بیوتکنولوژی میکروبی در گیاهان زراعی
علی اکبر باباجانپور بورا؛ غلامعلی رنجبر؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ حمید نجفی زرینی؛ قربانعلی نعمت زاده
چکیده
سیانوباکتری‌ها به دلیل تثبیت بیولوژیکی نیتروژن، و تولید مواد تقویت‌کننده رشد نقش مهمی در بهبود حاصلخیزی خاک و افزایش بهره‌وری محصولات ارگانیک دارند. این تحقیق تأثیر سویه‌های مختلف سیانوباکتری (هشت سویه) بر رشد سه رقم برنج (فجر، روشن و طارم) در مرحله جوانهزنی، بررسی شد. با توجه به فرم ترجیحی جذب نیتروژن در برنج‌های غرقاب (آمونیوم)، ...
بیشتر
سیانوباکتری‌ها به دلیل تثبیت بیولوژیکی نیتروژن، و تولید مواد تقویت‌کننده رشد نقش مهمی در بهبود حاصلخیزی خاک و افزایش بهره‌وری محصولات ارگانیک دارند. این تحقیق تأثیر سویه‌های مختلف سیانوباکتری (هشت سویه) بر رشد سه رقم برنج (فجر، روشن و طارم) در مرحله جوانهزنی، بررسی شد. با توجه به فرم ترجیحی جذب نیتروژن در برنج‌های غرقاب (آمونیوم)، مطالعه خانواده ژنی انتقال دهنده‌های آمونیوم (AMT) مدنظر قرار گرفت. در این آزمایش اثر سیانوباکتری بر صفت‌های درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، طول ریشه‌چه، نسبت طول ریشه‌چه به ساقه‌چه، وزن خشک تک بوته و وزن تر تک بوته مورد مطالعه معنی‌دار بود. بهبود شاخص‌های جوانهزنی در همکشتی دو رقم پرمحصول روشن و فجر با هشت سویه سیانوباکتر، نسبت به رقم کیفی طارم هاشمی معنی‌دار بود. میزان برون‌ریزش ازت در هر هشت سویه متفاوت بوده و بالاترین میزان برون‌ریزش نیترات و آمونیوم در سویه شماره 7 به ترتیب به مقدار 08/0 و 010/0 میکروگرم بر میلی‌لیتر مشاهده شد. در بررسی بیوانفورماتیکی، 12 مکان ژنی و 15 ایزوفرم OsAMT در ژنوم گیاه برنج شناسایی شد. بررسی اعضای خانواده ژنی OsAMT در پایگاه‌های اختصاصی دمین نشان داد که همه ژن‌های مورد بررسی (بجز OsAMT 3.4) دارای دمین پروتئینی انتقال‌دهنده آمونیوم می‌باشند. بررسی ساختار ژنی و روابط تکاملی OsAMTها نشان داد، همه OsAMTها در سه گروه طبقه‌بندی‌شده که هر گروه از الگوهای موتیف و ساختارهای اگزون/اینترون مشابه برخوردارند. شناسایی ژن‌های فعال و غیرفعال OsAMT در آنالیز این‌سیلیکو می‌تواند در مطالعات بررسی ژنومیکس عملکردی خانواده ژنی انتقال‌دهنده آمونیوم برنج خصوصاً در شرایط همکشتی با سویه‌های سیانوباکتر راهگشا باشد.
بیوانفورماتیک
پریسا رمضانپور؛ حمید نجفی زرینی؛ سیدحمید رضا هاشمی؛ غلامعلی رنجبر
چکیده
ژن‌های خانواده زینک‌فینگر CCCH (C3HZNF)، کد کننده پروتئین‌هایی با سه سیستئین و یک هیستیدین می‌باشند. پروتئین‌های این خانواده دسته مهمی از فاکتورهای رونویسی زینک فینگر بوده که در فعالیت‌های مختلف از جمله رشد و نمو گیاه و پاسخ به تنش‌های زیستی و غیر زیستی و در واقع در مقاومت به تنش‌ها موثر می‌باشند. در این مقاله از داده‌های پروتئینی ...
