دانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078361520161220Expression analysis of two receptor-like kinase genes in barley seedling under salt and salicylic acid treatmentتجزیه بیان دو ژن گیرنده شبهکینازی در گیاهچه های جو تحت تیمار سالیسیلیکاسید و شوری1113368FAخدیجه نوروزینوروزیدانشجوی سابق کارشناسیارشد بیوتکنولوژی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجانرضافتوتاستادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان0000-0002-0515-7969فریدشکاریدانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجاناحسانمحسنی فرداستادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان0000-0003-3538-7498Journal Article20160824Soil salinity is one of the major abiotic stresses that dramatically reducing crop productivity in the world. Recent studies indicate that the application of exogenous salicylic acid (SA) as a key molecule in the signal transduction pathway participates in the signaling of abiotic stresses. The role of salicylic acid in salinity signalling is, however, unclear. In the present study, two barley (Hordeum vulgare L.) varieties (Reyhan and Nosrat) contrasting in their salinity tolerance were used to assess the role of various SA concentrations on the expression of Receptor-like kinases (RLKs) genes. The results demonstrated that that salinity and salicylic have a significant effect on seedling traits of barley cultivars. Salinity stress and salicylic acid increased the expression of Hv3ARK, IdiRLK2 genes in the cultivar Nosrat but in the other cultivar the relative expression of the genes were different. These results suggest the involvement of a number of RLKs in SA-mediated abiotic stress responses.شوریخاک از مهمترین تنش های غیرزیستی است که شدیداً تولید محصول را کاهش می دهد. مطالعات اخیر نشان داده است که کاربرد بیرونی سالیسیلیکاسید بهعنوان یک ملکول مهم در مسیر ترارسانی در انتقال پیام های تنش های غیرزیستی نقش دارد. با وجود این نقش آن در ترارسانی تنش شوری روشن نیست. در این تحقیق اثر غلظت های مختلف سالیسیلیکاسید، در بیان ژن های گیرنده ی شبهکینازی دو رقم جو (ریحان و نصرت) متفاوت از لحاظ مقاومت به شوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شوری و سالیسیلیکاسید تأثیر معنی داری بر صفات گیاهچهای جو داشتهاند و موجب افزایش بیان نسبی ژن های Hv3ARK و IdiRLK2 در رقم نصرت شدند. ولی در رقم ریحان بیان نسبی ژن ها متفاوت بود. به نظر می رسد سالیسیلیکاسید با فعال کردن گیرندههای شبهکینازی در مسیر انتقال پیام شوری قرار دارد. این نتایج نشان می دهد که برخی از گیرنده های شبهکینازی، ممکن است در پاسخهای بواسطه سالیسیلیکاسید در گیاهان تحت تنش های غیرزیستی نقش داشته باشند.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_3368_2b7a8aa9441f3a481f0b8b96dd0e34ef.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078361520161220Determination of functional domains and topology model of membrane-bound Delta-6 desaturase enzyme from Mortierella alpinaتعیین دامین های کارکردی و مدل توپولوژی ژن دلتا 6 دسچوراز غشائی قارچ Mortierella alpina13233369FAعصمتاشعار قدیمکارشناسارشد بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایرانشاهرخقرنجیکاستادیار ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایرانبهرامباغبان کهنه روزدانشیار گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانJournal Article20160902Desaturase enzymes (EC: 1.14.19.3) catalyze dehydrogenation reactions and creates a double bond in the fatty acid chains. These enzymes classified into two groups, soluble and membrane each with different consensus motifs. Despite the Delta-6 desaturase is a key enzyme in the biosynthesis of unsaturated fatty acids but due to lack of structural information of membrane-bound desaturase, it's three-dimensional and crystal structure has not been determined. Mortierella alpina is a rich source for production of unsaturated fatty acid arachidonic and has an active Delta-6 desaturases enzyme. The aim of this study was obtain encoding sequences of Delta-6 desaturase gene, and determination of functional domains using comparative analysis and molecular model and propose a membrane topology model for this enzyme. Thus, after extraction of total RNA and cDNA synthesis using gene specific primers, PCR product was cloned into pBlueScriptSK+ vector and then sequenced. Based on bioinformatics analysis by Swissmodel, Predict and Phobius servers presence of functional domains cytochrome b5 carrying motif (HPGG), three His-box motifs and transmembrane regions were identified. Then we proposed a membrane topology model for the Delta-6 desaturase enzyme.