فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی

علمی پژوهشی بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی

شناسایی نوروپپتید‌‌های خانواده آلاتواستاتین و گیرنده‌های نوروپپتیدی آن در سن گندم (Eurygaster integriceps) با استفاده از راهکار کاوش ترانسکریپتوم

مهربانو کاظمی الموتی؛ محمد مجدی؛ قاسم حسینی سالکده؛ محمدرضا غفاری

دوره 12، شماره 40 ، اسفند 1401، صفحه 1-14

https://doi.org/10.30473/cb.2023.68326.1913

چکیده

سن گندم با نام علمی Eurygaster integriceps یکی از آفات شناخته شده مزارع گندم در ایران و غرب آسیا است. نقش نوروپپتید‌‌ها در مراحل رشد و نمو حشرات منجر به ‌ایجاد چشم‌انداز امیدوارکننده‌ای جهت تولید نسل جدیدی از حشره‌کش‌ها‌ی زیستی مبتنی بر کاربرد اختصاصی شده است. نوروپپتیدهای حشرات به همراه گیرنده‌های اختصاصی آن‌ها یکی از متنوع‌ترین پروتئین‌هایی ... بیشتر سن گندم با نام علمی Eurygaster integriceps یکی از آفات شناخته شده مزارع گندم در ایران و غرب آسیا است. نقش نوروپپتید‌‌ها در مراحل رشد و نمو حشرات منجر به ‌ایجاد چشم‌انداز امیدوارکننده‌ای جهت تولید نسل جدیدی از حشره‌کش‌ها‌ی زیستی مبتنی بر کاربرد اختصاصی شده است. نوروپپتیدهای حشرات به همراه گیرنده‌های اختصاصی آن‌ها یکی از متنوع‌ترین پروتئین‌هایی هستند که فعالیت‌های فیزیولوژیکی و رفتاری را در حشرات کنترل می‌کنند. آلاتواستاتین یکی از نوروپپتیدهای مهم در حشرات می‌باشد که با مهار هورمون جوانی، در تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی نظیر تغذیه و متابولیسم در برخی از حشرات نقش دارد. در این مطالعه با استفاده از اطلاعات حاصل از ترانسکریپتوم حشره بالغ سن گندم، نوروپپتید‌ها و گیرنده‌های اختصاصی خانواده آلاتواستاتین در سن گندم مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز بیوانفورماتیکی و بررسی‌های فیلوژنتیکی داده‌ها منجر به شناسایی چهار نوروپپتید از خانواده آلاتواستاتین A، B و C و همچنین گیرنده‌های نوروپپتیدی آلاتواستاتین A و B شد. نتایج نشان داد که نوروپپتیدهای خانواده آلاتواستاتین شناسایی شده سن گندم در فرایندهای فیزیولوژیک متنوعی دخیل می‌باشند. با توجه به نقش مهم نوروپپتیدها در حشرات، این نوروپپتیدها می‌توانند امکان طراحی حشره‌کش‌های اختصاصی سازگار با محیط زیست به منظور مدیریت کنترل سن گندم را برای آینده فراهم آورند.