بیشتر
ژن‌های خانواده زینک‌فینگر CCCH (C3HZNF)، کد کننده پروتئین‌هایی با سه سیستئین و یک هیستیدین می‌باشند. پروتئین‌های این خانواده دسته مهمی از فاکتورهای رونویسی زینک فینگر بوده که در فعالیت‌های مختلف از جمله رشد و نمو گیاه و پاسخ به تنش‌های زیستی و غیر زیستی و در واقع در مقاومت به تنش‌ها موثر می‌باشند. در این مقاله از داده‌های پروتئینی C3HZNF دو گیاه آرابیدوپسیس و برنج برای تجزیه و تحلیل روابط فیلوژنتیک، ساختار اگزون/ اینترون، سازماندهی موتیف‌ها/ دامنه ها استفاده شد. این بررسی‌ها نشان از همولوژی بالای این ژن‌ها با ژن‌های CCCH در برنج داشتند. تجزیه و تحلیل ساختار ژنی نشان داد که AtC3Hها دارای تعداد اگزون‌های متغیری می‌باشند، اما به طور کلی ژن‌هایی با 1 و 7 اگزون، بیشترین تعداد را در بر می‌گیرند. بررسی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی پروتئین‌های این خانواده نشان داد که AtC3H36 پایدارترین پروتئین در بین اعضای این خانواده می‌باشد همچنین بیشترین نقطه ایزوالکتریک متعلق به پروتئین AtC3H7 (96/9) است. مشاهدات نشان داد اعضای این خانواده ژنی دارای 1 تا 6 دمین Znf C3H و مجموعا 17 دمین عملکردی می‌باشند. مقایسه‌ی فیلوژنی بین پروتئین‌های C3H در برنج و Arabidopsis نشان داد که این پروتئین‌‌ها از حفاظت شدگی بالایی برخوردارند. در آنالیز فیلوژنتیکی مقایسه‌ای AtC3H وOsC3H، ژن‌های اورتولوگ در یک گروه قرار گرفتند. به عنوان مثال،OsC3H8 همولوژی نزدیکی با HUA1 در Arabidopsis (AtC3H37) نشان داد، که این ژن در توسعه گل نقش دارد. این مطالعه اطلاعات ارزشمندی در مورد خانواده مهم ژنی CCCH zinc finger در گیاه آرابیدوپسیس و برنج ارائه می‌دهد. این اطلاعات می‌تواند در درک نحوه عمل این ژن‌ها برای کمک به مقاومت گیاه در هنگام مواجه با تنش-های زیستی و غیر زیستی کمک کننده باشد.
بیوانفورماتیک
سمیرا محمدی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ حمید نجفی زرینی؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی
چکیده
MicroRNAها گروه بزرگی از RNAهای کوچک و غیرکدکننده هستند که با برش mRNA مورد هدف و یا مهار ترجمه، بیان این ژن‌ها را تنظیم می‌کنند. خانواده miR164 گیاهی بسیار حفاظت‌شده بوده و از طریق تنظیم ژن‌های NAC مورد هدف خود، در پاسخ گیاهان به تنش‌های غیرزیستی نقش دارند. در مطالعه حاضر، 68 ژن بالقوه کدکننده دمین NAC در Aeluropus littoralis به‌عنوان یک گیاه هالوفیت از ...
بیشتر
MicroRNAها گروه بزرگی از RNAهای کوچک و غیرکدکننده هستند که با برش mRNA مورد هدف و یا مهار ترجمه، بیان این ژن‌ها را تنظیم می‌کنند. خانواده miR164 گیاهی بسیار حفاظت‌شده بوده و از طریق تنظیم ژن‌های NAC مورد هدف خود، در پاسخ گیاهان به تنش‌های غیرزیستی نقش دارند. در مطالعه حاضر، 68 ژن بالقوه کدکننده دمین NAC در Aeluropus littoralis به‌عنوان یک گیاه هالوفیت از خانواده Poaceae شناسایی شد. در میان ژن‌های AlNAC شناسایی شده، 4 ژن به‌عنوان هدف miR164 پیش‌بینی شدند. حفظ‌شدگی بالای جایگاه‌های تششخیص miR164 در ژن‌های AlNAC حاکی از نقش ضروری جایگاه‌های هدف در کارکرد طبیعی این ژن‌ها به‌عنوان عوامل رونویسی می‌باشد. الگوی بیان ژن انتخابی AlNAC1L.1 در پاسخ به تنش‌های شوری و خشکی و فیتوهورمون ABA در بافت‌های برگ، ساقه و ریشه با استفاده از RT-qPCR مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ژن AlNAC1L.1 در زمان 6 ساعت بعد از اعمال تنش در تمامی بافت‌ها کاهش بیان نشان می‌دهد. در بین تیمارها، تیمار سدیم‌کلرید 600 میلی‌مولار بیان AlNAC1L.1 را در بافت‌های برگ، ساقه و ریشه به ترتیب حدود 217- ، 26- و 9- برابر کاهش داد. بنابراین، AlNAC1L.1 به‌عنوان ارتولوگ ژن OMTN6 (ژن NAC هدف miR164 در برنج) می‌تواند نقش تنظیم‌کننده منفی در پاسخ به تیمار‌های شوری، خشکی و ABA ایفا نماید. این نتایج نشان داد که کارکرد برخی از پروتئین‌های NAC می‌تواند در بین گونه‌ها حفاظت‌شده باشد. در مجموع، این یافته‌ها منبع مفیدی برای تجزیه و تحلیل بیشتر میان‌کنش‌های بین ژن‌های NAC و خانواده miR164 در پاسخ به تنش‌های غیرزیستی فراهم آورده است.
اصلاح نباتات مولکولی
سحر فرجی؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ حمید نجفی زرینی؛ غلامعلی رنجبر
دوره 6، شماره 4 ، اسفند 1396، ، صفحه 13-27
چکیده
شوری، یکی از خطرناک ترین عوامل محیطی محدودکننده تولید در گیاهان زراعی است، به‌طوری‌که به واسطه متوقف کردن مکانیسم‌های مختلف گیاه، شرایط را برای حیات آن دشوار می‌‌سازد و در نهایت منجر به مرگ آن می‌شود. ژن‌ها به جهت ایجاد پاسخ‌های مقاومتی به تنش در مسیرهای مختلف فیزیولوژیکی دارای اهمیت فراوان می‌باشند. ژن رمزدهنده پروتئین‌های ...
