علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
زهرا حاجی برات؛ عباس سعیدی؛ زهره حاجی برات
چکیده
آغاز گلدهی فاکتور مهمی است که عملکرد گیاه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. عوامل محیطی تأثیر معنی‌داری بر مرحله گلدهی می‌گذارند. آنالیز بیوانفورماتیک فاکتور رونویسی MADS-box که به عنوان اجزای مهم در تشکیل گلدهی انجام گرفت. برکپودیوم گیاه مدل جدیدی است که برای درک بهتر مکانیسم‌های ژنتیکی، سلولی و بیولوژی مولکولی گیاهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. ...
بیشتر
آغاز گلدهی فاکتور مهمی است که عملکرد گیاه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. عوامل محیطی تأثیر معنی‌داری بر مرحله گلدهی می‌گذارند. آنالیز بیوانفورماتیک فاکتور رونویسی MADS-box که به عنوان اجزای مهم در تشکیل گلدهی انجام گرفت. برکپودیوم گیاه مدل جدیدی است که برای درک بهتر مکانیسم‌های ژنتیکی، سلولی و بیولوژی مولکولی گیاهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مطالعه 43 توالی ژن‌های MADS-box برکپودیوم با استفاده از روابط فیلوژنی، موتیف‌های محافظت‌شده، نقشه کروموزومی، آنالیز جایگاه اتصال فاکتور رونویسی و ترکیبات آمینواسیدهای آنالیز شدند. هدف از این مطالعه شناخت بهتر مکانیسم‌های مولکولی مرتبط با گلدهی می‌باشد. در این مطالعه، نتایج نشان داد که ژن‌هایMADS-box بر روی تمامی کروموزوم‌های برکپودیوم پراکنده هستند، درحالی‌که کلاسترهای ژنی بر روی تمامی کروموزم‌ها به جز کروموزم شماره پنج قرار داشتند. آنالیز ترکیبات آمینواسیدی نشان داد که لوسین، سرین و گلوتامات بالاترین مقدار و پایین‌ترین میزان مربوط به تریپتوفان بود که باعث القای گلدهی می‌شود. براساس آنالیز فیلوژنی ژن‌ها به 4 گروه تقسیم بندی شدند. تست تاجیما وجود انتخاب متعادل را در توالی MADS-box پیش‌بینی می‌کند و درنتیجه، پلی‌مورفیسم در توالی‌ها حفظ می‌شود. در نتیجه می‌توان گفت که تنوع کل در ژن‌های MADS-box بالا بوده‌است. در مجموع، نتایج ما اطلاعات مفیدی برای بررسی ژن‌های درگیر در پاسخ به گلدهی فراهم نموده و شناخت مکانیسم مولکولی و روابط بین ژنی در مسیر گلدهی را تسهیل ساخته‌است.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
پرویز حیدری؛ توماس نوسباومر
چکیده
روش‌های نسل نوین توالی‌یابی همچون RNA-Seq توانایی ارائه حجم بالایی از اطلاعات در زمینه رونوشت ژن‌ها را دارند. بازسازی شبکه ژن‌های هم‌بیان بر اساس اطلاعات حاصل از داده‌های RNA-seq اطلاعات ارزشمندی جهت درک سیستم پاسخی گیاهان به تغییرات محیطی را ارائه می‌دهد. لذا در این تحقیق پروفایل کامل بیانی ژن‌های گوجه فرنگی تحت تیمار دمای پایین با ...
بیشتر
روش‌های نسل نوین توالی‌یابی همچون RNA-Seq توانایی ارائه حجم بالایی از اطلاعات در زمینه رونوشت ژن‌ها را دارند. بازسازی شبکه ژن‌های هم‌بیان بر اساس اطلاعات حاصل از داده‌های RNA-seq اطلاعات ارزشمندی جهت درک سیستم پاسخی گیاهان به تغییرات محیطی را ارائه می‌دهد. لذا در این تحقیق پروفایل کامل بیانی ژن‌های گوجه فرنگی تحت تیمار دمای پایین با استفاده از روش شبکه‌های هم بیان وزن‌دار مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج کلاسترهای هم بیان نشان داد که 20267ژن نرمال شده در هشت ماژول معنادار قرار می‌گیرند. نتایج آنالیز عبارات GO نشان داد که بین گروه‌های هم بیان عملکردهای متفاوتی بر حسب فرایندهای بیولوژی و عملکرد مولکولی وجود دارد. بر این اساس ماژول اول به پروتئین‌های شوک دمایی (HSPs) اختصاص یافت. پروتئین کینازها و پروتئین‌های درگیر در تغییرات پس از ترجمه به‌ترتیب در ماژول دوم و سوم قرار گرفتند. پروموتور ژن‌های ماژول پنج با توجه به الگوی بیان متفاوت در ژنوتیپ‌ها مورد بررسی قرار گرفت. عناصر سیس ACGTG و TTGACدر پروموتور همه ژن‌ها مشاهده شدند. عوامل رونویسی خانواده AP2/ERF و ZF-HD دارای بیشترین جایگاه اتصال در پروموتور ژن‌های ماژول پنج بودند. نتایج حاصل توانست عناصر تنظیمی کلیدی که در تنظیم بیان یک شبکه ژنی تحت تنش سرما و فرایندهای آنتی‌اکسیدانتی درگیر بودند، را معرفی نماید.