مروری اصلاح نباتات مولکولی

بررسی تنش شوری در آفتابگردان با تمرکز بر مکانیسم‌ها و رویکردها

ساناز خلیفانی؛ رضا درویش زاده؛ فریبا مرسلی آقاجری

دوره 12، شماره 40 ، اسفند 1401، صفحه 15-40

https://doi.org/10.30473/cb.2023.68177.1911

چکیده

آفتابگردان (.Helianthus annuus L) یک محصول مهم دانه‌‌ روغنی شناخته شده است که به دلیل روغن با کیفیت بالا و غنی از اسیدلینولئیک در سراسر جهان کشت می‌‌شود. مطالعه حاضر مروری بر اثرات تنش شوری بر صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک، مکانیسم‌‌های مقاومت و روش‌‌های اصلاحی و زراعی برای مقابله با تنش شوری در آفتابگردان است. آفتابگردان به عنوان گیاه ... بیشتر آفتابگردان (.Helianthus annuus L) یک محصول مهم دانه‌‌ روغنی شناخته شده است که به دلیل روغن با کیفیت بالا و غنی از اسیدلینولئیک در سراسر جهان کشت می‌‌شود. مطالعه حاضر مروری بر اثرات تنش شوری بر صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک، مکانیسم‌‌های مقاومت و روش‌‌های اصلاحی و زراعی برای مقابله با تنش شوری در آفتابگردان است. آفتابگردان به عنوان گیاه نیمه متحمل به شوری رتبه‌‌بندی می‌‌شود. اثرات منفی تنش شوری بر آفتابگردان شامل قهوه‌‌ای شدن نوک ریشه‌ها، کاهش رشد لپه‌‌ها و ریشه، سطح برگ، تجمع ماده خشک، عملکرد و میزان روغن دانه است. همچنین تنش شوری منجر به کاهش جذب CO2، سرعت تعرق، هدایت روزنه‌‌ای و ظرفیت فتوسنتزی در آفتابگردان می‌‌شود. از واکنش‌‌های مقاومت به تنش شوری در آفتابگردان می‌‌توان به تعدیل بیان ATPase‌های حساس به Oubain از طریق کلسیم، به تاخیر انداختن تخریب پروتئین‌‌های غشایی، افزایش سروتونین و ملاتونین، افزایش بیان نیتریک اکسید، افزایش S-nitrosylation پروتئین‌‌های سیتوزولی، افزایش محتوای پراکسید لیپید، فعالیت گلوتاتیون پراکسیداز و فراوانی هم اکسیژناز-1 (HO-1) در سلول‌‌های اطراف کانال‌‌های ترشحی اشاره کرد. مهمترین رویکردهای اصلاح برای تحمل تنش شوری در آفتابگردان عبارتند از: شناسایی ژن‌‌های مقاوم به شوری HT089، HT175، HT185، HT215، HT216 و HT227، شناسایی گونه H. paradoxus به عنوان مقاوم‌‌ترین گونه، تولید لاین‌‌های HA429 و HA430 متحمل به شوری، انتقال ژن TaNHX2 گندم به آفتابگردان و شناسایی ژن‌‌های دخیل در تحمل به تنش شوری با فناوری توال‌‌یابی نسل جدید. نتایج این بررسیِ گسترده در دستیابی به یک برنامه جامع برای بهبود پایدار عملکرد و کیفیت روغن آفتابگردان تحت تنش شوری مهم خواهد بود.

علمی پژوهشی 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

علمی پژوهشی ایمنی زیستی

ارزیابی پایداری ژنوتیپ‌‌‌های نخود، برای دستیابی به ارقام پرمحصول و سازگار با مناطق دیم نیمه‌‌‌گرمسیری با روش تجزیه بای‌‌‌پلات

رحمت‌الله کریمی‌زاده؛ پیام پزشک‌پور؛ امیر میرزائی؛ محمد برزعلی؛ فرزاد آزاد شهرکی؛ پیمان شریفی

