بیوانفورماتیک
مریم رمضانی؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی؛ احمد اسماعیلی؛ سید سجاد سهرابی
چکیده
گیاه دارویی کلوس یا کرفس‌کوهی (Kelussia odoratissima Mozaff.) منبعی غنی از مواد فعال دارویی با اثرات درمانی است که به‌صورت انحصاری در رشته‌کوه‌های زاگرس مرکزی ایران یافت می‌شود. با وجود خطر انقراض این‌گونه گیاهی، اطلاعاتی درباره ژنوم / ترنسکریپتوم و بیوسنتز ترکیبات ارزشمند این گیاه وجود ندارد. در بین مولکول‌های حیاتی، اگرچه مولکول‌های microRNA ...
بیشتر
گیاه دارویی کلوس یا کرفس‌کوهی (Kelussia odoratissima Mozaff.) منبعی غنی از مواد فعال دارویی با اثرات درمانی است که به‌صورت انحصاری در رشته‌کوه‌های زاگرس مرکزی ایران یافت می‌شود. با وجود خطر انقراض این‌گونه گیاهی، اطلاعاتی درباره ژنوم / ترنسکریپتوم و بیوسنتز ترکیبات ارزشمند این گیاه وجود ندارد. در بین مولکول‌های حیاتی، اگرچه مولکول‌های microRNA (miRNAs) نقش مهمی در فرآیندهای مختلف زیستی به‌ویژه در بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه در گیاهان دارویی دارند، در حال حاضر، هیچ گزارشی از وضعیت miRNAها در گیاه کلوس منتشر نشده است. مطالعه حاضر به‌منظور شناسایی miRNAهای محافظت‌شده و ژن‌های هدف آن‌ها در ترنسکریپتوم برگ کلوس انجام شد. پس از توالی‌یابی RNA با پلتفرم Illumina HiSeq 2500، خوانش‌های کوتاه پردازش شده سرهم‌بندی شدند. در این مطالعه، تعداد 4658 یونی‌ژن حاوی توالی miRNAهای بالقوه شناسایی شدند. پس از پالایه کردن دقیق، پنج توالی miRNA (miR156-3P، miR408، miR169، miR171 و miR398) از میان توالی‌های نامزد شناسایی و ژن‌های هدف آن‌ها مشخص شدند. نتایج این مطالعه نشان داد که miRNAها در مسیرهای متابولیکی مختلفی از جمله متابولیسم بوتانوات، متابولیسم گلیکوزیلات و دی‌کربوکسیلات، متابولیسم نشاسته و ساکارز، تثبیت کربن در اندامک‌های فتوسنتزی، تخریب پراکسی‌زوم و تخریب اسیدهای چرب درگیر بودند. miR408 با تنظیم ژن‌های شش مسیر متابولیکی، به‌عنوان تأثیرگذارترین miRNA محافظت‌شده در پروفایل بیانی کلوس شناخته شد. به‌طور کلی، با توجه به نقش تنظیمی miRNAهای شناسایی‌شده بر روی طیف گسترده‌ای از شبکه‌های ژنی و فرآیندهای بیولوژیکی گیاه کلوس در مطالعه حاضر، می‌توان از این miRNAها به‌عنوان ژن‌های نامزد برای بهبود صفات کمی و کیفی این گیاه استفاده‌کرد.
اصلاح نباتات مولکولی
مریم شیرانی بیدآبادی؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی؛ کریم سرخه؛ احمد اسماعیلی
چکیده
سیب‌زمینی، چهارمین گیاه ارزشمند در تغذیه بشر است. غده سیب‌زمینی علاوه بر کربوهیدرات‌ها، دارای ویتامین‌ها و ریزمغذی‌های مهمی برای تأمین سلامت بشر است. طی مراحل نموی غده سیب‌زمینی، تغییرات متعدد مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و مولکولی رخ می‌دهند. مطالعه این اتفاق‌ها از منظر مولکولی، برای به‌نژادی ارزش غذایی و بهبود عملکرد سیب‌زمینی ...
بیشتر
سیب‌زمینی، چهارمین گیاه ارزشمند در تغذیه بشر است. غده سیب‌زمینی علاوه بر کربوهیدرات‌ها، دارای ویتامین‌ها و ریزمغذی‌های مهمی برای تأمین سلامت بشر است. طی مراحل نموی غده سیب‌زمینی، تغییرات متعدد مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و مولکولی رخ می‌دهند. مطالعه این اتفاق‌ها از منظر مولکولی، برای به‌نژادی ارزش غذایی و بهبود عملکرد سیب‌زمینی بسیار مهم است. روش‌های توالی‌یابی نوین، داده‌های ژنتیکی فراوان و سودمندی برای به‌نژادی مولکولی محصولات زراعی تولید می-کنند. در این مطالعه، از غده در حال نمو سیب‌زمینی در دو دوره نموی نمونه‌برداری صورت گرفت. توالی‌یابی cDNA و ساخت RNA پس از استخراج با دو تکرار برای هر Illumina انجام شد. آنالیزهای بیوانفورماتیکی، هستی‌شناسی ژن و غنی‌سازی گروه‌های ژنی صورت گرفت. در نهایت، از 1829 ژن افتراقی، 1186 ژن توسط پایگاه‌های معتبر شناسایی شدند. نتایج مقایسه‌های هستی‌شناسی ژن نشان داد که به ترتیب 393، 483 و 669 ژن در فرایندهای بیولوژیکی، اجزای سلولی و کارکردهای مولکولی نقش داشتند. بیشترین تعداد ژن در مسیرهای بیوسنتز فنیل پروپانوئیدها، بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه و مسیرهای متابولیکی حضور داشتند. ژن‌های کدکننده‌ی پراکسیدازها و ناقلین غشایی مهمترین ژن‌ها در ابتدای دوره نموی تا شروع غده‌دهی بودند. نمو غده در سیب‌زمینی مسیرهای متابولیکی بسیاری را فعال می‌سازد، که نه تنها موجب رشد و نمو می‌گردند، بلکه باعث فعال شدن مسیرهای مقابله با تنش‌ها و همچنین مسیرهای ساخت مواد مورد نیاز می‌گردند. در مجموع تعداد ده ژن کلیدی برای بیوسنتز نشاسته در جریان نمو، شناسایی شدند که بیشتر آن‌ها افزایش بیان معنی‌داری نشان دادند، این موضوع نشان می‌دهد که فرایند بیوسنتز نشاسته از شروع نمو استولون تا بلوغ غده پیوسته ادامه دارد.
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.
