت تبارزایی رسم شده نشان داد که جدایه‌ها به دو گروه اصلی I (زیرگروه‌های IA وIB ) و II تقسیم ‌شدند. دو جدایه Ag-9-PVS-F و Os-11-PVS-F در زیرگروه IB همراه با جدایه‌های آذربایجان، کرمان، همدان و اصفهان و جدایه‌هایی از مجارستان، اوکراین، اسکاتلند و هند قرارگرفتند. هم‌ردیفی توالی اسید‌آمینه فرضی پروتئین پوششی دو جدایه مورد بررسی با شش جدایه ایرانی و پنج جدایه خارجی این ویروس بیانگر اختلاف در هشت و 25 اسیدآمینه به-ترتیب برای جدایه‌های Ag-9-PVS-F و Os-11-PVS-F بود. نتایج نشان‌دهنده وجود جدایه‌های متنوع ویروس PVS در کشور بوده و تفاوت در توالی اسید نوکلئوتیدی و اسید آمینه‌ای می‌تواند حاکی از تفاوت در منشا جفرافیایی و به تبع آن نحوه و زمان ورود جدایه‌های ویروس به منطقه باشد.

اصلاح نباتات مولکولی

انگشت نگاری تعدادی از ژنوتیپ های برنج با استفاده از نشانگر های مولکولیAFLP

میثم علی زاده؛ قربانعلی نعمت زاده؛ محمد علی ابراهیمی؛ سیدحمید رضا هاشمی

دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 53-60

چکیده

برنج غذای عمده و منبع اصلی کربوهیدرات برای بیش از یک سوم از جمعیت جهان است. این گیاه همچنین جزء غذاهای اصلی مردم ایران محسوب میشود. در این پژوهش به‌منظور ارزیابی و انگشتنگاری تعدادی ژرمپلاسم برنج کشور که شامل 28 رقم محلی و 19 رقم خارجی بوده است، از نشانگرهای مولکولی AFLP استفاده گردید. با استفاده از 10 ترکیب آغازگر، تعداد 675 نوار ... بیشتر برنج غذای عمده و منبع اصلی کربوهیدرات برای بیش از یک سوم از جمعیت جهان است. این گیاه همچنین جزء غذاهای اصلی مردم ایران محسوب میشود. در این پژوهش به‌منظور ارزیابی و انگشتنگاری تعدادی ژرمپلاسم برنج کشور که شامل 28 رقم محلی و 19 رقم خارجی بوده است، از نشانگرهای مولکولی AFLP استفاده گردید. با استفاده از 10 ترکیب آغازگر، تعداد 675 نوار (باند) به‌دست آمد که تعداد 429 نوار (5/63%) چندشکلی نشان دادند. از بین آغازگرهای مورد استفاده، ترکیب آغازگر، E-TTG و M-CAT با 107 نوار بیشترین تعداد نوار و ترکیب آغازگر، E-AGG و M-CTG با 34 نوار کمترین تعداد نوار را تولید نمودند. مقدار متوسط محتوای اطلاعات چندشکل (PIC) نیز در این تحقیق 34/0 برآورد گردید. بهترین ترکیب آغازگرها برای تفکیک بهتر نمونههای برنج نیز E-TTG و M-CAT با شاخص نشانگر 1/24 تشخیص داده شد. میانگین شباهت ژنتیکی بر پایه ضریب Nei، 67/0 تخمین زده شد (97/040/0). دندروگرام به‌دست‌آمده با استفاده از روش UPGMA، سه گروه اصلی را بین ارقام مورد بررسی مشخص نمود که با نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل PCA نیز هم‌خوانی داشت. در این تحقیق نشانگر AFLP توانست اثرانگشت منحصر به فردی را برای تمامی ارقام ایجاد کند. با توجه به شناسایی گروههای هتروتیک، نتایج حاصل از این تحقیق میتواند در برنامه‌های اصلاحی جهت تولید ارقام هیبرید و امیدبخش استفاده قرار گیرد.

اصلاح نباتات مولکولی

کاربرد نشانگرهای ریزماهواره و برخی از صفات مورفولوژیک در شناسایی کلکسیون‌های هسته .Prunus dulcis Mill

محمد علی ابراهیمی؛ مطهره میر؛ مهرشاد زین العابدینی؛ علی ایمانی

دوره 4، شماره 8 ، اسفند 1393، ، صفحه 57-75

چکیده

کلکسیون هسته مجموعه‌ای از نمونه‌های گزینش شده است که معرف تنوع ژنتیکی موجود در کلکسیون پایه می باشد. این استراتژی به منظور به حداقل رساندن هزینه حفاظت از ذخائر ژنتیکی با حفظ حداکثری تنوع ژنتیکی معرفی شده است. در این روش امکان ارزیابی سریع ژرم پلاسم و دسترسی آسانتر به کلکسیون پایه فراهم می شود. در این تحقیق، به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی ... بیشتر کلکسیون هسته مجموعه‌ای از نمونه‌های گزینش شده است که معرف تنوع ژنتیکی موجود در کلکسیون پایه می باشد. این استراتژی به منظور به حداقل رساندن هزینه حفاظت از ذخائر ژنتیکی با حفظ حداکثری تنوع ژنتیکی معرفی شده است. در این روش امکان ارزیابی سریع ژرم پلاسم و دسترسی آسانتر به کلکسیون پایه فراهم می شود. در این تحقیق، به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی و تشکیل کلکسیون هسته، 139 نمونه Prunus dulcisMill. با منشأ متفاوت به کمک 32 نشانگر ریزماهواره و برخی از صفات کمی و کیفی، مورد بررسی قرار گرفتند. در ارزیابی های مولکولی تعداد 252 آلل مشاهده شد که میانگین تعداد آلل در هر مکان ژنی 75/7 بود. در آنالیز ساختار مبتنی بر مدل، پنج زیر جمعیت در کلکسیون پایه شناسایی شد که تا حدودی با نتایج تجزیه خوشه‌ای مبتنی بر فاصله ژنتیکی منطبق بود. با استفاده از روش اکتشافی، به ترتیب کلکسیون هسته‌ای متشکل از 20 و 112 نمونه با استفاده از نشانگرهای مولکولی و مورفولوژیک شناسایی شد که پوشش 100% داشته و کم‌ترین نمونه تکراری را دربرداشت. نتایج به دست آمده برای صفات مورفولوژیک و نشانگرهای مولکولی با یکدیگر تطابق نداشت، از این‌رو برای تاسیس کلکسیون هسته باید هر دو نشانگر مطالعه شوند. نتایج این تحقیق می تواند کمک شایانی به کشف آلل ها، ژنتیک ارتباطی، نقشه یابی و همسانه سازی ژن‌ها، حفاظت از ژرم پلاسم و پیشرفت در برنامه‌های اصلاحی آینده بنماید.