دسچورازها (EC: 1.14.19.3) کاتالیزگرهای واکنش دهیدروژناسیون بوده و باعث ایجاد پیوند دوگانه در زنجیره اسیدچرب میشوند. این آنزیمها به دو گروه محلول و غشائی تقسیم گردیده، هر یک دارای موتیفهای متفاوتی میباشند. با اینکه دلتا 6 دسچوراز آنزیم کلیدی در بیوسنتز اسیدهایچرب غیراشباع میباشد، ولی بخاطر غشایی بودن، ساختار کریستالی و سهبعدی آن تعیین نگردیده است. قارچ Mortierella alpina منبع غنی تولید اسیدچرب غیراشباع اسید آراشیدونیک بوده و دارای آنزیم دلتا 6 دسچوراز فعالی میباشد. هدف از این تحقیق، دستیابی به توالی کدکننده ژن دلتا 6 دسچوراز و تعیین جایگاه دامینهای کارکردی با استفاده از آنالیزهای مقایسهای و مدلهای مولکولی و پیشنهاد یک مدل توپولوژی غشائی برای این آنزیم میباشد. بدین منظور پس از استخراج RNA و سنتز cDNA توسط آغازگرهای اختصاصی، همسانهسازی در ناقلpBlueScriptSK+ انجام و سپس توالییابی شد. بر اساس بررسیهای بیوانفورماتیکی توسط سرورهای Swissmodel، Predict و Phobius وجود دامین سیتوکروم b5 حاوی موتیف (HPGG)، 3 موتیف جعبه هیستیدینی و نواحی ترانسممبران تعیین و سپس یک مدل توپولوژی غشائی برای توالی موردنظر پیشنهاد گردید.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_3369_e2100118152ee36fa3b7b3cb57e9f3d6.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078361520161220Assessment of genetic diversity of Iranian and non-Iranian barely genotypes (Hordeum vulgare L.) using microsatellite markersارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپهای ایرانی و غیر ایرانی جو با استفاده از نشانگرهای SSR25353370FAفرزانلاهوتدانشآموخته کارشناسیارشد بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشگاه شاهد، تهرانمهرشادزین العابدینیاستادیار، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، کرج0000-0002-3436-4334جابرکریمیاستادیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شاهد، تهرانمریمشهبازیعضو هیئت علمی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی کرجبهزادصادق زادهاستادیار موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور؛ سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مراغه؛ ایرانJournal Article20160630Genetic diversity is the best way to use available genetic potential for breeding programs in barley. In this study, genetic diversity of 63 Iranian and non-Iranian genotypes have been described. 29 out of 30 pairs microsatellite markers were polymorphic. A total of 225 alleles for different gene loci with an average of 2.7 per locus were identified. The highest number of alleles for Bmag0323, Hvm54 and EBmac679 (with 13 alleles) and the lowest number for the HVM0003 (with two alleles), respectively. The PIC amount and Shannon index value were variable ranging from 0.89 (for the EBmac679) to 0.21 (for the GBM1176) and from I=2.46 (for the Bmag0323) to I=0.48 (for the GBM1176), respectively. Genotype clustering was done using Neighbor-net and Cluster analysis was performed using Bayesian methods. The best number of sub-populations was identified 4 that were seen in most sub-populations genotypes originating from Iran. The results of clustering of Neighbor-net method showed good agreement with the model-based approach. The results showed that microsatellite markers well represented different genotypes of barley diversity. Also according to the results, native genotypes showed more diversity.بررسی تنوع ژنتیکی بهترین راه برای استفاده از ظرفیت ژنتیکی موجود در گیاه جو جهت برنامههای بهنژادی میباشد. در این بررسی تنوع ژنتیکی 63 ژنوتیپ ایرانی و غیر ایرانی جو تشریح شده است. از 30 جفت نشانگر ریزماهواره استفاده شده، 29 جفت چندشکلی مشاهده شد. در مجموع 225 آلل برای مکانهای ژنی مختلف با میانگین 2/7 برای هر آغازگر شناسایی گردید. بیشترین تعداد آلل برای جایگاههای Bmag0323، Hvm54 و EBmac679 (با 13 آلل) و کمترین تعداد برای جایگاه HVM0003 (با 2 آلل) بود. میزان PIC از 89/0 (برای جایگاه EBmac679) تا 21/0 (برای جایگاه GBM1176) و مقدار شاخص شانون از 46/2I= (برای جایگاه Bmag0323) تا 48/0I= (برای جایگاه GBM1176) متغیر بود. گروهبندی ژنوتیپها با روش Neighbor-net، و تجزیه خوشهای با استفاده از روش Bayesian انجام گردید. در این روش بهترین تعداد زیر جمعیت 4 عدد شناسایی شد که در اکثر زیرجمعیتها ژنوتیپهای با منشاء ایران دیده شدند. نتایج گروهبندی حاصل از روش Neighbor-net با روش مبتنی بر مدل مطابقت زیادی نشان داد. نتایج این تحقیق نشان داد که نشانگرهای ریزماهواره تنوع ژنوتیپهای مختلف جو را بهخوبی نمایش میدهند. همچنین با توجه به نتایج بهدست آمده، ژنوتیپهای بومی ایران نیز تنوع بالایی را از خود نشان دادند.