بیوانفورماتیک
بهناز کرمی لاکه؛ محمد مهدی سوهانی؛ امین عابدی
چکیده
پروتئین‌های خانواده آنتی‌پورتر یون کلسیم/کاتیون (CaCA) نقش حیاتی در هموستازی یون کلسیم دارند که یک رویداد مهم در طول نمو و پاسخ دفاعی گیاه است. در مطالعه حاضر با استفاده از داده‌های بانک‌های اطلاعاتی مرتبط، 14 ژن CaCAs در ژنوم ذرت شناسایی و براساس سازماندهی ساختاری و ارتباط تکاملی آن‌ها با پروتئین‌های شناسایی‌شده به سه گروه CAX، CCX و ...
بیشتر
پروتئین‌های خانواده آنتی‌پورتر یون کلسیم/کاتیون (CaCA) نقش حیاتی در هموستازی یون کلسیم دارند که یک رویداد مهم در طول نمو و پاسخ دفاعی گیاه است. در مطالعه حاضر با استفاده از داده‌های بانک‌های اطلاعاتی مرتبط، 14 ژن CaCAs در ژنوم ذرت شناسایی و براساس سازماندهی ساختاری و ارتباط تکاملی آن‌ها با پروتئین‌های شناسایی‌شده به سه گروه CAX، CCX و MHX طبقه‌بندی شدند. بیشتر پروتئین‌های ZmCaCA دارای دو دمین Na_Ca_ex بودند. تمامی ژن‌های شناسایی‌شده دارای حداقل یک موتیف کارکردی بوده و ساختار ژنی هر زیر گروه CaCA بسیار حفاظت شده است. در پیش‌بینی مولکول-های miRNA واکنش‌گر نسبت به ژن‌های CaCA در ذرت 33 نوع miRNA متفاوت شناسایی شد که در تنظیم بیان پس از رونویسی 13 ژن CaCAs از طریق برش mRNA یا ممانعت از ترجمه دخالت دارند. علاوه بر این، چندین عنصر تنظیمی cis پاسخ به تنش‌ها و هورمون‌ها در پیشبر این ژن‌ها شناسایی شد. بیان متغیر اکثر ژن‌های ZmCaCA در مراحل مختلف رشد و نمو، نقش مشخص آن‌ها در نمو ذرت را نشان می-دهد. همچنین القاء بیان این ژن‌ها در پاسخ به تنش‌های غیر زیستی (سرما، شوری، خشکی) کارکرد دفاعی ژن‌های ZmCaCA را مشخص نمود. بیشترین افزایش و کاهش بیان ژن مربوط به ژن‌های CAX است. نتایج این مطالعه اطلاعات پایه در مورد روابط فیلوژنی و کارکردهای احتمالی ژن‌های CaCA ذرت را برای پژوهش‌های آتی فراهم می‌سازد.
بیوانفورماتیک
امین عابدی عابدی؛ رضا شیرزادیان خرم آباد؛ محمد مهدی سوهانی
دوره 7، شماره 18 ، شهریور 1396، ، صفحه 27-40
چکیده
در یوکاریوت‌ها DNA ژنومی در ترکیب با پروتئین‌های هیستونی کروماتین را ایجاد می‌کند. چپرون‌های هیستونی از طریق تغییر دسترسی به DNA بر میزان رونویسی ژن‌ها تأثیر می‌گذارند. بر خلاف مخمر و جانوران، در مورد چپرون‌های هیستونی گیاهی اطلاعات کمی وجود دارد. در این رابطه، خانواده nucleosome assembly protein (NAP) در تمام یوکاریوت‌ها حفاظت شده بوده و جزء ...