اصلاح نباتات مولکولی

مکان یابی ژن های کمی کنترل کننده برخی از صفات مربوط به کیفیت پخت و خوراک برنج با استفاده از لاین های نوترکیب خویش آمیخته

علی اکبر عبادی؛ عزت الله فرشادفر؛ بابک ربیعی

دوره 2، شماره 3 ، اسفند 1391، ، صفحه 59-72

چکیده

مکان یابی ژن های کمی (QTL) برای 10 صفت مربوط به کیفیت پخت و خوراک برنج با استفاده از 144 لاین نوترکیب خویش آمیختۀ حاصل از تلاقی دو رقم هاشمی / نعمت توسط نشانگر ریزماهواره انجام شد. صفات مورد بررسی در این تحقیق شامل میزان آمیلوز، درجه حرارت ژلاتینی شدن، و هشت خصوصیت چسبندگی نشاسته دانه برنج بود. در مجموع تعداد 23 عدد QTLs برای 10 صفت مورد بررسی ... بیشتر مکان یابی ژن های کمی (QTL) برای 10 صفت مربوط به کیفیت پخت و خوراک برنج با استفاده از 144 لاین نوترکیب خویش آمیختۀ حاصل از تلاقی دو رقم هاشمی / نعمت توسط نشانگر ریزماهواره انجام شد. صفات مورد بررسی در این تحقیق شامل میزان آمیلوز، درجه حرارت ژلاتینی شدن، و هشت خصوصیت چسبندگی نشاسته دانه برنج بود. در مجموع تعداد 23 عدد QTLs برای 10 صفت مورد بررسی از حداقل یک QTL تا حداکثر 4 QTL برای هر صفت شناسایی شد. برای هر صفت حداقل یک QTL روی کروموزم 6 شناسایی شد. چندین کلاستر ژنی که هر کدام از این کلاسترها چند صفت را کنترل می کنند نیز شناسایی شد. خصوصا یک کلاستر ژنی در نزدیکی جایگاه ژن آلکالین روی کروموزم 6 که شامل چهار QTL (qGT6، qFV6b، qCSV6 و qSBV) بود که به ترتیب صفات درجه حرارت ژلاتینی شدن، چسبندگی نهایی، قوام و پسروی چسبندگی را کنترل می کنند. اغلب این QTL ها بزرگ اثر بودند. یک کلاستر ژنی مهم دیگر در مکان ژنی واکسی روی کروموزوم 6 قرار داشت و شامل 3 QTL (qAC6، qMV6a و qBDV6) که به ترتیب صفات میزان آمیلوز، حداقل چسبندگی و فروریختگی چسبندگی را کنترل می کنند، که این QTLها نیز بزرگ اثر بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که برخی از صفات مربوط به کیفیت پخت و خوراک برنج توسط دو ناحیه ژن واکسی و آلکالین روی کروموزم 6 کنترل می شود. همچنین QTL های کوچک اثر جدیدی روی سایر کروموزوم ها برای صفات مورد بررسی شناسایی شد.

مهندسی ‍ژنتیک و انتقال ژن

ساخت و بررسی کارآیی ناقل بیانی گیاهی pBI105، با هدف سهولت همسانه سازی و خالص سازی پروتئین نوترکیب

کسری اصفهانی؛ علی هاتف سلمانیان

دوره 4، شماره 7 ، مهر 1393، ، صفحه 59-69

چکیده

ناقلین دوتایی مرسوم مثل pBI121 که هنوز به طور گسترده ای در انتقال ژن به گیاه به واسطه آگروباکتریوم استفاده می شوند، عمدتاً تعداد محدودی جایگاه منحصر به فرد شناسایی آنزیم های برشی در جایگاه همسانه سازی خود دارند. همچنین این ناقل ها فاقد بسیاری از عناصر و توالی های مفید مثل توالی‌های مورد استفاده در خالص سازی پروتئین نوترکیب هستند. در ... بیشتر ناقلین دوتایی مرسوم مثل pBI121 که هنوز به طور گسترده ای در انتقال ژن به گیاه به واسطه آگروباکتریوم استفاده می شوند، عمدتاً تعداد محدودی جایگاه منحصر به فرد شناسایی آنزیم های برشی در جایگاه همسانه سازی خود دارند. همچنین این ناقل ها فاقد بسیاری از عناصر و توالی های مفید مثل توالی‌های مورد استفاده در خالص سازی پروتئین نوترکیب هستند. در این مقاله یک ناقل بیانی جدید گیاهی با جایگاه همسانه سازی توسعه یافته شامل توالی شناسایی 13 آنزیم برشی منحصر به فرد، توالی رمز کننده His-Tag با تکرار هشت اسید آمینه هیستیدین برای خالص سازی پروتئین نوترکیب، توالی مورد شناسایی آغازگر عمومی M13، به عنوان آغازگر معکوس توالی یابی معرفی می شود. پس از طراحی و ساخت این ناقل، صحت ساخت آن با روش های مولکولی مانند PCR، بررسی الگوی هضم آنزیمی و تعیین توالی تایید شد. برای بررسی کارآیی ناقل جدید، ژن گـزارشگر -galactosidase‌β در آن همسانه سازی شده و سازه حاصل و همچنین ناقل pBI121 به عنوان کنترل، به آگروباکتریوم تومی فاشینس سویه LBA4404 منتقل و در نهایت به گیاه توتون، رقم سامسون منتقل شدند. پس از انجام مراحل باززایی، انتقال ناحیه T-DNA این ناقل به گیاهچه های توتون با روش PCR بررسی و تایید شد. سنجش فعالیت GUS در گیاهان تراریخت حاکی از بیان موثر ژن گزارشگر و کارآیی ناقل جدید در تراریختی گیاه می باشد.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

جدا سازی و شنا سایی قارچ‎های میکوریز آربوسکولار غالب در ریزوسفر گندم٬ جو و علف های هرز برخی مناطق زراعی شور ایران

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.

