اصلاح نباتات مولکولی
سید مجتبی خیام نکویی؛ محمد رضا غفاری؛ محسن مردی؛ زهرا قربان زاده؛ رسمیه حمید؛ مهرشاد زین العابدینی
چکیده
امروزه بهکارگیری فناوریهای پیشرفته مانند سیستم موقعیتیابی جهانی، هواپیماهای بدون سرنشین، نقشهبرداری ماهوارهای، حسگرهای از راه دور و ماشینآلات دقیق کشاورزی حجم زیادی از کلاندادهها را در طول فرایند تولید در اختیار کشاورزان قرار میدهد که میتواند بهعنوان بخشی از اقتصاد دیجیتال در کشاورزی دقیق محسوب شده و مورد بهرهبرداری ...
بیشتر
امروزه بهکارگیری فناوریهای پیشرفته مانند سیستم موقعیتیابی جهانی، هواپیماهای بدون سرنشین، نقشهبرداری ماهوارهای، حسگرهای از راه دور و ماشینآلات دقیق کشاورزی حجم زیادی از کلاندادهها را در طول فرایند تولید در اختیار کشاورزان قرار میدهد که میتواند بهعنوان بخشی از اقتصاد دیجیتال در کشاورزی دقیق محسوب شده و مورد بهرهبرداری اقتصادی قرار گیرد. تجزیه و تحلیل این دادهها بهعلت پیچیدگی قادر به پردازش توسط سیستمهای پردازش سنتی نمیباشد. با توجه به اندازه و پیچیدگی کلانداده، هوشمصنوعی قادر است از طریق الگوریتمهای یادگیری ماشین، این دادهها را به اطلاعات ارزشمند تبدیل نماید. از برنامههای کاربردی و در حال توسعه هوشمصنوعی میتوان به الگوریتمهای پیشبینی عملکرد، کاهش نهادههای کشاورزی مانند کود و سم، نظارت بر شرایط رشد محصولات، مدیریت آفات، بهنژادی و مطالعات مولکولی و درنهایت مدیریت زنجیره ارزش اشاره کرد. برنامههای در حال توسعه با استفاده از هوشمصنوعی بهزودی قادر خواهند بود علاوه بر تعیین زمان کشت، زمان ورود محصولات کشاورزی به بازار را نیز مدیریت کنند تا درنهایت سبب افزایش بهرهوری شوند. تولید کودهای زیستی از ضایعات کشاورزی میتواند دستاورد دیگری از توسعه الگوریتمهای بر پایه هوشمصنوعی برای کاهش اثرات منفی زیست محیطی و افزایش بهرهوری اقتصادی از ضایعات باقیمانده از محصولات کشاورزی باشد. در این مطالعه کاربردهای توسعهای و تحقیقی هوشمصنوعی و تأثیر آن در کشاورزی دقیق مورد بحث قرار میگیرد.
فیزیولوژی مولکولی
راضیه رحمتی؛ محمدعلی ابراهیمی؛ حمید سبحانیان؛ سید قاسم حسینی سالکده؛ محمد رضا غفاری
چکیده
گیاه ادریسی (Hydrangea macrophylla) گیاهی است که رنگ گلهای آن در حضور آلومینیوم از صورتی به آبی تغییر میکند. از این رو میتواند به عنوان یک گیاه مدل برای شناسایی شبکههای متابولیکی درگیر در تشکیل رنگ آبی مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق آنالیز پروفایل متابولیتها با استفاده از کروماتوگرافی یونی جفت شده با اسپکترومتری جرمی (IC-MS/MS) و کروماتوگرافی ...