علمی پژوهشی
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
احمدعلی شوشی دزفولی؛ احمد کلانتر احمدی
چکیده
یکی از عمده‌ترین مشکلات در تولید و گسترش سطح کشت یونجه در جهان و از جمله ایران، شوری است. در گیاهان شناخت کامل مکانیسم‌های تحمل و ژن‌های درگیر در شرایط تنش می‌تواند باعث بهبود تحمل تنش‌های مختلف در گیاهان زراعی با استفاده از روش‌هایی چون دستکاری ژنتیکی شود. یکی از مهم‌ترین روش‌های کنترل تنش در گیاهان، تنظیم در مرحله رونویسی ژن‌هاست. ...
بیشتر
یکی از عمده‌ترین مشکلات در تولید و گسترش سطح کشت یونجه در جهان و از جمله ایران، شوری است. در گیاهان شناخت کامل مکانیسم‌های تحمل و ژن‌های درگیر در شرایط تنش می‌تواند باعث بهبود تحمل تنش‌های مختلف در گیاهان زراعی با استفاده از روش‌هایی چون دستکاری ژنتیکی شود. یکی از مهم‌ترین روش‌های کنترل تنش در گیاهان، تنظیم در مرحله رونویسی ژن‌هاست. عوامل رونویسی از طریق اتصال به عناصر رونویسی در پروموتور DNA میزان بیان بسیاری از ژن‌ها را تنظیم می‌کنند و بنابراین اهمیت بسزایی در تحمل تنش شوری در گیاهان دارا می‌باشند. در این پژوهش میزان بیان 4 ژن از عوامل رونویسی MYB (MYB112 و MYB14) و WRKY (WRKY53 و WRKY70) تحت تنش شوری در بافت برگ و ریشه ژنوتیپ یزدی (به عنوان ژنوتیپ متحمل شوری) و ژنوتیپ دیابلورده (به عنوان ژنوتیپ حساس شوری) مورد مطالعه قرار گرفت. انتخاب ژن‌های مذکور بر اساس تجزیه آماری داده‌های ریزآرایه یک مطالعه مربوط به تأثیر تنش شوری بر گیاه یونجه یکساله (Medicago truncatula) بود. تنش شوری کوتاه مدت باعث ایچاد تنوع قابل ملاحظه در بیان ژن‌های مذکور در بافت برگ و ریشه دو ژنوتیپ یزدی و دیابلورده گردید. با کمک آنالیز qRT-PCR (PCR در زمان واقعی) مشخص شد که بیان بالاتر فاکتورهای رونویسی MYB112 و MYB14 تحمل بیشتر به تنش شوری را به‌همراه داشته است. این یافته می‌تواند به‌نژادگران نبات را برای استفاده از این عوامل رونویسی جهت انتخاب ژنوتیپ‌های متحمل به نمک در یونجه‌های زراعی یاری نماید.
علمی پژوهشی
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
سیده زهرا حسینی؛ احمد اسماعیلی؛ فرهاد نظریان فیروز آبادی؛ حسین فلاحی؛ عبدالحسین رضایی نژاد
چکیده
عدس یکی از لگوم‌های دانه‌ای مهم از نظر غذایی (به عنوان منبع غنی از پروتئین) و صنعتی (مثل صنعت بیوپلیمر) است و عملکرد پایین این گیاه در ایران نسبت به متوسط جهانی متأثر از تنش‌های محیطی به‌ویژه خشکی است. شناسایی نشانگرهای مولکولی مرتبط با ژن‌های دخیل در مقاومت به خشکی در ژنوم گیاه می‌تواند به‌نژادگران را در انجام برنامه‌های اصلاحی ...