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_3370_943e50e1ba6ec9f07cb55f358536de5c.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078361520161220Enhance salinity resistance in Arabidopsis thaliana by overexpression of phosphoethanolamine N-methyltransferase gene from spinach (Spinacia oleracea, Iranian landrace)افزایش مقاومت به تنش شوری در گیاه آرابیدوپسیس تالیانا با فرابیان ژن فسفواتانول آمین N- متیلترانسفراز اسفناج (Spinacia oleracea, Iranian landrace)37523373FAسمیهاللهیدانشجوی دکتری، بیوتکنولوژی کشاورزی گیاهی، دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت، ایرانمحمد مهدیسوهانیدانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت، ایرانحسنحسنیاستادیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت، ایرانJournal Article20160809One of the plant resistant mechanisms to abiotic stresses is production of a compatible solute named glycine betaine. Choline is the precursor of this important metabolite and it is also essential compound for the structural integrity and signaling of cell membrane. In plants, the most important step of choline production is catalyzed by cytoplasmic phosphoethanolamine N-methyltransferase (PEAMT ; EC 2.1.1.103) enzyme. In this study, PEAMT gene from spinach (Spinacia oleracea Iranian landrace) was amplified using specific primers and cloned into an intermediate cloning vector (pJET). In order to overexpression of PEAMT gene, the construct of PBI121GUS-9:PEAMT was made and finally was transferred to the Agrobacterium tumefaciens GV3101 (PMP90). Floral dip method was used for transformation and initial analysis of putative transgenic plants was tested in selective medium containing kanamycin. Then resistant seedlings at the molecular level were evaluated using PCR and RT-PCR methods. Results confirmed plant transformation in the level of transcription. Subsequently, The phenotypic analysis under salt stress showed that the main root length of transgenic plants was significantly longer than control nontransgenics. In adition, glycinebetaine contents and peroxidase activity were significantly higher in transgenic compare to non-transgenics control plants.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.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_3373_11c919f907585670c44e64d012f0860f.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078361520161220The Study of Functional Groups and Changes in Genes Expression Pattern of Rice (C3) and Maize (C4) under Drought Stress using Microarray Data Analysisبررسی گروههای کارکردی و تغییرات الگوی بیان ژنها در گیاه C3 برنج و C4 ذرت تحت تنش خشکی با استفاده از تجزیه و تحلیل دادههای ریزآرایه53673484FAصدیقهاخترطاوانکارشناسیارشد بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهرانمجیدطالبیدانشیار گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهانJournal Article20160920Drought is one of the major environmental stresses that greatly affects growth and development of plants. The plants reaction against this stress is associated with showing massive changes in complex gene networks. In the present study, the changes of gene expression patterns in two sensitive and tolerant genotypes of rice (as C3 plant) and maize (as C4 plant) were investigated using maize genome arrays containing 17,734 probe sets and the rice genome containing 57/381 probe set. The microarray data were taken from the GEO/NCBI database on both stress and control conditions to identify the genes involved in responses to the stress. The results indicated that 1861 (10.49%) and 1753 (8.9%) genes in the sensitive and tolerant maize, respectively, and 9252 (16%) and 7971 (13.8%) genes in the sensitive and tolerant rice, respectively, changed significantly after drought stress at the level of one percent. From of these genes, 1012 and 175 genes in the sensitive and tolerant genotype leaf of rice and maize, were significantly up-regulated, respectively. The Venn diagram showed that 663 genes of rice and 158 genes of maize, have significantly down-regulated. Rice plant, as a C3 plant, showed five times wider reaction to drought stress in compared with maize plant, as a C4 plant. The functional grouping of the up-regulated genes in two species revealed that functional group of ribosomal proteins and phosphatases in maize plant have the most abundant categories, whereas the functional groups of metal-binding, stress response, response to biological stimuli and signals in rice plant contained the highest percentage of the genes.