ژنومیکس

ارزیابی تنوع ژنتیکی آفتابگردان آجیلی (Helianthus annuus L.) با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره

مرجان جنت دوست؛ رضا درویش زاده؛ محمدعلی ابراهیمی

دوره 4، شماره 6 ، شهریور 1393، ، صفحه 61-72

چکیده

تنوع ژنتیکی بین و درون 50 توده آفتابگردان آجیلی با استفاده از 10 نشانگر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. تعداد آلل در مکان‌های ژنی بین 2 تا 3 با میانگین 1/2 آلل به ازای هر مکانژنی بود. تعداد آلل مؤثر بین 948/1 در مکانژنی ORS785 و 468/1 در مکانژنی ORS1088 با میانگین 825/1 آلل برآورد شد. بیشترین میزان هتروزیگوسیتی مورد انتظار (484/0) در مکانژنی ORS785 ... بیشتر

اصلاح نباتات مولکولی

بررسی بیوانفورماتیکی نقش جایگاه آمینو اسیدی 134 در اختصاصیت سوبسترای آنزیم دی هیدروفلاونول 4-ریدوکتاز دخیل در بیوسنتز آنتوسیانین ها

محمد رضا نقوی؛ رحیم سروستانی

دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1391، ، صفحه 63-71

چکیده

رنگ گیاهان اساسا ناشی از سه دسته ترکیبات فلاونوئید ها، کاروتنوئید ها و بتالین ها می باشد. فلاونوئید ها و بطور خاص آنتوسیانین ها رنگریزه های اصلی گل ها، میوه ها و بذر هستند. سه آنتوسیانین سیانیدین، پلارگونیدین و دلفینیدین آنتوسیانین های اصلی در گیاهان می باشند. مسیر بیوسنتزی منتهی به آنتوسیانین ها در بین گونه های مختلف بخوبی محافظت ... بیشتر رنگ گیاهان اساسا ناشی از سه دسته ترکیبات فلاونوئید ها، کاروتنوئید ها و بتالین ها می باشد. فلاونوئید ها و بطور خاص آنتوسیانین ها رنگریزه های اصلی گل ها، میوه ها و بذر هستند. سه آنتوسیانین سیانیدین، پلارگونیدین و دلفینیدین آنتوسیانین های اصلی در گیاهان می باشند. مسیر بیوسنتزی منتهی به آنتوسیانین ها در بین گونه های مختلف بخوبی محافظت شده است. آنزیم دی هیدروفلاونول 4-ریدوکتاز یکی از آنزیم های کلیدی در مسیر بیوسنتزی آنتوسیانین ها است که دی هیدرو فلاونول ها را به لئوکوآنتوسیانیدین های مربوطه تبدیل می کند. برای بررسی نقش جایگاه آمینو اسیدی 134 آنزیم دی هیدروفلاونول 4-ریدوکتاز در تعیین اختصاصیت سوبسترای آنزیم در گونه های مختلف، توالی های آمینو اسیدی این آنزیم را از پایگاه های اطلاعاتی جمع آوری کرده و مورد تجزیه و تحلیل قرار داده ایم. نتایج هم ردیفی چندگانه آمینو اسیدی نشان داد که توالی آمینو اسیدی آنزیم دی هیدروفلاونول 4-ریدوکتاز در بین گونه های مختلف محافظت شده می باشد. در دو گونه از گونه های مورد بررسی هیچکدام از اسید آمینه های محافظت شده آسپارژین و آسپارتیک اسید در این جایگاه وجود نداشته است. نتایج ما به وضوح نشان داده که این جایگاه به تنهایی نمی تواند مسئول تعیین اختصاصیت آنزیم دی هیدروفلاونول 4-ریدوکتاز باشد و جایگاه های آمینو اسیدی مجاور جایگاه 134نیز ممکن است در این تعیین اختصاصیت سهیم باشند.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

بررسی تغییرات برخی از عناصر تغذیه ای پرمصرف، پرولین و پروتئین در گیاه گاو زبان اروپایی (Borago officinalis L) تحت تنش خشکی

سیمین زاهدچکووری؛ نعمت قاسم اف

دوره 5، شماره 11 ، آذر 1394، ، صفحه 65-75

چکیده

گیاه گاوزبان (Borago officinalis L.) یکی از قدیمی‌ترین گیاهان دارویی است که در ایران و سایر نقاط دنیا مورد توجه می‌باشد. لذا با توجه به اهمیت دارویی این گیاه، وفور اراضی خشک، بررسی توانایی مقابله با تنش‌های محیطی توسط این گیاه، ضروری به نظر می‌رسد تا مطالعه ای با اهداف اثرات تنش آبی برمقدار پروتئین، پرولین و عناصر پرمصرف N,P,S ,K و رشد در شرایط ... بیشتر

بیوانفورماتیک

معرفی ژن‌های امید بخش دخیل در تحمل به تنش شوری در برنج بر اساس آنالیز داده‌های ریزآرایه

شهربانو میردارمنصوری؛ نادعلی بابائیان جلودار؛ زهراسادات شبّر؛ قربانعلی نعمت زاده؛ محمدرضا غفاری

دوره 7، شماره 19 ، آبان 1396، ، صفحه 65-76

چکیده

برنج یک گیاه گلیکوفیت است و شوری خاک یکی از مهمترین محدودکنندههای تولید برنج می‌باشد. از آنجایی که دستیابی به برنج متحمل به تنش شوری نیازمند درک سازوکار پیچیده پاسخگویی به تنش است، در این تحقیق تلاش شده تا با آنالیز داده‌های تولید شده از طریق فناوری ریزآرایه، ژنهای مهم پاسخگو به تنش شوری شناسایی شوند. بدین منظور نه سری داده ریزآرایه ... بیشتر

فیزیولوژی مولکولی

تأثیر زمان قطع آبیاری بر راندمان مصرف آب و محتوای پرولین برگ شش رقم ذرت شیرین در شرایط آب‌وهوایی میلاجرد

طیبه بساکی؛ بابک پیکرستان؛ سید مجتبی خیام نکوبی

دوره 7، شماره 20 ، اسفند 1396، ، صفحه 65-74

چکیده

این آزمایش به‌صورت کرت‌های خردشده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار در سال 1394و 1395 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه پیام نور واحد میلاجرد اجرا شد. سطوح قطع آبیاری شامل S0: آبیاری کامل، S1: قطع آبیاری در مرحله 8 برگی، S2: قطع آبیاری در مرحله پرشدن دانه به‌عنوان کرت‌های اصلی و شش هیبرید مختلف ذرت شیرین شامل KSC.403، KSC.404، Chase، Obsession، Basin، Merit ... بیشتر این آزمایش به‌صورت کرت‌های خردشده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار در سال 1394و 1395 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه پیام نور واحد میلاجرد اجرا شد. سطوح قطع آبیاری شامل S0: آبیاری کامل، S1: قطع آبیاری در مرحله 8 برگی، S2: قطع آبیاری در مرحله پرشدن دانه به‌عنوان کرت‌های اصلی و شش هیبرید مختلف ذرت شیرین شامل KSC.403، KSC.404، Chase، Obsession، Basin، Merit در کرت‌های فرعی قرار گرفتند. نتایج تأثیر متقابل تیمارها نشان داد بیشترین مقدار عملکرد دانه به تیمار آبیاری کامل در هیبرید Obsession با میانگین 8912 کیلوگرم در هکتار و کمترین عملکرد دانه به تیمار قطع آبیاری در مرحله 8 برگی در هیبرید Meritبا 7102 کیلوگرم در هکتار به دست آمد که اختلاف 48/25 درصدی داشتند. بیشترین کارآیی مصرف آب در شیوه قطع آبیاری در مرحله 8 برگی در هیبرید Obsession با میانگین 65/0 کیلوگرم در مترمکعب و کمترین در شیوه آبیاری کامل در هیبرید Merit با میانگین 19/0 کیلوگرم در مترمکعب به دست آمد که اختلاف 226 درصدی بین آن‌ها مشاهده شد. بیشترین مقدار پرولین برگ به تیمار قطع آبیاری در مرحله 8 برگی در هیبرید Merit با میانگین 12/33 میلی‌گرم بر گرم و کمترین به تیمار آبیاری کامل در هیبرید Obsession با 11/22 میلی‌گرم بر گرم تعلق گرفت که در سطح 1% اختلاف معنی‌دار داشتند. بر طبق نتایج تحقیق، در شرایط کم‌آبی منطقه، استفاده از الگوی قطع آبیاری در مرحله دانه‌بندی با کاهش 29 درصدی آب مصرفی و افت ناچیز 3 درصدی عملکرد دانه، در ارقام ذرت شیرین به‌خصوص در ارقام Basin و Obsession برای منطقه میلاجرد در استان مرکزی قابل توصیه است.