دوره 12، شماره 40 ، اسفند 1401، صفحه 49-61

https://doi.org/10.30473/cb.2023.67327.1905

چکیده

به منظور دست‌‌یابی به ژنوتیپ‌‌های نخود کابلی پرمحصول‌‌تر از ارقام موجود که واجد صفات مناسبی چون عملکرد دانه، تعداد غلاف در بوته بیشتر، درشتی دانه، زودرسی و دیگر صفات زراعی موردنظر باشند، تعداد 16 ژنوتیپ پیشرفته نخود انتخابی از آزمایش‌‌های پیشرفته مقایسه عملکرد سال زراعی 95-1394 به همراه ارقام شاهد عادل و آزاد به مدت سه سال زراعی ... بیشتر به منظور دست‌‌یابی به ژنوتیپ‌‌های نخود کابلی پرمحصول‌‌تر از ارقام موجود که واجد صفات مناسبی چون عملکرد دانه، تعداد غلاف در بوته بیشتر، درشتی دانه، زودرسی و دیگر صفات زراعی موردنظر باشند، تعداد 16 ژنوتیپ پیشرفته نخود انتخابی از آزمایش‌‌های پیشرفته مقایسه عملکرد سال زراعی 95-1394 به همراه ارقام شاهد عادل و آزاد به مدت سه سال زراعی (98-1395) در مناطق گچساران، گنبد، خرم‌‌آباد و ایلام در قالب طرح بلوک‌‌های کامل تصادفی در سه مرتبه کشت ‌‌شدند. تجزیه واریانس مرکب اثر معنی‌‌دار ژنوتیپ، محیط و برهمکنش ژنوتیپ در محیط را نشان داد. ازاین‌‌رو از روش بای‌‌پلات برای تجزیه برهمکنش ژنوتیپ × محیط استفاده شد. دو مؤلفه اصلی اول در مجموع 32/50 درصد (به‌‌ترتیب 12/26 و 2/24) از کل تغییرات برهمکنش ژنوتیپ در محیط را توجیه می‌‌کردند. نمای چندضلعی بای‌‌پلات نشان داد که ژنوتیپ‌‌های 18، 9، 17 و 16 با عملکرد بیشتر از متوسط و در نزدیکی مبدأ بای‌‌پلات ژنوتیپ‌‌هایی با پایداری عمومی بالا بودند. همچنین ژنوتیپ‌‌های 5، 11 و 12 به بسیاری از محیط‌‌ها سازگاری نشان می‌‌دادند. نمای تستر متوسط بای‌‌پلات نیز نشان داد که ژنوتیپ‌‌های 12، 18 و 9 نزدیک‌‌ترین ژنوتیپ‌‌ها به محور ATC و در نتیجه پایدارترین آن‌‌ها بودند و متوسط عملکرد بالایی در محیط‌‌های مختلف داشتند. نمای ژنوتیپ ایده‌‌آل بای‌‌پلات نشان داد که ژنوتیپ‌‌های 5 و 12 در نزدیک‌‌ترین فاصله از مبدأ بای‌‌پلات بهترین ژنوتیپ‌‌ها و ژنوتیپ‌‌های 1، 2 و 13 نامطلوب‌‌ترین ژنوتیپ‌‌ها از نظر پایداری و عملکرد دانه بودند. با توجه به نتایج به‌‌دست‌‌آمده ژنوتیپ‌‌های 5، 12، 9 و 16 به‌‌عنوان ژنوتیپ‌‌های امیدبخش و کاندیدای معرفی انتخاب شدند.

علمی پژوهشی بیوانفورماتیک

شناسایی ژن‌های کلیدی مؤثر در استقرار و تداوم حافظه تنش گرمایی در گیاهچه‌‌‌های آرابیدوپسیس با استفاده از داده‌‌‌های ریزآرایه