بیشتر
شوری، یکی از خطرناک ترین عوامل محیطی محدودکننده تولید در گیاهان زراعی است، به‌طوری‌که به واسطه متوقف کردن مکانیسم‌های مختلف گیاه، شرایط را برای حیات آن دشوار می‌‌سازد و در نهایت منجر به مرگ آن می‌شود. ژن‌ها به جهت ایجاد پاسخ‌های مقاومتی به تنش در مسیرهای مختلف فیزیولوژیکی دارای اهمیت فراوان می‌باشند. ژن رمزدهنده پروتئین‌های Chromodomain Helicase DNA (PICKLE, PKL) از این قبیل می‌باشد که بیان سایر ژن‌های عامل مقاومت را تنظیم می‌کند. مطالعه ژنتیکی رونوشت‌ها در هالوفیت Aeluropus littoralis، به عنوان یک منبع ژنتیکی بسیار با ارزش، زمینه‌ای را برای بهبود ژنتیکی گیاهان حساس به شوری فراهم می‌کند. از این رو در مطالعه حاضر، خصوصیات بیوشیمیایی، دومین‌های عملکردی، روابط فیلوژنتیکی، و نیز عناصر تنظیمی cis موجود در ناحیه پروموتر توالی کاندید با استفاده از روش‌های بیوانفورماتیکی بررسی شدند. نتایج نشان دادند که ژن مذکور احتمالاً در مکانیسم‌های عامل مقاومت به شرایط محرک محیطی نقش مهمی را ایفا می‌‌‌نماید. برای بررسی بیشتر این موضوع، آزمون بیان ژن کاندید نیز، در پاسخ به شرایط نرمال، تنش شوری و ریکاوری به روش qReal-Time PCR انجام پذیرفت. نتایج حاصل از بررسی تعداد رونوشت‌های mRNA ژن مورد نظر، تحت شرایط تنش شوری و ریکاوری در بافت‌های مختلف گیاه A. littoralis، نیز تاییدکننده این مطلب بود. بنابراین انجام مطالعات بیشتر در زمینه ژن PKL در گیاهان می‌تواند اطلاعات ارزشمندی را جهت درک هرچه بیشتر مکانیسم‌های پاسخ به تنش فراهم آورد.
پروتئومیکس
مریم جمشیدنیا؛ سید کمال کاظمی تبار؛ کریستین لایندرمایر؛ حمید نجفی زرینی
دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1395، ، صفحه 1-12
چکیده
اخیراً بیان موقت ژن به‌منظور فراهم سازی روش‌های بسیار سریع ارزیابی بافت‌های گیاهی به‌عنوان یک منبع تولید پروتیین در مقایسه با روش وقت گیر و پرهزینه تراریختی پایدار گیاهان گسترش یافته است. مطالعه حاضر بیان موقت پروتیین HDA19 را در دو گونه از گیاه tobacco (Nicotiana tabacum وNicotiana bentamiana) نشان می‌دهد. برای این منظور پرایمرهای اختصاصی برای واکنش ...
بیشتر
اخیراً بیان موقت ژن به‌منظور فراهم سازی روش‌های بسیار سریع ارزیابی بافت‌های گیاهی به‌عنوان یک منبع تولید پروتیین در مقایسه با روش وقت گیر و پرهزینه تراریختی پایدار گیاهان گسترش یافته است. مطالعه حاضر بیان موقت پروتیین HDA19 را در دو گونه از گیاه tobacco (Nicotiana tabacum وNicotiana bentamiana) نشان می‌دهد. برای این منظور پرایمرهای اختصاصی برای واکنش زنجیره ای پلی مراز طراحی و برای همسانه سازی ژن HDA19 در وکتور بیانی pB2GW7 بهکار رفتند. سازه نوترکیب به Agrobacterium tumefaciens strain GV3101 انتقال یافت سپس برای تراریختی موقت گیاهان tobacco از طریق اگروباکتریوم استفاده شد. در نهایت وجود ژن هدف در لاینهای تراریخت اگروباکتریوم از طریق کلونی PCR تأیید گردید. از طرفی بیان پروتیین در لاینهای تراریخت توسط روش دات بلات و الایزا تأیید شد. اگرچه روش دات بلات و SDS-PAGE حاکی از تراریختی هر دو رقم بود ولی روش الایزا تولید پروتیین نوترکیب در گیاه تراریخت Nicotiana tabacum را تایید کرد که 400 میکروگرم در گرم وزن بافت تر برگ گیاه بود. با توجه به یافتههای فوق این گیاه میزبان مناسبی برای تولید HDA19 نوترکیب، نمایندهای از پروتیینهای هیستون داستیلاز، نسبت به Nicotiana bentamiana می‌باشد.