بیشتر
عدس یکی از لگوم‌های دانه‌ای مهم از نظر غذایی (به عنوان منبع غنی از پروتئین) و صنعتی (مثل صنعت بیوپلیمر) است و عملکرد پایین این گیاه در ایران نسبت به متوسط جهانی متأثر از تنش‌های محیطی به‌ویژه خشکی است. شناسایی نشانگرهای مولکولی مرتبط با ژن‌های دخیل در مقاومت به خشکی در ژنوم گیاه می‌تواند به‌نژادگران را در انجام برنامه‌های اصلاحی گیاهان مقاوم به خشکی کمک نماید. در این مطالعه هدف شناسایی نشانگرهای EST-SSR پیوسته با ژن‌های پاسخ‌دهنده به تنش خشکی بود که امید می‌رود که از این اطلاعات به منظور شناسایی ژنوتیپ‌های مقاوم به خشکی در برنامه‌های به‌نژادی بهره برد. جهت اعمال تنش از پلی‌اتیلن‌گلیکول استفاده شد و پس از پایان تنش نمونه‌گیری از بافت برگ انجام شد. سپس RNA کل استخراج و کتابخانه‌های cDNA مورد توالی‌یابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تعداد 10547 (16 درصد) از یونی‌ژن‌ها حداقل یک توالیEST-SSR را دارا بودند و حدود 5/27 درصد از این یونی‌ژن‌ها مستندسازی و در نهایت برای آنها رابطه هستی‌شناسی تعیین شد. بیشترین نشانگرها به ترتیب مربوط به تکرار‌های 1، 3 و 2 نوکلئوتیدی (با فراوانی 03/46، 25/37 و18/15 درصد) بودند. نتایج مستند سازی کارکردی این یونی‌ژن‌ها نشان داد که بیشترین تعداد EST-SSRها به ترتیب به زیر گروه اتصال با 872، زیرگروه فعالیت کاتالیتیکی با 806، فرآیند متابولیکی با 755 و بخش‌های سلول با 651 یونی‌ژن اختصاص داشت. نتایج نشان داد که ژن‌های دارای این نشانگرها در اعمال حیاتی مهمی دخیل هستند و ابزار مناسبی برای مطالعۀ ژن‌های دخیل در تحمل به تنش‌ها از جمله تنش خشکی هستند.
علمی پژوهشی
اصلاح نباتات مولکولی
ملیحه شهرکی؛ عباسعلی امام جمعه؛ براتعلی فاخری؛ بهمن فاضلی نسب
چکیده
در این پژوهش جهت بررسی تنوع ژنتیکی ارقام رایج گندم سیستان برای مقاومت به بیماری زنگ از 10 جفت آغازگر ریزماهواره‌ای پیوسته به ژن‌های مقاومت به بیماری زنگ‌های زرد، قهوه‌ای و سیاه استفاده شد. آغازگرهای 12C، SCS719 و Xgdm116 با 3 آلل کمترین و آغازگر Xgwm443 با 7 آلل، بیشترین آلل را داشتند. میانگین تعداد آلل در کل جایگاه‌ها برابر 55/4 بود. بیشترین شاخص ...