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.

مهندسی ‍ژنتیک و انتقال ژن

فرابیان ژن شبه استریکتوسیدین سینتاز-6 در گیاه Arabidopsis thliana

امین عابدی؛ محمد مهدی سوهانی؛ رضا شیرزادیان

دوره 5، شماره 12 ، اسفند 1394، ، صفحه 67-78

چکیده

استریکتوسیدین سینتاز یک آنزیم کلیدی مسییر بیوسنتز ایندول الکالوئیدهای مونوترپنی می‌باشد. آرابیدوپسیس قادر به تولید ترکیبات آلکالوئیدی نیست اما، ژن‌هایی مشابه استریکتوسیدین سینتاز در آن شناسایی شده است. ژن SSL6 از اعضاء خانواده ژنی شبه استریکتوسیدین سینتاز آرابیدوپسیس می‌باشد که در این تحقیق پاسخ ژن آن به تیمار شوری بصورت کمی بررسی ... بیشتر استریکتوسیدین سینتاز یک آنزیم کلیدی مسییر بیوسنتز ایندول الکالوئیدهای مونوترپنی می‌باشد. آرابیدوپسیس قادر به تولید ترکیبات آلکالوئیدی نیست اما، ژن‌هایی مشابه استریکتوسیدین سینتاز در آن شناسایی شده است. ژن SSL6 از اعضاء خانواده ژنی شبه استریکتوسیدین سینتاز آرابیدوپسیس می‌باشد که در این تحقیق پاسخ ژن آن به تیمار شوری بصورت کمی بررسی و سپس در گیاه آرابیدوپسیس فرابیان شد. بمنظور تولید موتانت فرابیان ژن SSL6 RNA کل استخراج و رشته اول cDNA با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن ساخته شد. کلون سازی ابتدایی در ناقل pJET انجام و متعاقبا به سازه فرابیانی گیاهی (pPZPY:SSL6) منتقل شد. در ترانسفورماسیون آرابیدوپسیس از اگروباکتریوم نژاد GV3101(PMP90) و تکنیک غوطه‌وری گل‌آذین استفاده شد. آنالیز گیاهان تراریخت احتمالی در ابتدا با کشت بذرهای حاصل از گیاهان تلقیح شده بر روی محیط گزینشی حاوی آنتی بیوتیک جنتامایسین و گزینش گیاهچه‌های مقاوم انجام شد. در ادامه گیاهان تراریخت احتمالی در طی واکنش PCR با پرایمرهای اختصاصی ژن SSL6 با تولید الگوهای باندی متفاوت در الکتروفورز در مقایسه با گیاهان وحشی و همچنین پرایمرهای اختصاصی ژن مارکر جنتامایسین جداسازی شدند. میزان افزایش بیان ژن انتقال یافته نسبت به گیاه مادری با واکنش Real-Time PCR بر روی گیاهان نسل T2 انجام و نتایج نشان داد افزایش بیان ژن SSL6 در گیاهان تراریخته به طور قابل ملاحظه‌ای بالاتر از گیاه مادری بوده است. تعدادی لاین تراریخت حاوی یک نسخه تراژن از طریق تفرق صفت مقاومت به آنتی‌بیوتیک جنتامایسین در محیط کشت انتخابی در نسل T2 و T3 انتخاب شدند. بررسی کمی بیان ژن SSL6 در گیاهان وحشی Col-0 نیز نشان داد که تنش شوری موجب افزایش معنی‌دار بیان ژن، شش ساعت پس از اعمال تیمار شد.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

بررسی بیان برخی ژن‌های کاندید دخیل در نرعقیمی گندم در شرایط تنش خشکی در مرحله میوز

سجاد زارع؛ زهرا سادات شبر؛ رضا فتوت

دوره 6، شماره 13 ، خرداد 1395، ، صفحه 69-77

چکیده

نقص در متابولیسم کربوهیدرات در دانه‌های گرده در حال نمو، نقش مهمی را در القای نرعقیمی در گیاه گندم تحت تنش خشکی ایفا می کند. در این راستا به منظور بررسی بیان چهار ژن دخیل در متابولیسم کربوهیدرات (Inv1 و Inv3، Raftin a و AGP) در شرایط تنش خشکی در دو رقم گندم متحمل به خشکی (دزفول 10) و حساس (شیراز)، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی ... بیشتر نقص در متابولیسم کربوهیدرات در دانه‌های گرده در حال نمو، نقش مهمی را در القای نرعقیمی در گیاه گندم تحت تنش خشکی ایفا می کند. در این راستا به منظور بررسی بیان چهار ژن دخیل در متابولیسم کربوهیدرات (Inv1 و Inv3، Raftin a و AGP) در شرایط تنش خشکی در دو رقم گندم متحمل به خشکی (دزفول 10) و حساس (شیراز)، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه انجام شد. اعمال تنش خشکی در مرحله میوز دانه گرده صورت گرفت. در شرایط تنش درصد گلچه‌های بارور کاهش یافت، این کاهش درصد گلچه‌ها در رقم متحمل دزفول 10 کمتر دیده شد. پس از تهیه نمونه بساک در مرحله میوز، الگوی بیان ژن‌های مورد نظر با روش Real-time PCR مورد بررسی قرار گرفت. بیان ژن‌های Inv1، Inv3، Raftin a و AGP در رقم حساس شیراز در شرایط تنش خشکی نسبت به شاهد افزایش بیان معنی-داری نداشت، در حالی که بیان این چهار ژن در رقم متحمل دزفول 10 در شرایط تنش نسبت به رقم شیراز در شرایط آبیاری کافی به طور معنی‌داری (به ترتیب 35، 22، 65 و 8/9 برابر) افزایش نشان داد. بر اساس نتایج بدست آمده به نظر می‌رسد که بخشی از تحمل به تنش خشکی در رقم دزفول 10 می‌تواند به علت القای ژن‌های دخیل در تجمع نشاسته باشد. همچنین احتمال می‌رود با القای این ژن‌ها در سایر ارقام در شرایط تنش بتوان میزان تجمع نشاسته را در حالت نرمال نگاه داشته و از عقیمی دانه گرده کاست.

