علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
مسعود توحیدفر؛ یوسف سعیدی هنر؛ ناصر فرخی
چکیده
گیاه پروانش (Catharanthus roseus) یکی از مهمترین گیاهان دارویی است که حاوی دو ماده‌ی ضدتوموری وین‌بلاستین و وین‌کریستین است و شناسایی ژن‌های درگیر و الگوی بیانی و اثرات ضدتوموری آنها در بافت‌های مختلف این گیاه حایز اهمیت است. است. در همین راستا، با استفاده از داده‌های بیانی (RNA-seque) RNA sequencing بافت‌های مختلف به بررسی ژن‌های با بیان افتراقی ...
بیشتر
گیاه پروانش (Catharanthus roseus) یکی از مهمترین گیاهان دارویی است که حاوی دو ماده‌ی ضدتوموری وین‌بلاستین و وین‌کریستین است و شناسایی ژن‌های درگیر و الگوی بیانی و اثرات ضدتوموری آنها در بافت‌های مختلف این گیاه حایز اهمیت است. است. در همین راستا، با استفاده از داده‌های بیانی (RNA-seque) RNA sequencing بافت‌های مختلف به بررسی ژن‌های با بیان افتراقی (Differential Expression Gene) و اثرات ضدتوموری آنها بصورت این سیلکو پرداخته شد. نتایج نشان داد که تعداد کل ژن‌های با بیان افتراقی در اندام‌ها بین 120 تا 1238 متغیر بود. بیشترین تعداد DEG نسبت به ریشه مربوط به برگ و کمترین آن متعلق به گل بود. در ادامه، 13 ژن مشترک بین سه اندام مختلف و 22 ژن مشترک بین برگ در برابر گل و برگ در برابر ریشه مشاهده شد که از بین آنها، 6 ژن مشترک در هر سه بافت بودند. آنالیز مستندسازی نشان داد که این ژن‌ها در مسیر بیوسنتزی دو ترکیب مهم وین‌بلاستین و وین‌کریستین نقش دارند. بیشترین بیان این ژن‌ها مربوط به برگ و کمترین آن مربوط به ریشه بود. آنالیز شبکه‌ی پروتئین مشخص کرد که تعدادی از ژن‌ها که بیشترین برهم‌کنش را با سایر ژن‌ها نشان دادند مربوط به ژن‌های مسیر بیوسنتری ترکیبات ضد توموری بودند. آنالیز داکینگ و دینامیک مولکولی نشان داد که وین‌بلاستین و وین‌کریستین ضمن اینکه برهم‌کنش خوبی به‌عنوان بازدارنده با فسفوگلیکوپروتئین (پروتئین مقاومت دارویی در سلول‌های توموری) دارند، از پایداری خوبی هم در برهم‌کنش با فسفوگلایکوپروتئین برخورار هستند. بطورکلی، ژن‌های DAT، STR، TDC، G10H، D4H، T16H2، Tryptophandecar-boxylase و Strictosidine synthase که در مسیر بیوسنتزی وین‌بلاستین و وین‌کریستین بودند، نقش موثری در اندام‌های مختلف داشتند. نتایج بدست آمده بینش‌های جدیدی در مورد مکانیسم درمان با محصولات طبیعی می‌دهد که می‌توان جهت بهبود افراد مبتلا مورد استفاده قرار داد.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
سارا دژستان؛ پریوش نظامی عنبران؛ مهدی بهنامیان
چکیده
ابرخانواده عامل رونویسی MYB در رشد و نمو گیاه، فعال‌سازی ژن‌های پاسخ‌دهنده به تنش و در مواردی بیوسنتز متابولیت‌های کلیدی نقشی اساس دارند. در دسترس بودن توالی‌های ژنومی سیب‌زمینی، آرابیدوپسیس، ذرت و جو این فرصت را فراهم کرد تا به‌ترتیب 121، 139، 190 و 144 ژن MYB غیرتکراری در ژنوم این گیاهان شناسایی شود. در بررسی خصوصیات تکاملی، دامنه‌های ...