آتنا ال کیان آبادی؛ هنگامه طاهری؛ آیه سادات صدر

دوره 12، شماره 40 ، اسفند 1401، صفحه 63-81

https://doi.org/10.30473/cb.2023.67671.1906

چکیده

گیاهان قادرند از طریق به خاطر سپردن تنش‌‌ گرمای قبلی (پرایمینگ)، نسبت به تنش‌‌های کشنده بعدی (برگشتی) تحمل گرمایی بدست آورند. اثر پرایمینگ که برای ساعت‌‌ها، روزها یا حتی نسل‌‌ها پس از تنش گرمایی برگشتی حفظ می‌‌شود، حافظه تنش گرمایی نامیده می‌‌شود. هدف از این مطالعه شناسایی ژن‌‌های کلیدی موثر در استقرار و تداوم حافظه تنش گرمایی ... بیشتر گیاهان قادرند از طریق به خاطر سپردن تنش‌‌ گرمای قبلی (پرایمینگ)، نسبت به تنش‌‌های کشنده بعدی (برگشتی) تحمل گرمایی بدست آورند. اثر پرایمینگ که برای ساعت‌‌ها، روزها یا حتی نسل‌‌ها پس از تنش گرمایی برگشتی حفظ می‌‌شود، حافظه تنش گرمایی نامیده می‌‌شود. هدف از این مطالعه شناسایی ژن‌‌های کلیدی موثر در استقرار و تداوم حافظه تنش گرمایی است. در این مطالعه، داده‌‌های ریزآرایه پروفایل بیانی نمونه‌‌های آرابیدوپسیس از بانک داده‌‌های (Gene expression omnibus) GEO جمع‌‌آوری و ژن‌‌هایی با بیان افتراقی بر مبنای فعالیت بیشتر رونویسی‌‌شان تحت تنش برگشتی نسبت به تنش اول (مقایسه تیماری P+T/P) و همچنین القاء بیان پایدار تا 52 ساعت پس از فراغت از تنش (فاز حافظه) شناسایی شدند. سپس ژن‌‌های شناسایی شده به وسیله ابزارهای بیوانفورماتیک جهت دسته‌‌بندی هستی‌‌شناسی (Gene Ontology) و شبکه‌‌های برهم‌‌کنش پروتئینی (Protein-protein interaction networks) مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی هستی‌‌شناسی عبارت‌‌ها نشان داد که ژن‌‌هایی با بیان افزایشی عمدتا با پاسخ سلولی و خوگیری به گرما و تاخوردگی پروتئین مرتبط بودند. از طریق خوشه‌‌بندی شبکه برهم‌‌کنش پروتئینی در عبارت‌‌ مربوط به "پاسخ به گرما "در مقایسه تیماری P+T/P، تعدادی از ژن‌‌های کلیدی موثر در استقرار حافظه تنش گرما نظیر HSP70T-2،HSP90 ، HSP60، AR192، HSP70، BIP2، J2، CLPB4، HOP3، HSP101، HSFA3، ROF1، HSFA2، HSP70B، CLPB3، MBF1C، FES1A شناسایی شدند. همچنین بر اساس تداوم بیان افتراقی ژن‌‌ها تا 52 ساعت پس از فراغت از تنش اول (فاز پرایمینگ) مشخص شد ژن‌‌هایی که در پایداری حافظه تنش گرما دخیل هستند عمدتا متعلق به اعضای خانواده پروتئین‌‌های شوک گرمایی کوچک (sHSPs) نظیر HSP17.6، HSP21، HSP17.6II، HAS32، HSP17.4، HSP18.2 و HSP22 بودند. علاوه بر این، در بررسی مسیرهای زیستی از طریق پایگاهKEGG (دانشنامه ژن‌‌ها و ژنوم‌‌های کیوتو) مشخص شد که ژن‌‌های حافظه تنش گرما عمدتا در مسیرهای پردازش پروتئین در شبکه اندوپلاسمی و فسفریلاسیون اکسیداتیو نقش داشتند. همچنین بررسی عناصر تنظیمی سیس در ناحیه پروموتری ژن‌‌های حافظه تنش نشان داد که خانواده فاکتورهای رونویسی bZIP، AP2;B3;RAV، MYB/SANT، HD-ZIP و GATA; tify دارای بیشترین جایگاه اتصال در ناحیه بالادست ژن‌‌های مذکور بودند. در مجموع این یافته‌‌ها اطلاعات مفیدی در خصوص آنالیز عملکردی و تنظیمی ژن‌‌های موثر در استقرار و تداوم حافظه تنش گرمایی و برهم کنش شبکه‌‌های پروتئینی آن‌‌ها ارائه داد که می‌‌توان از آنها در راستای بهبود ظرفیت تحمل گیاه تحت تنش شدید گرما استفاده کرد.