اصلاح نباتات مولکولی

ردیابی ژن‌های مقاومت به بیماری زنگ سیاه Sr42، Sr26 و SrTr6A در نتاج ارقام گندم بهار و پیشتاز با استفاده از گزینش برمبنای نشانگرهای مولکولی

فرشاد بختیار؛ حبیب اله قزوینی؛ مصطفی آقایی سربرزه؛ فرزاد افشاری؛ عزت الله فرشاد فر؛ محسن سرهنگی؛ اسمعیل ابراهیمی میمند

دوره 6، شماره 15 ، آذر 1395، ، صفحه 69-83

چکیده

زنگ‌های غلات از مهم‌ترین بیماری‌های گندم در ایران و اکثر مناطق جهان می‌باشند. یکی از مؤثرترین روش‌های کنترل این بیماری ها استفاده از ارقام مقاوم است. این تحقیق با هدف شناسایی ژن‌های مقاومت به بیماری زنگ سیاه و هرمی کردن آنها در ارقام گندم بهار و پیشتاز انجام شد. برای این منظور، ابتدا بیماری‌زایی 18 جدایه عامل زنگ سیاه جمع‌آوری ... بیشتر زنگ‌های غلات از مهم‌ترین بیماری‌های گندم در ایران و اکثر مناطق جهان می‌باشند. یکی از مؤثرترین روش‌های کنترل این بیماری ها استفاده از ارقام مقاوم است. این تحقیق با هدف شناسایی ژن‌های مقاومت به بیماری زنگ سیاه و هرمی کردن آنها در ارقام گندم بهار و پیشتاز انجام شد. برای این منظور، ابتدا بیماری‌زایی 18 جدایه عامل زنگ سیاه جمع‌آوری شده از مناطق مختلف کشور بر روی ارقام Eagle، AC Cadillac، Tr129، بهار و پیشتاز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ارقام Eagle, AC Cadillac و لاین Tr129 با دارا بودن ژن‌های Sr42، Sr26 و SrTr6A نسبت به اکثر نژادهای مورد بررسی مقاوم بودند. برای انتقال ژن‌های مقاومت به ارقام بهار و پیشتاز، پس از انجام تلاقی‌های اولیه و تکمیلی، گیاهچه-های F1 حاصل نسبت به بیماری زنگ سیاه ارزیابی شدند و با استفاده از نشانگرهای مولکولی حضور و یا عدم حضور ژن‌های مقاومت به بیماری در نتاج تلاقی‌های تکمیلی مورد شناسایی قرار گرفت. برای تشخیص ژن Sr26 از آغازگرهای Sr26#43 و BE518379، برای شناسایی ژن Sr42 از آغازگر Srcad از نوع STS (FSD_RSA) و برای شناسایی ژن SrTr6A از آغازگرهای Gpw2295 و Gpw4032 که در بین والدین چندشکلی نشان داده بودند استفاده شد. با انجام آزمایش‌های گلخانه‌ای و نشانگرهای مولکولی مشخص شد که در تعدادی از نتاج رقم بهار انتقال ژن‌های مقاومت Sr26، SrTr6A وSr42 با موفقیت کامل صورت گرفته است. همچنین با توجه به توان تشخیص نشانگرهای مورد استفاده انتقال حداقل دو ژن از سه ژن مورد بررسی در نتاج رقم پیشتاز به اثبات رسید.

مهندسی ‍ژنتیک و انتقال ژن

طراحی و ساخت سازه دو ژنی حاوی ژن EPSPS و 11 kDa delta zein به منظور تراریختی سویا با هدف بهبود محتوی متیونین و تحمل به علف‌کش گلایفوسیت

الهام صبوری رباط؛ محمود سلوکی؛ علی اکبر حبشی؛ مطهره محسن پور؛ عباسعلی امام جمعه

دوره 9، شماره 27 ، آذر 1398، ، صفحه 69-77

https://doi.org/10.30473/cb.2019.46927.1776

چکیده

سویا یک منبع ممتاز پروتئین در تغذیه انسان و سایر حیوانات به شمار می‌رود و به منظور تولید و بهره برداری اقتصادی از روغن و پروتئین آن کشت می‌شود. این گیاه همانند سایر اعضای خانواده لگومینه، حاوی مقادیر کم اسید‌های آمینه گوگرد‌دار (متیونین و سیستئین) است. استفاده از یک نشانگر انتخابی مناسب، در باززایی گیاهان حاصل از انتقال ژن و همچنین ... بیشتر

پروتئومیکس

مطالعه تغییرات مورفو-فیزیولوژی و الگوی پروتئینی ارقام متحمل و حساس گندم تحت تنش شوری با استفاده از تجزیه پروتئوم

محمدرضا نقوی؛ معروف خلیلی

دوره 8، شماره 24 ، دی 1397، ، صفحه 71-92

https://doi.org/10.30473/cb.2019.5412

چکیده

به منظور بررسی مکانسیم تحمل به تنش شوری در ارقام گندم، آزمایشی فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در محیط گلخانه انجام شد. عوامل این آزمایش شامل تنش شوری از نوع کلریدسدیم در چهار سطح صفر (شاهد)، 100، 200 و 300 میلی‌مول و دو رقم گندم نیک‌نژاد و پیشتاز بترتیب بعنوان نماینده‌ای از ارقام متحمل و حساس بودند. نمونه‌های برگی، دو ... بیشتر به منظور بررسی مکانسیم تحمل به تنش شوری در ارقام گندم، آزمایشی فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در محیط گلخانه انجام شد. عوامل این آزمایش شامل تنش شوری از نوع کلریدسدیم در چهار سطح صفر (شاهد)، 100، 200 و 300 میلی‌مول و دو رقم گندم نیک‌نژاد و پیشتاز بترتیب بعنوان نماینده‌ای از ارقام متحمل و حساس بودند. نمونه‌های برگی، دو هفته پس از اعمال تنش شوری تهیه شدند. سپس استخراج پروتئین از بافت برگی صورت گرفت و الکتروفورز دوبعدی در گیاهان شاهد و تحت تیمارهای تنش شوری انجام شد. مقایسه نتایج تجزیه پروتئوم در سطوح تنش نشان داد که تعداد 15 لکه پروتئینی تکرارپذیر با تغییر بیان متفاوت بین دو رقم متحمل و حساس مشترک بوده و تعداد پنج لکه پروتئینی منحصر به هر رقم متحمل و حساس تحت تنش تغییر بیان معنی‌دار داشتند. لکه‌های پروتئینی با استفاده از طیف‌سنجی جرمی شناسایی شدند و نتایج نشان داد که پروتئین‌های مشترک شناسایی شده بیشتر در گروه‌های عملکردی شامل دفاع آنتی‌اکسیدانی و چرخه کالوین طبقه‌بندی شدند. در حالی که سایر پروتئین‌ها در هر رقم بیشتر در فعالیت آنتی-اکسیدانی نقش داشتند. در مجموع نتایج نشان داد که بین دو رقم مورد مطالعه از لحاظ پاسخ مورفو-فیزیولوژیکی به تنش شوری تفاوت معنی‌دار وجود دارد و رقم متحمل نیک‌نژاد پاسخ پروتئینی مناسبتری تحت تنش نشان می‌دهد.