بیشتر
ابرخانواده عامل رونویسی MYB در رشد و نمو گیاه، فعال‌سازی ژن‌های پاسخ‌دهنده به تنش و در مواردی بیوسنتز متابولیت‌های کلیدی نقشی اساس دارند. در دسترس بودن توالی‌های ژنومی سیب‌زمینی، آرابیدوپسیس، ذرت و جو این فرصت را فراهم کرد تا به‌ترتیب 121، 139، 190 و 144 ژن MYB غیرتکراری در ژنوم این گیاهان شناسایی شود. در بررسی خصوصیات تکاملی، دامنه‌های حفاظت‌شده‌ی MYB در دو گیاه تک‌لپه‌ای ذرت و جو از نظر همردیفی و ترتیب قرار گرفتن، شباهت چشمگیری با یکدیگر داشتند. این خصوصیت در رابطه با دو گیاه دولپه‌ای سیب‌زمینی و آرابیدوپسیس نیز صادق بود ولی تفاوت دامنه‌های حفاظت‌شده‌ی MYB در تک‌لپه‌ای‌ها و دولپه‌ای قابل‌توجه بود. اعضای 2R-MYB رایج‌ترین زیرگروه از خانواده‌ی MYB در گیاهان تک‌لپه‌ای و دولپه‌ای بودند و فقط یک عضو از زیرخانواده 4R-MYB در ذرت مشاهده شد. در هر چهار گیاه دلیل اصلی تمایز عملکردی ژن‌ها در این خانواده‌ی ژنی segmental duplication بود که منجر به گزینش تکاملی مثبت و منفی گردیده است. خانواده‌ی ژنی MYB روی تمامی کروموزوم‌های سیب‌زمینی، آرابیدوپسیس، ذرت و جو با پراکنش غیریکنواخت قرار گرفته‌اند. وجود عناصر تنظیمی همسو متنوع و متعدد پاسخ به تنش‌ها و هورمون‌ها در ناحیه‌ی راه‌انداز ژن‌های MYB و بررسی پروفایل‌های بیانی این خانواده ژنی در تنش‌های زیستی و غیرزیستی در آرابیدوپسیس دلالت بر تنوع کارکردی ژن‌های این ابرخانواده دارد. بررسی بیوانفورماتیکی ابرخانواده ژنی MYB در تک‌لپه‌ای‌ها و دولپه‌ای‌ها چارچوبی برای مطالعات مقایسه‌ای، تکاملی و عملکردی اعضای این ابرخانواده‌ی ژنی مهم فراهم می‌کند.
علمی پژوهشی
ژنومیکس
رضوان موسیوند؛ محمد مجدی؛ فواد فاتحی؛ حامد غباری
چکیده
یکی از مضرترین آفات جنگل‌های زاگرس، پروانه‌ی جوانه‌خوار بلوط Tortrix viridana (Lep. Tortricidae) است. تنوع ژنتیکی جمعیت‌های گیاه میزبان پروانه‌ی جوانه‌خوار بلوط در جنگل‌های بلوط شمال غرب ایران و منطقه‌ی زاگرس شمالی با استفاده از توالی ژن 28s بررسی شد. جمع‌آوری نمونه‌ها، در مناطق جنگلی استان‌های آذربایجان غربی، لرستان، کردستان و کرمانشاه صورت ...
بیشتر
یکی از مضرترین آفات جنگل‌های زاگرس، پروانه‌ی جوانه‌خوار بلوط Tortrix viridana (Lep. Tortricidae) است. تنوع ژنتیکی جمعیت‌های گیاه میزبان پروانه‌ی جوانه‌خوار بلوط در جنگل‌های بلوط شمال غرب ایران و منطقه‌ی زاگرس شمالی با استفاده از توالی ژن 28s بررسی شد. جمع‌آوری نمونه‌ها، در مناطق جنگلی استان‌های آذربایجان غربی، لرستان، کردستان و کرمانشاه صورت گرفت. نمونه‌های جمع‌آوری شده که در مرحله‌ی لاروی بودند تا زمانی که به شفیره و سپس به حشره‌ی کامل تبدیل شوند، در آزمایشگاه نگهداری شدند. استخراج DNA به روش CTAB انجام و به منظور تکثیر ناحیه 28s از توالی ژن 28s جنس Tortrix از NCBI برای طراحی پرایمر استفاده شد. ناحیه‌ی مورد نظر با استفاده از روش PCR تکثیر و محصولات PCR توالی‌یابی شدند. 21 نمونه برای بررسی تنوع ژنتیکی با استفاده از ژن 28s انتخاب شد که 18 نمونه با کیفیت بالاتر توالی DNA برای بررسی‌های بیشتر مورد استفاده قرار گرفت. توالی‌های DNA با استفاده از نرم افزار Bioedit ویرایش و با نرم افزار MegaX تراز شد و درخت فیلوژنتیک به روش UPGMA با 1000 تکرار نمونه‌برداری ترسیم گردید. ارزیابی ساختار ژنتیکی جمعیت‌ها نشان داد که تنوع مابین جمعیت‌ها بیشتر از درون جمعیت‌ها است. نتایج درخت فیلوژنتیک نیز نشان داد که نمونه‌های مختلف پروانه‌ی جوانه‌خوار بلوط بر اساس فاصله‌ی جغرافیایی دارای تنوع ژنتیکی هستند. بنابراین زمان ظهور آفت، رفتار و نوع کنترل و مدیریت آفت آنها هم متفاوت است.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
سمیرا کریمی؛ مهین پوراسمعیل
چکیده
بیوانفورماتیک یک علم بین‌رشته‌ای است که از فناوری اطلاعات برای سازماندهی و تجزیه و تحلیل داده-های بیولوژیکی استفاده می‌کند. این علم به پژوهشگران امکان می‌دهد که بدون نیاز به انجام آزمایش‌های زمان‌بر و پر هزینه، مطالعات مستند و جامعی در مورد مسائل مختلف علوم زیستی انجام دهند. هدف از این مطالعه بررسی و شناسایی توالی‌های مربوط به ...