بیشتر
گیاه ادریسی (Hydrangea macrophylla) گیاهی است که رنگ گلهای آن در حضور آلومینیوم از صورتی به آبی تغییر میکند. از این رو میتواند به عنوان یک گیاه مدل برای شناسایی شبکههای متابولیکی درگیر در تشکیل رنگ آبی مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق آنالیز پروفایل متابولیتها با استفاده از کروماتوگرافی یونی جفت شده با اسپکترومتری جرمی (IC-MS/MS) و کروماتوگرافی مایع در فشار بالا (UPLC) به منظور بررسی شبکههای تنظیمی بین متابولیتها در زمان تغییر رنگ گل از صورتی به آبی، در حضور و عدم حضور آلومینیوم، در گیاه H. macrophylla انجام شد. تعیین پروفایل متابولیتها منجر به به شناسایی 35 نوع متابولیت شامل 2 قند محلول، ۴ قندفسفات، 2 قند نوکلئوتیده، 4 اسید آلی، 4 نوکلئوتید و 17 آمینواسید شد. همچنین یک تغییر هماهنگ در متابولیت های گلیگولیز یافت شد که نشانگر تغییر در شار متابولیت ها در یک مسیر بیوشمیایی در زمان تغییر رنگ بود. همچنین یک همبستگی بالا بین ترکیبات نیتروژندار از قبیل گلوتامین، آسپارتات، گلوتامات، گلایسین و ترئونین وجود داشت که بیانگر نقش مهم متابولیسم نیتروژن در تشکیل رنگ آبی است. این یافتهها مطالعات جامع بر روی شبکههای تنظیمی تغییر رنگ در گل H. macrophylla را تسهیل خواهد کرد.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
نازنین امیربختیار؛ زهرا سادات شبر؛ احمد اسماعیلی؛ فرهاد نظریان فیروز آبادی؛ محمد رضا غفاری
دوره 8، شماره 21 ، خرداد 1397، ، صفحه 81-94
چکیده
تنش شوری یکی از مهمترین عوامل محدودکننده محیطی در تولید گندم میباشد و تحقیقات در راستای ایجاد ارقام متحمل به تنش شوری از اهمیت فوقالعادهای برخوردار است. شناسایی ژنها و سازوکارهای دخیل در تحمل به شوری در راستای اصلاح مولکولی این گیاه برای تحمل به شوری ضروری است. در این تحقیق به منظور شناسایی ژنهای پاسخ-دهنده به تنش شوری در ...
بیشتر
تنش شوری یکی از مهمترین عوامل محدودکننده محیطی در تولید گندم میباشد و تحقیقات در راستای ایجاد ارقام متحمل به تنش شوری از اهمیت فوقالعادهای برخوردار است. شناسایی ژنها و سازوکارهای دخیل در تحمل به شوری در راستای اصلاح مولکولی این گیاه برای تحمل به شوری ضروری است. در این تحقیق به منظور شناسایی ژنهای پاسخ-دهنده به تنش شوری در گندم، دو سری داده ریزآرایه مرتبط با تنش شوری گندم از پایگاه داده NCBI مورد آنالیز قرار گرفتند. نتیجه این تجزیه و تحلیل، شناسایی 3096 و 2060 ژن پاسخدهنده به تنش شوری به ترتیب در ریشه و اندام هوایی بود. نتایج هستیشناسی (Ontology) ژن-های افتراقی در هر دو بافت نشان داد که این ژنها در بخش فرایندهای زیستی برای پاسخ به محرکهای شیمیایی، پاسخ به تنش اکسیداتیو، انتقال، تنظیم رونویسی و پردازش متالبولیکی کربوهیدراتها و در بخش عملکرد مولکولی برای فعالیت کاتالیتیکی، فعالیت اتصال و فعالیت اکسیدوردوکتازی دارای فراوانی بالای معنیداری بودند. همچنین، به منظور تعیین ژنهای کلیدی در ایجاد تحمل به شوری، ژنهای پاسخ دهنده در ریشه تحت آنالیز هاب قرار گرفتند. بر اساس نتایج بهدست آمده، نقش ژنهای تنظیمکنندهای مانند پروتئین کینازها، پروتئین فسفاتازها و عوامل رونویسی همانند MYB و WRKY در ایجاد تحمل به تنش شوری مورد تاکید قرار گرفت.
بیوانفورماتیک
شهربانو میردارمنصوری؛ نادعلی بابائیان جلودار؛ زهراسادات شبّر؛ قربانعلی نعمت زاده؛ محمدرضا غفاری
دوره 7، شماره 19 ، آبان 1396، ، صفحه 65-76
چکیده
برنج یک گیاه گلیکوفیت است و شوری خاک یکی از مهمترین محدودکنندههای تولید برنج میباشد. از آنجایی که دستیابی به برنج متحمل به تنش شوری نیازمند درک سازوکار پیچیده پاسخگویی به تنش است، در این تحقیق تلاش شده تا با آنالیز دادههای تولید شده از طریق فناوری ریزآرایه، ژنهای مهم پاسخگو به تنش شوری شناسایی شوند. بدین منظور نه سری داده ریزآرایه ...