بیوانفورماتیک

مطالعه بیوانفورماتیکی خانواده ژنی BES1 در گستره ژنوم Vitis vinifera L.

علی رضا لادن مقدم

دوره 10، شماره 30 ، شهریور 1399، ، صفحه 71-86

https://doi.org/10.30473/cb.2020.54046.1813

چکیده

برازینواستروئیدها (Brassinosteroids) هورمونهای استروئیدی گیاهی هستند که کارکرد متنوعی در تنظیم طیف وسیعی از فرآیند‌های رشد و نموی و همچنین پاسخ به تنش‌های زیستی و غیرزیستی ایفا می‌کنند. عوامل رونویسی BES1 در تنظیم بیان ژن‌های واکنش‌گر به برازینواستروئید نقش حیاتی دارند. تکمیل توالی‌یابی ژنوم انگور محققان را قادر ساخته است که خانواده‌های ... بیشتر برازینواستروئیدها (Brassinosteroids) هورمونهای استروئیدی گیاهی هستند که کارکرد متنوعی در تنظیم طیف وسیعی از فرآیند‌های رشد و نموی و همچنین پاسخ به تنش‌های زیستی و غیرزیستی ایفا می‌کنند. عوامل رونویسی BES1 در تنظیم بیان ژن‌های واکنش‌گر به برازینواستروئید نقش حیاتی دارند. تکمیل توالی‌یابی ژنوم انگور محققان را قادر ساخته است که خانواده‌های ژنی را در گستره ژنوم انگور شناسایی و مطالعه کنند. لذا در این تحقیق ژن‌های خانواده BES1 شناسایی و مطالعه شد. ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی، درخت فیلوژنی، ساختار ژنی، موتیف‌های حفاظت شده، عناصر تنظیمی، تنظیم بیان پس از رونویسی و پروفایل بیانی ژن‌های شناسایی شده انجام شد. نتایج نشان داد که انگور دارای هفت ژن BES1 می‌باشد که بر اساس آنالیز فیلوژنتیکی در 3 زیر گروه قرار می‌گیرند. هر زیرگروه موتیف‌های حفاظت شده داشته که نشان دهنده روابط ژنتیکی نزدیک در بین اعضاء هر زیر گروه است. بر اساس جایگاه کروموزومی 1، 1، 2، 1، 1 و 1 ژن به ترتیب بر روی کروموزوم‌های 2، 4، 10، 15، 18 و 19 قرار دارند. آنالیز ناحیه پیش‌بر ژن‌های BES1 نشان داد که این ژن‌ها دارای عناصر پاسخ به هورمون‌ها، تنش‌ها و نیز اختصاصی بافت می‌باشند. همچنین ژن‌های VvBES1-1، VvBES1-3 و VvBES1-5 دارای جایگاه اتصال مولکول‌های miRNA هستند. پروفایل بیانی این ژن‌ها بر اساس داده‌های ریزآرایه حاکی از الگوی بیانی متفاوت ژن-های BES1 انگور در بافت‌ها در مراحل نموی مختلف می‌باشد. مطالعه این خانواده اساس تئوریتیکال لازم برای درک تکامل و کارکرد خانواده ژنی BES1 در انگور را مهیا می‌کند.

اصلاح نباتات مولکولی

تجزیه ارتباطی صفات زراعی در ژنوتیپ‌های آفتابگردان (Helianthus annuus L.) با نشانگرهای SSR در شرایط نرمال و تنش کمبود فسفر

مریم رسول زاده اقدم؛ رضا درویش زاده؛ ابراهیم سپهر؛ هادی علیپور

دوره 10، شماره 31 ، آذر 1399، ، صفحه 71-89

https://doi.org/10.30473/cb.2020.54699.1819

چکیده

در راستای اصلاح ارقام زراعی فسفر-کارا، 100 ژنوتیپ آفتابگردان روغنی از نقاط مختلف جهان در دو شرایط بهینه و کمبود فسفر (mg/kg 2/7) بر اساس صفات مختلف زراعی در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در شرایط گلدانی در دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه ارومیه در سال زراعی 1396 ارزیابی شدند. در آزمایش مولکولی پروفیل مولکولی افراد با 30 جفت آغازگر ... بیشتر در راستای اصلاح ارقام زراعی فسفر-کارا، 100 ژنوتیپ آفتابگردان روغنی از نقاط مختلف جهان در دو شرایط بهینه و کمبود فسفر (mg/kg 2/7) بر اساس صفات مختلف زراعی در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در شرایط گلدانی در دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه ارومیه در سال زراعی 1396 ارزیابی شدند. در آزمایش مولکولی پروفیل مولکولی افراد با 30 جفت آغازگر میکروستلایت (SSR) تهیه گردید. نتایج نشان داد میانگین همه‌ی صفات از جمله قطر ساقه، عرض برگ، سطح برگ، قطر طبق، میزان کلروفیل و وزن هزار دانه در شرایط کمبود فسفر در مقایسه با شرایط بهینه به طور معنی‌دار کاهش یافته است که نشان دهنده تأثیر منفی کمبود فسفر روی صفات مورد بررسی است. میزان دامنه میزان اطلاعات چند شکل (PIC) در ژنوتیپ‌های مورد مطالعه بین 055/0 برای آغازگر ORS718 تا 687/0 برای آغازگر HA3040 متغیر بود. در تجزیه ساختار جمعیت بر اساس 30 مکان میکروستلایت (SSR)، 2 زیر جمعیت احتمالی (2K=) در پانل ارتباطی شناسایی شد. حدود 15/1 درصد از جفت مکانهای SSR مورد مطالعه به طور معنی‌دار در عدم تعادل پیوستگی بودند (P0.01). در تجزیه ارتباطی صفات بر اساس نشانگرهای SSR با استفاده از مدل خطی مخلوط 17 مکان SSR در هر یک از شرایط بهینه و کمبود فسفر با صفات مورد مطالعه پیوسته بودند. برخی از نشانگرها همچون P807، P608، P307، P718 و P878 بین صفات در شرایط بهینه و تنش کمبود فسفر مشترک بودند. نتایج بدست آمده از این مطالعه، اطلاعات ارزشمندی در زمینه گزینش به کمک نشانگر و مبنای ژنتیکی صفات مورد مطالعه در شرایط تنش کمبود فسفر ارائه می-دهد که می‌توان از این اطلاعات در گزینش افراد طی برنامه‌های بهنژادی و تولید لاین‌های خالص در جهت تحقق تولید ارقام هیبرید جدید آفتابگردان با میزان عملکرد بالا و کارایی فسفر بالا بهره برد.