علمی پژوهشی ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

اثر ملاتونین بر خصوصیات بیوشیمایی و مقدار بیان ژن‌های مرتبط با فعالیت آنزیم‌های آنتی‌‌اکسیدانت در گندم نان (Triticum aestivum L.) در شرایط تنش کم‌آبی

معروف خلیلی؛ محمد حسو محمد؛ حمزه حمزه

دوره 12، شماره 40 ، اسفند 1401، صفحه 83-99

https://doi.org/10.30473/cb.2023.67180.1903

چکیده

با هدف اثر سطوح مختلف ملاتونین بر خصوصیات بیوشیمیایی و مقدار بیان ژن‌های مرتبط با فعالیت آنزیم‌های آنتی‌‌اکسیدان در گندم نان، آزمایشی به‌صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی اجرا شد. سطوح آبیاری نرمال ( (FC= 80 درصد)، تنش ملایم (FC= 60 درصد) و تنش شدید (FC= 40 درصد) به کرت‌های اصلی و محلول‌پاشی ملاتونین (صفر ، 50، 100، 150 و 200 μM) ... بیشتر با هدف اثر سطوح مختلف ملاتونین بر خصوصیات بیوشیمیایی و مقدار بیان ژن‌های مرتبط با فعالیت آنزیم‌های آنتی‌‌اکسیدان در گندم نان، آزمایشی به‌صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی اجرا شد. سطوح آبیاری نرمال ( (FC= 80 درصد)، تنش ملایم (FC= 60 درصد) و تنش شدید (FC= 40 درصد) به کرت‌های اصلی و محلول‌پاشی ملاتونین (صفر ، 50، 100، 150 و 200 μM) به کرت‌های فرعی اختصاص یافتند. نتایج نشان داد با تشدید تنش کم‌‌آبی بر محتوی فلانوئید و مقدار فعالیت آنزیم آسکروبات پراکسیداز افزوده شد و سطح μM‌‌100 ملاتونین بالاترین محتوی فلانوئید، مقدار فعالیت آنزیم آسکروبات پراکسیداز را به خود اختصاص داد. مقایسه میانگین تیمارهای برهمکنش نشان داد بالاترین محتوی پرولین، فنل، سوپر اکسید دیسموتاز و کاتالاز به تیمار محلول‌‌پاشی μM 100 ملاتونین تحت شرایط تنش شدید کم‌آبی اختصاص یافت. همچنین کمترین مقدار مالون‌‌دی‌‌آلدهید برای تیمار محلول‌‌پاشی μM50 ملاتونین تحت شرایط آبیاری نرمال مشاهده شد. بالاترین محتوی کلروفیل a، کلروفیل b، کارتنوئید و عملکرد دانه در تیمار محلول‌‌پاشی 100 میکرومولار ملاتونین و شرایط آبیاری نرمال ثبت شد. در این بررسی حداکثر بیان ژن‌‌های سوپر اکسید دیسموتاز، آسکروبات پراکسیداز، پلی فنل اکسیداز و کاتالاز در تیمار محلول‌‌پاشی سطوح 100 و 150 μM ملاتونین تحت شرایط تنش شدید اختصاص یافت. محلول‌‌پاشی ملاتونین به خصوص سطح μM 100 توانست با بهبود خصوصیات بیوشیمیایی و آنتی اکسیدانی اثر تنش کم‌آبی را بر عملکرد دانه تعدیل نماید.