خشکی یکی از عمدهترین تنشهای محیطی محسوب میشود که رشد و توسعه گیاهان را تا حد زیادی تحت تاثیر قرار میدهد. واکنشهای گیاهان در برابر این تنش با بروز تغییرات زیاد در شبکههای پیچیده حاوی تعداد زیادی ژن همراه است. در پژوهش حاضر تغییرات الگوی بیان ژنها در دو ژنوتیپ حساس و متحمل گیاه برنج (بهعنوان گیاه C3) و گیاه ذرت (بهعنوان گیاه C4) با استفاده از آرایههای ژنوم ذرت شامل 734/ 17پروبست و ژنوم برنج شامل 381/57 پروبست مورد بررسی قرار گرفت. دادههای ریزآرایه، جهت شناسایی ژنهای درگیر در پاسخ به تنش در دو شرایط کنترل و تنش از بانک اطلاعاتی GEO/NCBI، گرفته شد. نتایج نشان داد که به ترتیب تعداد 1861 (49/10 درصد) و 1753 (8/9 درصد) ژن در ژنوتیپ حساس و متحمل ذرت و تعداد 9252 (16 درصد) و 7971 (8/13 درصد) ژن در ژنوتیپ حساس و متحمل برنج پس از تنش خشکی در سطح یک درصد تغییر بیان معنیداری داشتند. از این تعداد به ترتیب 1012 و 175 ژن در برگ ژنوتیپ متحمل و حساس برنج و ذرت افزایش بیان معنیداری نشان دادند. دیاگرام ون نشان داد که به ترتیب تعداد 663 و 158 ژن به ترتیب و به صورت مشترک در ارقام متحمل و حساس برنج و همچنین ذرت کاهش بیان معنیداری دارند. گیاه برنج (بهعنوان گیاه C3) پنج برابر در مقایسه با گیاه ذرت (بهعنوان گیاه C4) واکنش گستردهتری به تنش خشکی از خود نشان داد. گروهبندی کارکردی ژنهای دارای افزایش بیان در دو گونه گیاهی مشخص کرد که در ذرت گروه کارکردی پروتئینهای ریبوزومی و فسفاتازها دارای بیشترین تعداد ژن هستند در حالیکه در برنج گروهای کارکردی اتصال به فلزات، پاسخ به تنش، پاسخ به محرکهای زیستی و انتقال پیام بیشترین ژنها را شامل شدند.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_3484_a2ce523cdfaf03e185fe53d3693f0b92.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078361520161220Detection of stem rust resistance genes Sr42, Sr26 and SrTr6A in progeny of wheat cultivars Bahar and Pishtaz using marker assisted selectionردیابی ژنهای مقاومت به بیماری زنگ سیاه Sr42، Sr26 و SrTr6A در نتاج ارقام گندم بهار و پیشتاز با استفاده از گزینش برمبنای نشانگرهای مولکولی69833524FAفرشادبختیارمحقق/موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذرحبیب الهقزوینیمحقق / موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذرمصطفیآقایی سربرزهمحقق / موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذرفرزادافشاریمحقق / موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذرعزت اللهفرشاد فراستاد دانشگاه رازی کرمانشاهمحسنسرهنگیکارشناس / موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذراسمعیلابراهیمی میمندکارشناس / موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذرJournal Article20160901Cereal rusts are the most important wheat diseases in Iran and worldwide. One of the most effective control measures of these diseases is deployment of resistant cultivars. The objective of this study was identification of stem rust resistance genes and pyramiding these genes in wheat cultivars Bahar and Pishtaz. For this purpose, initially the virulence of eighteen isolates of stem rust that had been collected from several parts of Iran was studied in cultivars/lines Bahar, Pishtaz, Eagle, AC Cadillac and Tr129. Results showed that cultivars AC Cadillac, Eagle, and Tr129 with Sr42, Sr26 and SrTr6A genes had good levels of resistance to all evaluated isolates. In order to transfer resistance genes to Bahar and Pishtaz cultivars, after initial and complementary crosses the F1 seedling resulted were evaluated for their resistance to stem rust and consequently the progeny of complementary crosses were screened for presence or absence of resistance genes using molecular markers. For Sr26 gene, primers Sr26#43 and BE518379; for Sr42 gene, primer STS (FSD-RSA); and for SrTr6A gene, primers GPW2295 and GPW4032 that showed polymorphism between parents were used to detect presence or absence of resistance genes. Using the seedling test in green house and also detection of molecular markers, it was found that for progeny of complementary crosses in cultivar Bahar transfer of resistance genes Sr26, Sr42 and SrTr6A have been successfully completed, and in Pishtaz based on distinctive ability of markers used, at least transfer of two genes of three genes in progenies was proved.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.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_3524_ba52684a8b83287ded0f30b0fb0ef729.pdf