بیشتر
بیوانفورماتیک یک علم بین‌رشته‌ای است که از فناوری اطلاعات برای سازماندهی و تجزیه و تحلیل داده-های بیولوژیکی استفاده می‌کند. این علم به پژوهشگران امکان می‌دهد که بدون نیاز به انجام آزمایش‌های زمان‌بر و پر هزینه، مطالعات مستند و جامعی در مورد مسائل مختلف علوم زیستی انجام دهند. هدف از این مطالعه بررسی و شناسایی توالی‌های مربوط به (RT) Reverse transcriptase در ویروس‌ها با استفاده از روش‌های بیوانفورماتیکی است. بدین منظور هشت سویه ویروس دارای توالی RT با شماره دسترسی NC_001497.2، NC_001648.1، NC_001839.2، NC_003977.2، AF053008.1، EF428979.1، NC_001802.1 از پایگاه NCBI استخراج گردید. در این مطالعه، خصوصیات ساختاری و عملکردی، دمین‌‌ها و موتیف‌‌های این پروتئین‌ها مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز‌ها نشان داد که پروتئین‌های هشت سویه ویروس، متعلق به خانواده‌های مختلف، ویژگی‌های متمایزی را از خود نشان می‌دهند که آنها را از یکدیگر متمایز می‌سازد. همچنین مشخص شد این پروتئین‌ها در غشاء، سیتوپلاسم و پری پلاسم قرار دارند و همه آنها حاوی حداقل یک دمین مربوط به آنزیم ترانس کریپتاز معکوس هستند. بر اساس آنالیز‌های صورت گرفته Cauliflower mosaic virus، Cassava vein mosaic virus و Soybean chlorotic mottle virus که همگی متعلق به خانواده Caulimoviridae هستند، برای تولید آنزیم RT مناسب می‌باشند. توانایی این ویروس‌ها برای سازگاری با میزبان‌های مختلف گیاهی می‌تواند به طور بالقوه منجر به توسعه روش‌های کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر برای تولید آنزیم RT شود. این سازگاری همچنین می‌تواند فرصت‌های جدیدی را برای مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی ایجاد کرده و امکان ایجاد آنزیم‌های با کارایی بیشتر را فراهم کند.
مروری
فیزیولوژی مولکولی
آرمین ساعد موچشی؛ فاطمه سهرابی؛ علی شیرخانی
چکیده
گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) تولیدشده در اندامک‌هایی مانند میتوکندری، کلروپلاست و پراکسی‌زوم نقش مهمی در مسیرهای انتقال پیام در گیاهان دارند و واکنش‌های اکسایش-کاهش، رشد و نمو و همچنین پاسخ‌های دفاعی گیاه در برابر تغیرات محیطی را تنظیم می‌کنند. بنابراین، ROSها بر هر جنبه و مرحله‌ای از گیاه تأثیرگذار هستند. ROSها مانند پراکسید هیدروژن، ...