اصلاح نباتات مولکولی

شناسایی مکان‌های ریزماهواره‌ای مرتبط با برخی صفات مهم آگرومورفولوژیکی در لاین‌های مختلف آفتابگردان روغنی (Helianthus annuus L.) با استفاده از نقشه‌یابی ارتباطی

فاطمه صحرانورد آذرتمر؛ رضا درویش زاده؛ مرتضی قدیم زاده؛ حیدر عزیزی؛ زهرا ابوالقاسمی

دوره 5، شماره 10 ، شهریور 1394، ، صفحه 73-87

چکیده

با توجه به اینکه ارزش اقتصادی یک رقم به صفات مختلف آن بستگی دارد، از این رو اطلاع دقیق از رفتار ژنتیکی و شناسایی مکان‌های ژنومی پیوسته با این صفات به اصلاح ارقام کمک خواهد نمود. در این مطالعه، ارتباط و پیوستگی بین 30 نشانگر ریزماهواره با برخی صفات مهم آگرومورفولوژیک در 106 لاین مختلف آفتابگردان روغنی از طریق مدل‎های ارتباط‌یابی GLM و ... بیشتر با توجه به اینکه ارزش اقتصادی یک رقم به صفات مختلف آن بستگی دارد، از این رو اطلاع دقیق از رفتار ژنتیکی و شناسایی مکان‌های ژنومی پیوسته با این صفات به اصلاح ارقام کمک خواهد نمود. در این مطالعه، ارتباط و پیوستگی بین 30 نشانگر ریزماهواره با برخی صفات مهم آگرومورفولوژیک در 106 لاین مختلف آفتابگردان روغنی از طریق مدل‎های ارتباط‌یابی GLM و MLM با استفاده از نرم‌افزارهای Structure و TASSEL مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس 30 نشانگر ریزماهواره مورد استفاده در این مطالعه، ساختار ژنتیکی جمعیت به پنج زیر جمعیت فرعی (5=K) تقسیم گردید که نتایج حاصل از رسم بارپلات نیز مؤید آن بود. در تجزیه ارتباط به روش GLM و MLM، به ترتیب 9 و 16 مکان ارتباط معنی‌داری با صفات مورد مطالعه نشان دادند و تغییرات قابل توجهی از این صفات را توجیه نمودند. در این مطالعه چندین مکان مشترک برای صفات مورد مطالعه شناسایی شد. وجود نشانگرهای مشترک در میان برخی صفات بررسی شده می‌تواند ناشی از اثرات پلیوتروپی و یا پیوستگی نواحی ژنومی دخیل در کنترل این صفات باشد. نتایج بدست آمده از این مطالعه اطلاعات ارزشمندی در زمینه مبنای ژنتیکی صفات مورد مطالعه ارائه می دهد که از این اطلاعات می‌توان در برنامه‌های مختلف اصلاحی و از جمله انتخاب به کمک نشانگر در آفتابگردان استفاده نمود. در مطالعات بعدی می‌توان با توالی‌یابی مکان‌هایی که تغییرات قابل توجی از صفات را توجیه می نمایند (ORS1209، ORS822 و ORS649)، ژن‌های کدکننده صفات مهم زراعی را شناسایی کرد. از نشانگرهایی که دارای ارتباط قوی‌تر با صفات خاص هستند، می‌توان در اشباع نقشه‌های لینکاژی استفاده نمود.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

روند تغییر پارامترهای فیزیولوژیک و بیان نیمه‌کمی ژن‌های CapLEA-1 و Dehydrin 1 در ژنوتیپ های نخود زراعی تحت تنش کم‌آبی

علی اصغر صداقتی؛ سعیدرضا وصال؛ فرج‌الله شهریاری؛ عبدالرضا باقری

دوره 7، شماره 17 ، خرداد 1396، ، صفحه 73-84

چکیده

کم‌آبی مهمترین تنش غیرزیستی است که تولید محصولات زراعی را در مناطق خشک و نیمه‌خشک دنیا و ایران محدود می‌کند. به‌منظور انجام مقایسات کنترل‌شده ابتدا پاسخ فیزیولوژیک دو ژنوتیپ متمایز MCC508 و MCC521 نخود به تنش کم‌آبی بررسی و سپس بیان دو ژن مؤثر در همان شرایط اندازه‌گیری شد. رطوبت نسبی برگ MCC508 به‌ویژه پس از 24 ساعت در حد معنی‌داری کمتر ... بیشتر کم‌آبی مهمترین تنش غیرزیستی است که تولید محصولات زراعی را در مناطق خشک و نیمه‌خشک دنیا و ایران محدود می‌کند. به‌منظور انجام مقایسات کنترل‌شده ابتدا پاسخ فیزیولوژیک دو ژنوتیپ متمایز MCC508 و MCC521 نخود به تنش کم‌آبی بررسی و سپس بیان دو ژن مؤثر در همان شرایط اندازه‌گیری شد. رطوبت نسبی برگ MCC508 به‌ویژه پس از 24 ساعت در حد معنی‌داری کمتر از MCC521 بود (05/0 ≥p). در MCC508 پایداری غشا ثبات بیشتری داشت به‌طوری‌که نشت الکترولیت و میزان تجمع مالون‌دی‌‌آلدئید (MDA) تقریباً ثابت بود. اما چهار روز تنش، باعث افزایش 2/1 برابری نسبت به شاهد شد. میزان تجمع پرولین چهار روز پس از تنش در MCC508 و MCC521 به ترتیب 8/16 و 4/9 میکرو مول بر گرم بافت تر برگ بود که نسبت به شاهد 1/5 و 8/3 برابر افزایش داشت. بیان نیمه کمی دو ژن‌ Dehydrin1 و CapLEA-1 در ژنوتیپ متحمل MCC508 به ترتیب با 4 و 1/2 برابر نسبت به شاهد، افزایش معنی‌داری نشان داد (05/0 ≥p) و با ادامه روند تنش این افزایش ادامه داشت. بیان ژن CapLEA-1 در ژنوتیپ حساس تغییرات معنی‌داری نشان نداد، اما بیان ژن Dehydrin1 در ابتدا نسبت به شاهد 4/1 برابر افزایش و سپس با ادامه تنش کاهش یافت (05/0 ≥p). با توجه به نقش ژن‌هایDehydrin1 وCapLEA-1 در حفظ ساختار لیپیدها و غشای سلولی، پایداری تاخوردگی صحیح پروتئین‌ها و سم‌زدایی به نظر می‌رسد سطح بیان بالاتر و منظم‌تر این ژنها می‌تواند یکی از دلایل احتمالی تحمل بیشتر ژنوتیپ MCC508 نسبت به MCC521 در برابر تنش کم‌آبی باشد.