بیشتر
برنج یک گیاه گلیکوفیت است و شوری خاک یکی از مهمترین محدودکنندههای تولید برنج میباشد. از آنجایی که دستیابی به برنج متحمل به تنش شوری نیازمند درک سازوکار پیچیده پاسخگویی به تنش است، در این تحقیق تلاش شده تا با آنالیز دادههای تولید شده از طریق فناوری ریزآرایه، ژنهای مهم پاسخگو به تنش شوری شناسایی شوند. بدین منظور نه سری داده ریزآرایه مورد آنالیز قرار گرفتند و تعداد 13798 ژن، دو برابر تغییر بیان معنیدار نسبت به شرایط نرمال نشان دادند. نتایج هستی شناسی ژنهایی که در ارقام متحمل دارای افزایش بیان شده بودند، نشان داد که در بخش فرآیندهای زیستی و عملکرد مولکولی بیشتر ژنها در دسته رونویسی نسبت به زمینه ژنتیکی برنج به طور معنیداری غنی شدند. در آنالیز هاب مشخص شد که بیشتر ژن های کلیدی از دسته پروتئین کینازها هستند،PFK و CPK10 از جمله مهمترین کینازهای قطب شناسایی شده می باشند. درمیان عوامل رونویسی، GCN5 به عنوان ژن کلیدی در آنالیز هاب شناسایی شد. در کل، نتایج آنالیز هاب 10 ژن کلیدی را شناسایی نمود که از دسته عوامل تنظیمی، ترانسپورترها و سیگنال ترارسانی بودند. انتظار میرود نتایج بدست آمده در جهت تحقق دستیابی به برنج متحمل به تنش شوری مورد استفاده واقع شود.
ژنومیکس
آتنا شادمهر؛ حسین رامشینی؛ مهرشاد زین العابدینی؛ مسعود پرویزی آلمانی؛ محمدرضا غفاری؛ علی ایزدی دربندی؛ مریم فارسی؛ محمود فولادوند
دوره 6، شماره 16 ، اسفند 1395، ، صفحه 45-59
چکیده
با توجه به پتانسیلهای موجود در گیاه نیشکر از لحاظ تولید انرژی و قند، بهترین راه برای استفاده از ظرفیتهای موجود در گیاه نیشکر، بررسی تنوع ژنتیکی واریتههای موجود جهت به کارگیری در برنامههای به نژادی میباشد. با مطالعه 30 جفت آغازگر ریزماهواره روی 160 واریته نیشکر، 169 آلل، با میانگین 6/5 آلل برای هر آغازگر حاصل شد. تعداد آلل موثر بین ...
بیشتر
با توجه به پتانسیلهای موجود در گیاه نیشکر از لحاظ تولید انرژی و قند، بهترین راه برای استفاده از ظرفیتهای موجود در گیاه نیشکر، بررسی تنوع ژنتیکی واریتههای موجود جهت به کارگیری در برنامههای به نژادی میباشد. با مطالعه 30 جفت آغازگر ریزماهواره روی 160 واریته نیشکر، 169 آلل، با میانگین 6/5 آلل برای هر آغازگر حاصل شد. تعداد آلل موثر بین 06/1 برای مکان ژنی AP-SSR03 و 921/1 در مکان ژنی SMC119CG با میانگین 508/1 آلل برآورد شد. میزان محتوای چند شکلی آغازگرها بین 06/0 (برای جایگاه AP-SSR03) تا 5/0 (برای جایگاه SMC851MS) متغیر بود. تجزیه به مختصات اصلی (PCoA)، 6 گروه را مشخص نمود، به طوریکه سه مولفه اول 86/14 درصد از واریانس کل را توجیه مینمایند. تجزیه خوشهای با روش مبتنی بر فاصله Neihbour-Joining و تجزیه ساختار جمعیت با روش مبتنی بر مدل Bayesian انجام شد. بهترین تعداد زیر جمعیت 6 عدد شناسایی شد، که در اکثر زیرجمعیتها افرد بر اساس مناطق جغرافیایی از یکدیگر تفکیک نشدند. نتایج گروهبندی حاصل از روش مبتنی بر مدل Bayesian، ارتباط فیلوژنی و تجزیه به مختصات اصلی با هم مطابقت زیادی نشان دادند. نتایج واریانس ژنتیکی نشان داد که تنوع افراد درون جمعیتها بیشتر از تنوع بین جمعیتها میباشد. بنابراین در برنامههای اصلاحی نیشکر به منظور انتخاب والدین مناسب، انتخاب درون جمعیتها میتواند انجام شود. اطلاعات به دست آمده در مطالعه حاضر، در برنامههای بهنژادی به منظور حفاظت و مدیریت چنین مجموعه ژنتیکی با ارزشی در جهت کشت نیشکر برای استفاده از قند و انژی زیستی، مفید میباشد.