علمی پژوهشی بیوانفورماتیک

بررسی بیان ژن‌های نیترات ترنسپورتر در پاسخ به سطح کمبود نیتروژن در گیاه آرابیدوپسیس

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

دوره 12، شماره 40 ، اسفند 1401، صفحه 101-109

https://doi.org/10.30473/cb.2023.67299.1904

چکیده

نیتروژن یکی از مهمترین اجزای بیومولکول‌‌ها، آمینواسیدها، نوکلئوتیدها، پروتئین‌‌ها، کلروفیل و بسیاری از هورمون‌های گیاهی است که اجزای ضروری و موردنیاز برای رشد و تکوین گیاه می‌‌باشد. در شرایط کمبود نیتروژن پاسخ‌‌های بسیار متفاوتی در فنوتیپ گیاهان نمایان ‌‌می‌شود. از جمله این تغییرات می‌‌توان به کاهش عملکرد، کلروز برگ، ... بیشتر نیتروژن یکی از مهمترین اجزای بیومولکول‌‌ها، آمینواسیدها، نوکلئوتیدها، پروتئین‌‌ها، کلروفیل و بسیاری از هورمون‌های گیاهی است که اجزای ضروری و موردنیاز برای رشد و تکوین گیاه می‌‌باشد. در شرایط کمبود نیتروژن پاسخ‌‌های بسیار متفاوتی در فنوتیپ گیاهان نمایان ‌‌می‌شود. از جمله این تغییرات می‌‌توان به کاهش عملکرد، کلروز برگ، رشد گیاه و تشکیل ساختار ریشه و غیره اشاره نمود. ‌‌در دهه گذشته، برای افزایش میزان بیومس و در نتیجه عملکرد گیاهان استفاده وسیعی از نیتروژن مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این مطالعه، آنالیز بیان هفت ژن نیترات ترنسپورتر (NRT2) در پاسخ به تنش کمبود نیتروژن در 4 و 7 روز بعد از اعمال این تنش در گیاه آرابیدوپسیس بررسی شد. آنالیز بیان ژن‌هایNRT2.3 و NRT2.4 افزایش بیان در 7 روز بعد از اعمال تنش نیتروژن را نشان دادند. اما تمامی ژن‌ها در 4 روز بعد از اعمال تنش نیتروژن افزایش بیان معنی داری نشان ندادند. ژن NRT2.4 در مقایسه با سایر ژن‌ها هم 4 و هم 7 روز بعد از اعمال تنش نیتروژن افزایش معنی داری نشان داد. در مجموع، نتایج ما نشان داد که افزایش بیان نیترات ترنسپورتر در برگ به جذب نیتروژن برای رشد گیاه و تجمع نیتروژن در پاسخ به تنش کمبود نیتروژن طولانی‌مدت کمک می‌کند. این یافته‌ها‌‌ ممکن است باعث درک بهتر مکانیسم تحمل کم نیتروژن و در نتیجه افزایش دیگر ارقام با تنش کمبود نیتروژن شود.

فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی

مقالات آماده انتشار

شماره جاری

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)

دوره و شماره: دوره 12، شماره 40، اسفند 1401، صفحه 1-120

شناسایی نوروپپتید‌‌های خانواده آلاتواستاتین و گیرنده‌های نوروپپتیدی آن در سن گندم (Eurygaster integriceps) با استفاده از راهکار کاوش ترانسکریپتوم

چکیده

بررسی تنش شوری در آفتابگردان با تمرکز بر مکانیسم‌ها و رویکردها

چکیده

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

چکیده

ارزیابی پایداری ژنوتیپ‌‌‌های نخود، برای دستیابی به ارقام پرمحصول و سازگار با مناطق دیم نیمه‌‌‌گرمسیری با روش تجزیه بای‌‌‌پلات

چکیده

شناسایی ژن‌های کلیدی مؤثر در استقرار و تداوم حافظه تنش گرمایی در گیاهچه‌‌‌های آرابیدوپسیس با استفاده از داده‌‌‌های ریزآرایه

چکیده

اثر ملاتونین بر خصوصیات بیوشیمایی و مقدار بیان ژن‌های مرتبط با فعالیت آنزیم‌های آنتی‌‌اکسیدانت در گندم نان (Triticum aestivum L.) در شرایط تنش کم‌آبی

چکیده

بررسی بیان ژن‌های نیترات ترنسپورتر در پاسخ به سطح کمبود نیتروژن در گیاه آرابیدوپسیس

چکیده