بیشتر
در یوکاریوت‌ها DNA ژنومی در ترکیب با پروتئین‌های هیستونی کروماتین را ایجاد می‌کند. چپرون‌های هیستونی از طریق تغییر دسترسی به DNA بر میزان رونویسی ژن‌ها تأثیر می‌گذارند. بر خلاف مخمر و جانوران، در مورد چپرون‌های هیستونی گیاهی اطلاعات کمی وجود دارد. در این رابطه، خانواده nucleosome assembly protein (NAP) در تمام یوکاریوت‌ها حفاظت شده بوده و جزء جدایی ناپذیر در پایداری، حفظ و پویایی کرماتین یوکاریوتی می‌باشد. این پروتئین ها در انتقال هیستون‌ها به هسته، تشکیل نوکلئوزوم و القاء سیالیت کروماتین نقش داشته و لذا رونویسی بسیاری از ژن‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در این مطالعه با استفاده از روش‌های بیوانفورماتیکی، 6 ژن شبه NAP (ZmNPL1 تا ZmNAPL6) در ذرت شناسایی شد. آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که این ژن‌های NAPL همانند ژن‌های NAPL آرابیدوپسیس و برنج به دو زیر گروه تقسیم شده و رابطه تکاملی نزدیکتری با ژن‌های NAPL برنج داشتند. این ژن‌ها دارای 3 تا 11 اینترون بوده و بر روی 5 کروموزوم از 10 کروموزوم ذرت قرار گرفته‌اند. آنالیز بیانی بر پایه ریزآرایه نشان دهنده تنظیم دقیق رونویسی ژن‌های ZmNAPL در طول نمو ذرت می‌باشد. این امر حاکی از نقش مهم این ژن‌ها در برنامه ریزی مرتبط با فرآیندهای نموی ذرت بود. این مطالعه اولین گزارش در مورد شناسایی و بررسی روابط تکاملی، ساختاری و بیانی ژن‌های NAPL ذرت بوده و نتایج بدست آمده از آن اطلاعات پایه برای تحقیقات آتی در مورد کارکرد ژن-های NAPL ذرت را مهیا می‌سازد.
بیوانفورماتیک
امین عابدی؛ رضا شیرزادیان خرم آباد؛ محمد مهدی سوهانی
دوره 6، شماره 16 ، اسفند 1395، ، صفحه 13-29
چکیده
استریکتوسیدین سینتاز آنزیم کلیدی مسیر بیوسنتزی ایندول آلکالوئیدهای مونوترپنوئیدی است. پروتئین‌های داری دمین Str_synth در گیاهان، باکتر‌ی‌ها، حشرات و پستانداران شناسایی شده‌اند و به علت نامشخص بودن نقش کارکردی آن‌ها شبه استریکتوسیدین سینتاز نامیده می‌شوند. با تکمیل پروژه توالی یابی ژنوم آرابیدوپسیس و برنج، ژن‌های شبه استریکتوسیدین ...
بیشتر
استریکتوسیدین سینتاز آنزیم کلیدی مسیر بیوسنتزی ایندول آلکالوئیدهای مونوترپنوئیدی است. پروتئین‌های داری دمین Str_synth در گیاهان، باکتر‌ی‌ها، حشرات و پستانداران شناسایی شده‌اند و به علت نامشخص بودن نقش کارکردی آن‌ها شبه استریکتوسیدین سینتاز نامیده می‌شوند. با تکمیل پروژه توالی یابی ژنوم آرابیدوپسیس و برنج، ژن‌های شبه استریکتوسیدین سینتاز در این گیاهان نیز شناسایی شد. با این حال اطلاعات کافی در مورد ساختار ژن، تاریخچه تکاملی، نحوه گسترش و نقش کارکردی خانواده ژنی SSL برنج وجود ندارد. در این مطالعه بر اساس آنالیزهای بیوانفورماتیکی 23 ژن SSL در ژنوم برنج شناسایی شد. آنالیز فیلوژنتیکی پروتئین‌های SSL برنج و آرابیدوپسیس مشخص کرد که این ژن‌ها در چهار گروه قرار می‌گیرند و مسیر تکاملی این خانواده در برنج و آرابیدوپسیس متفاوت است. ژن‌های OsSSL دارای صفر تا