بیشتر
گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) تولیدشده در اندامک‌هایی مانند میتوکندری، کلروپلاست و پراکسی‌زوم نقش مهمی در مسیرهای انتقال پیام در گیاهان دارند و واکنش‌های اکسایش-کاهش، رشد و نمو و همچنین پاسخ‌های دفاعی گیاه در برابر تغیرات محیطی را تنظیم می‌کنند. بنابراین، ROSها بر هر جنبه و مرحله‌ای از گیاه تأثیرگذار هستند. ROSها مانند پراکسید هیدروژن، رادیکال‌های سوپراکسید و هیدروکسیل و اکسیژن منفرد، در سلول‌های گیاهی به‌عنوان پیام‌رسان‌های ثانویه جهت تنظیم طیف متنوعی از عملکردهای پروتئینی (با تغیرات پساترجمه) و تنظیم بیان ژن عمل می‌کنند. ROSها به صورت طبیعی در جریان پاسخ گیاه به شرایط محیطی و ارتباطات داخل و بین سلولی تولید می‌گردند. با این حال تحقیقات اخیر نشان داده است که این ترکیبات نقش مهمی در پاسخ گیاهان به شرایط تنش بر عهده دارند. تنش‌های زیستی مانند: قارچ‌ها، ویروس‌ها، کنه‌ها، حشرات و سایر جانداران، به همراه تنش‌های محیطی غیرزیستی مانند: خشکی، شوری و فلزات سنگین موجب افزایش تولید ROS در گیاهان می‌شود. گیاهان مکانیسم‌های متنوعی جهت مقابله با تأثیرات منفی افزایش تولید ROSها دارند. حذف ROS در گیاهان به طور معمول توسط دو گروه اصلی از مولکول‌های آنتی‌اکسیدان آنزیمی و
غیر-آنزیمی صورت می‌پذیرد. مولکول‌های آنتی‌اکسیدان با خنثی کردن ROS و تبدیل آن به آب، به‌عنوان محصول نهایی، نقش مهمی در تحمل گیاه به تنش‌ها را ایفا می‌کنند. با این حال در شرایط تنش شدید، گیاهان قادر به حذف همه‌ی مولکول‌های تولید شده مازاد نیستند و درنتیجه مقدار بالای ROS موجب ایجاد تنش اکسیدی و آسیب به ترکیبات اصلی سلول مانند پروتئین‌ها، لیپیدها، DNA، کربوهیدرات‌ها و درنهایت مرگ سلول می‌شود. هنوز به بسیاری از سوالات در مورد واکنش گیاهان به تنش اکسیدی و تنظیم ارتباطات سلولی در زمان تنش پاسخ داده نشده است. این مقاله‌ی مروری به بررسی محل و نحوه‌ی تولید ROSها، انواع و تأثیرات آنها بر سیستم پیام‌رسانی سلولها و ایجاد پاسخ‌های سازگاری گیاهان در شرایط تنش می پردازد. همچنین، نحوه کارکرد آنتی‌اکسیدان‌های مؤثر در حفظ هموستازی سلول و کارایی آنها در حذف یا خنثی‌سازی اثر رادیکال‌های آزاد اکسیژن مورد بررسی قرار میگیرد.
علمی پژوهشی
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
علی ملکی؛ لیلا زارعی؛ صحبت بهرامی نژاد؛ کیانوش چقامیرزا؛ لیلا اکبری؛ فردین فتاحی
چکیده
جوانهزنی و سبز‌شدن یکی از مهمترین مراحل رشد گیاه زراعی است. لذا جوانهزنی مناسب در محدوده وسیعی از شرایط محیطی برای استقرارگیاهچه ضروری است. در این تحقیق، 20 رقم جو ایرانی و 24 رقم جو اروپایی، به منظور بررسی تحمل تنش شوری در مرحله جوانهزنی، در سه سطح شوری (100، 200 و 300 میلی مولار کلریدسدیم) و شاهد (آب مقطر) به صورت آزمایش فاکتوریل ...
بیشتر
جوانهزنی و سبز‌شدن یکی از مهمترین مراحل رشد گیاه زراعی است. لذا جوانهزنی مناسب در محدوده وسیعی از شرایط محیطی برای استقرارگیاهچه ضروری است. در این تحقیق، 20 رقم جو ایرانی و 24 رقم جو اروپایی، به منظور بررسی تحمل تنش شوری در مرحله جوانهزنی، در سه سطح شوری (100، 200 و 300 میلی مولار کلریدسدیم) و شاهد (آب مقطر) به صورت آزمایش فاکتوریل براساس طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در اتاقک پرورش قارچ با شرایط دما و نور قابل کنترل و شرایط استریل واقع در مرکز خدمات کشاورزی نوسود و همچنین توسط نشانگر پروتئینی در آزمایشگاه بیوتکنولوژی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی ارزیابی شدند. نتایج تجزیه واریانس صفات مرتبط با جوانه زنی نشان داد که اثر شوری، اثر رقم و اثر متقابل شوری× رقم برای سایر صفات مورد بررسی معنی‌دار شد. با افزایش شدت تنش شوری از صفر تا 300 میلی‌مولار، کلیه صفت‌ها و شاخص‌ها به‌جز میانگین زمان جوانهزنی کاهش یافتند. درصد جوانهزنی همبستگی مثبت و معنی‌داری با طول کل گیاهچه، طول ساقه‌چه، شاخص بنیه بذر، میانگین سرعت جوانه زنی و شاخص سرعت جوانهزنی داشت. تجزیه رگرسیون گام‌به-گام صفات مختلف با نشانگرهای پروتئینی نشان داد در مجموع 13 نوار مرتبط با صفات مختلف بودند. بیشترین ارتباط معنی‌دار با صفات مربوط به نشانگر 60 کیلودالتون بود که با چهار شاخص بنیه بذر، میانگین سرعت جوانهزنی، طول ساقه‌چه و طول کلئوپتیل مرتبط بود. پس از مطالعات اعتبارسنجی و تأیید نتایج، می‌توان از نشانگرهای شناسایی شده در گزینش به کمک نشانگر برای صفات مرتبط استفاده نمود.