بیشتر
در این پژوهش جهت بررسی تنوع ژنتیکی ارقام رایج گندم سیستان برای مقاومت به بیماری زنگ از 10 جفت آغازگر ریزماهواره‌ای پیوسته به ژن‌های مقاومت به بیماری زنگ‌های زرد، قهوه‌ای و سیاه استفاده شد. آغازگرهای 12C، SCS719 و Xgdm116 با 3 آلل کمترین و آغازگر Xgwm443 با 7 آلل، بیشترین آلل را داشتند. میانگین تعداد آلل در کل جایگاه‌ها برابر 55/4 بود. بیشترین شاخص چندشکلی (39/0) و شاخص نشانگری (29/2) به ترتیب مربوط به آغازگر Xgdm116 و Xgwm533 و کمترین میزان شاخص چندشکلی (1/0) و شاخص نشانگری (33/0) مربوط به آغازگر Xcfd36 بود. بیشترین تعداد آلل مؤثر، شاخص تنوع شانن و شاخص تنوع نی به ترتیب 45/1، 63/0، 44/0 متعلق به آغازگر Xgdm116 و کمترین میزان آلل مؤثر، شاخص تنوع شانن و شاخص تنوع نی به ترتیب 18/1، 19/0، 11/0 متعلق به آغازگر Xcfd36 بود. در بین ارقام گندم بیشترین درصد مکان چندشکلی، تعداد آلل مؤثر، شاخص تنوع نی و شاخص تنوع شانن به ترتیب 53/39، 27/1، 16/0 و 23/0 متعلق به رقم ارگ بود. تغییرات درون و بین ارقام با استفاده از تجزیه واریانس مولکولی نشان داد که 55 درصد کل تغییرات ژنتیکی درون ارقام وجود دارد. بیشترین و متنوع‌ترین ژن‌های مقاومت به زنگ از لحاظ مقاومت به بیماری زنگ زرد و قهوه‌ای به ترتیب، در رقم ارگ و رقم افلاک و نسبت به هر سه زنگ در رقم ارگ بود. آغازگرهای Xgdm116، Xwmc810 و SCS719 مؤثرترین آغازگرها در شناسایی و جداسازی ارقام مقاوم و حساس بودند. با توجه به اینکه رقم ارگ دارای بیشترین و متنوع‌ترین ژن‌های مقاومت بوده لذا پیشنهاد می‌گردد به‌عنوان یکی از پایه‌های پدری یا مادری در برنامه‌های اصلاحی مورد استفاده قرار گیرد.
علمی پژوهشی
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ حمیدرضا قربانی؛ مارکوس کولمن
چکیده
تحلیل داده‌های زیستی نقش مهمی در بررسی ژن‌ها در پاسخ به تنش‌ها دارد. هالوفیت Aeluropus littoralis، منبع ژنتیکی ارزشمندی در شناسایی ژن‌های دخیل در تحمل گیاه به تنش‌ها می‌باشد. در مطالعه حاضر، ژن فسفوگلیسرات دهیدروژناز (PGDH) به عنوان اولین آنزیم مؤثر در تولید سرین، بر اساس توالی EST ثبت شده از گیاه آلوروپوس در شرایط تنش شوری و با استفاده از روش ...
بیشتر
تحلیل داده‌های زیستی نقش مهمی در بررسی ژن‌ها در پاسخ به تنش‌ها دارد. هالوفیت Aeluropus littoralis، منبع ژنتیکی ارزشمندی در شناسایی ژن‌های دخیل در تحمل گیاه به تنش‌ها می‌باشد. در مطالعه حاضر، ژن فسفوگلیسرات دهیدروژناز (PGDH) به عنوان اولین آنزیم مؤثر در تولید سرین، بر اساس توالی EST ثبت شده از گیاه آلوروپوس در شرایط تنش شوری و با استفاده از روش RLM-RACE جداسازی شد. با همپوشانی توالی ناحیه َ3 و EST، قطعه‌ای به طول bp 1506 شامل ناحیه ORF به طول 1268 و ناحیه 3UTR به طول 238 نوکلئوتید بدست آمد. بررسی فیلوژنتیکی AlPGDH با دیگر ژن‌های اورتولوگ در گیاهان مختلف انجام و همولوگ‌های ژن PGDH شناسایی شد. درخت فیلوژنتیکی بیانگر قرابت بالای ژن AlPGDH با گیاهان تک‌لپه و خانواده غلات مانند سورگوم، ارزن دم‌روباهی و برنج بود. بررسی شبکه هم‌بیانی ژن AtPGDH، بیانگر نقش مؤثر ژن PGDH در مسیرهای بیوسنتزی از جمله تولید آمینو اسیدها، تولید متابولیت‌های ثانویه و مسیر متابولیسم گلایسین، سرین و ترئونین بوده و آنالیز بیانی این‌سیلیکو آن نیز حاکی از افزایش بیان ژن AtPGDH در تنش‌های مختلف می‌باشد. بررسی فنوتیپی جهش‌یافته خاموش شده (آرابیدوپسیس) این ژن در تنش‌های کلرید سدیم و PEG حاکی از کاهش شدید خصوصیات رشدی گیاهان جهش‌یافته نسبت به کنترل بود که می‌تواند تأییدی بر نقش ژن در تنظیمات پاسخ به تنش‌های شوری و خشکی باشد. یافته‌های این تحقیق، خصوصیات عملکردی ژن PGDH، تغییرات فنوتیپی گیاهان جهش‌یافته pgdh در مواجهه با تنش شوری و خشکی و نقش احتمالی آن را در افزایش تحمل گیاه به تنش‌ها ارائه می‌نماید.