بیوانفورماتیک

بازسازی شبکه‌های ژنی و برهم کنش پروتئینی دخیل در پاسخ به تنش خشکی در برنج

احسان پورعابد؛ زهرا سادات شبر

دوره 7، شماره 18 ، شهریور 1396، ، صفحه 73-92

چکیده

برنج یکی از ارزشمندترین محصولات کشاورزی است. یکی از تأثیرگذارترین عوامل محدود کننده این محصول استراتژیک تنش خشکی می‌باشد. نظر به چند ژنی بودن تحمل به خشکی، هدف پژوهش حاضر بازسازی شبکه ژنی درگیر و شناسایی ژن‌های کلیدی مربوطه در برنج با استفاده از تجزیه و تحلیل داده‌های ریزآرایه بوده است. به همین منظور با استفاده از نرم‌افزار تحت ... بیشتر برنج یکی از ارزشمندترین محصولات کشاورزی است. یکی از تأثیرگذارترین عوامل محدود کننده این محصول استراتژیک تنش خشکی می‌باشد. نظر به چند ژنی بودن تحمل به خشکی، هدف پژوهش حاضر بازسازی شبکه ژنی درگیر و شناسایی ژن‌های کلیدی مربوطه در برنج با استفاده از تجزیه و تحلیل داده‌های ریزآرایه بوده است. به همین منظور با استفاده از نرم‌افزار تحت وب Genevestigator تمامی ژن‌های دارای تغییر بیان بالاتر و مساوی 5/2 و پایین‌تر و مساوی 5/2- در حالت تنش خشکی نسبت به شرایط نرمال در بین تمامی آزمایشات ریزآرایه انجام شده در برنج شناسایی شدند. در مجموع 101 ژن با تغییر بیان ≥5/2 و ≤5/2- شناسایی شد و شبکه تنظیم ژنی و برهم‌کنش پروتئینی برای آن‌ها رسم گردید. ژن‌های قطب (ژن‌های دارای بیشترین برهم‌کنش) با استفاده از 9 الگوریتم محاسباتی Cyto-Hubba در نرم‌افزار Cytoscape شناسایی شدند. این امر منجر به شناسایی 14 ژن غیر تکراری شد که به عنوان مؤثرترین ژن‌ها در پاسخ به تنش خشکی در نظر گرفته شدند و شبکه هم‌بیانی آن‌ها رسم گردید. بر اساس بررسی هستی‌شناسی ژن‌های دارای بیان افتراقی، ژن‌های هم بیان با آنها و ژن‌های قطب، تنظیم رونویسی از گروه‌های اصلی بود که نشان دهنده اهمیت عوامل رونویسی در مکانیسم تحمل به خشکی می‌باشد. در میان عوامل رونویسی می‌توان به عوامل پاسخ دهنده به تنش خشکی همچون خانواده‌های ژنی AP2، bZIP، WRKY، MYB و عوامل متصل شونده به عناصر پاسخ دهنده به ABA، اشاره نمود. امید است نتایج به‌دست آمده در راستای یافتن راهکارهایی هدفمند جهت افزایش تحمل به خشکی مفید واقع گردد.

اصلاح نباتات مولکولی

بررسی تحمل به تنش شوری و تنوع آللی نشانگرهای ریزماهواره مرتبط با شوری در ژنوتیپ های گندم ایرانی

اشکبوس امینی؛ حبیب اله قزوینی؛ رضا امیرنیا

دوره 6، شماره 16 ، اسفند 1395، ، صفحه 75-89

چکیده

به منظور بررسی تنوع آللی نشانگرهای ریزماهواره مرتبط با نواحی QTLهای دخیل در تحمل به شوری و ارتباط این نشانگرها با عملکرد تحت شرایط نرمال و تنش شوری در گندم‌های ایرانی، تعداد 25 ژنوتیپ گندم نان (شامل ارقام و لاین‌های بومی و اصلاح شده متحمل تا حساس) با استفاده از 45 جفت آغازگر ریزماهواره مرتبط با شوری مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج مقایسه ... بیشتر به منظور بررسی تنوع آللی نشانگرهای ریزماهواره مرتبط با نواحی QTLهای دخیل در تحمل به شوری و ارتباط این نشانگرها با عملکرد تحت شرایط نرمال و تنش شوری در گندم‌های ایرانی، تعداد 25 ژنوتیپ گندم نان (شامل ارقام و لاین‌های بومی و اصلاح شده متحمل تا حساس) با استفاده از 45 جفت آغازگر ریزماهواره مرتبط با شوری مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج مقایسه میانگین عملکرد دانه در هر دو شرایط محیطی حاکی از وجود اختلاف معنی دار بین ژنوتیپ‌ها بود. در شرایط تنش ژنوتیپ‌های شماره 25 (Pishtaz/Karchia) و 16 (Sissons/3/ Alvd//Aldan/Ias58) به ترتیب بیشترین و کمترین عملکرد دانه را نشان دادند. بر اساس میانگین عملکرد دانه (در شرایط تنش و بدون تنش) و شاخص‌های تحمل و حساسیت به تنش ژنوتیپ‌ها به گروه‌های متحمل، نیمه متحمل و حساس تقسیم شدند. بر اساس نتایج ارزیابی مولکولی از بین 45 نشانگر SSR مورد استفاده، تعداد 27 نشانگر، الگوی نواربندی چندشکل (پلی‌مورف) نشان دادند. در این نشانگرها در مجموع 95 آلل مشاهده شد که 89 آلل دارای چندشکلی بودند به طوریکه تعداد آلل برای هر آغازگر از دو تا هفت آلل متغیر و میانگین تعداد آلل 52/3 برای هر جفت نشانگر بود. محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) برای نشانگرهای مختلف از 077/0 تا 454/0 با میانگین 258/0 و میزان شاخص نشانگر (MI) از 15/0 تا 19/1 با میانگین 79/0 بود. تجزیه خوشه ای بر اساس داده‌های مولکولی، ضمن هم‌خوانی نسبی با نتایج حاصله از ارزیابی مزرعه-ای به خوبی توانست ژنوتیپ‌های متحمل و حساس را از هم تفکیک نماید و با گروه‌بندی بر اساس تجزیه به بردارهای اصلی با استفاده از نشانگرهای مولکولی نیز مطابقت زیادی داشت. نتایج حاصله نشان داد که نشانگرهایgwm291، gpw345، wmc249، barc353.1، cfa2170.2، gwm339 و wmc326 به‌طور نسبی از PIC و MI بیشتری برخوردار بوده و در نتیجه از قدرت تفکیک بالاتری در مقایسه با سایر آغازگرها برخوردار می باشند و می توانند به عنوان نشانگرهای مفید جهت بررسی تنوع ژنتیکی و برنامه‌های به‌نژادی برای تنش شوری استفاده شوند.

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