پنج اینترون بوده و در 10 کروموزوم از 12 کروموزوم برنج با تراکم متفاوت قرار داشته و مضاعف‌شدگی پشت سر هم عامل اصلی گسترش این خانواده ژنی است. آنالیز پیشبر نشان داد که چندین عنصر تنظیمی cis پاسخ به تنش‌ها و هورمون‌ها در ناحیه تنظیمی وجود دارد که نشان دهنده نقش این ژن‌ها در پاسخ به تنش‌ها می-باشد. آنالیز بیان ژن‌های OsSSL بر اساس داده‌های ریزآرایه نشان داد که تعداد اندکی از این ژن‌ها در بافت‌ها و نیز تنش‌های غیر زیستی بیان بالایی دارند. این مطالعه اولین گزارش در مورد خانواده ژنی SSL در برنج بوده و می‌تواند یک چهارچوب برای بررسی کارکردهای بیولوژیکی ژن‌های SSL در برنج و گیاهان دیگر فراهم می‌کند.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
سمیه اللهی؛ محمد مهدی سوهانی؛ حسن حسنی
دوره 6، شماره 15 ، آذر 1395، ، صفحه 37-52
چکیده
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 ...
بیشتر
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.
مهندسی ژنتیک و انتقال ژن
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.
مهندسی ژنتیک و انتقال ژن
صدیقه نصررمزی؛ محمد مهدی سوهانی؛ سید حسن حسنی؛ جعفر اصغری
دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1391، ، صفحه 49-62
چکیده
ترانسفورماسیون ژنتیکی برنج با استفاده از اگروباکتریوم (Agrobacterium tumefaciens) رویکردی مطلوب، ضروری و قدرتمند برای انتقال ژن به گیاهان زراعی می‌باشد. در این پژوهش به منظور ترانسفورماسیون گیاهان برنج از روش in planta استفاده شد. بر این اساس، بذور برنج به مدت دو روز خیسانده شدند و سپس سمت مریستم انتهایی بذر که جنین بالغ برنج وجود دارد در مراحل اولیه ...
بیشتر
ترانسفورماسیون ژنتیکی برنج با استفاده از اگروباکتریوم (Agrobacterium tumefaciens) رویکردی مطلوب، ضروری و قدرتمند برای انتقال ژن به گیاهان زراعی می‌باشد. در این پژوهش به منظور ترانسفورماسیون گیاهان برنج از روش in planta استفاده شد. بر این اساس، بذور برنج به مدت دو روز خیسانده شدند و سپس سمت مریستم انتهایی بذر که جنین بالغ برنج وجود دارد در مراحل اولیه جوانه‌زنی با سوزن آغشته به محلول اگروباکتریوم زخم زنی و تلقیح -شد. آزمایش با دو سویهی اگروباکتریوم ( EHA105و LBA4404) حاوی پلاسمید pCAMBIAl105.1R، سه غلظت استوسیرینگون (Mμ200، 100 و 0)، سه رقم برنج (هاشمی، حسنی و غریب) و دو روش وکیوم و بدون وکیوم به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام شد. کارایی ترانسفورماسیون با استفاده از آزمون مقاومت بافتهای برگی به آنتی‌بیوتیک هایگرومایسین، آزمون بافت شیمیایی GUS و واکنش PCR با حداقل سه ژن مختلف بررسی شد. در نهایت، سویهی EHA105 در رقم هاشمی، با حضور Mμ100 استوسرینگون همراه با استفاده از وکیوم بالاترین کارایی ترانسفورماسیون (46/37%) را نشان دادند. پایداری ترانسژن در نسل بعد بررسی و بدین منظور 60 گیاه از نسل T1نیز با استفاده از سه تست اشاره شده آزمون و ترانسفورماسیون بودن 21% آن‌ها تأیید شد.
