بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
زهره حاجی برات؛ عباس سعیدی؛ محمدرضا غفاری؛ مهرشاد زین العابدینی
چکیده
گیاهان بسته به نوع و رشد گیاه، از استراتژی‌های مختلفی برای مقابله با استرس غیر زنده استفاده می‌کنند. تنش خشکی یکی از مهمترین تنش‌های غیر زنده میباشد که بر عملکرد محصولات کشاورزی تأثیر می‌گذارد. علاوه بر این، تنش خشکی یکی از اصلی ترین عوامل محدود کننده در رشد گیاه است و می تواند تنفس و فتوسنتز را مهار کند و بنابراین بر رشد و متابولیسم ...
بیشتر
گیاهان بسته به نوع و رشد گیاه، از استراتژی‌های مختلفی برای مقابله با استرس غیر زنده استفاده می‌کنند. تنش خشکی یکی از مهمترین تنش‌های غیر زنده میباشد که بر عملکرد محصولات کشاورزی تأثیر می‌گذارد. علاوه بر این، تنش خشکی یکی از اصلی ترین عوامل محدود کننده در رشد گیاه است و می تواند تنفس و فتوسنتز را مهار کند و بنابراین بر رشد و متابولیسم فیزیولوژیکی گیاهان تأثیر گذارد. گیاهان چندین مکانیسم مانند تغییرات مورفولوژیک کنند. خشکیُ پیری برگ را تسریع و بیان هزاران ژن را تغییر داده و بر میزان پروتئین دانه و عملکرد دانه تأثیر می‌گذارد. با این حال، تنوع ژنوتیپی برای تحمل ناشی از خشکی در جو وجود دارد. در این بررسی ، این رویکردها می‌توانند به بهبود ژنوتیپ‌های جو در پاسخ به تنش خشکی از طریق اصلاح و صفات فیزیولوژیکی ، مهندسی ژنتیک و انتخاب به کمک نشانگر (MAS) کمک کنند. ژن ها و پروتئین های دخیل در پاسخ به تحمل خشکی را با استفاده از پروتئومیکس، ترنسکریپتومبکس و رویکردهای متابولومیکس در این مطالعه آورده شد. همچنین،QTL (مکان صفات کمی) های معرفی شده مربوط به عملکرد و صفات سبزماندگاری و فیزیولوژیکی موجود در این مطالعه می‌توانند برای بهبود جو در تحمل خشکی در آینده استفاده شوند. ابزارهای امیکس قدرتمندی برای تجزیه و تحلیل واکنش های گیاه به محرک های مختلف محیطی وجود دارد. به‌ویژه مطالعات مقایسه‌ای ژرم‌پلاسم‌های متنوع ژنتیکی که در معرض شرایط نامطلوب مانند خشکی قرار می‌گیرند، بینش‌های ارزشمندی را در مورد پاسخهای گیاه به تنش ارائه می‌دهند و ارزیابی مناسب داده های امیکس می تواند به فرآیند کشف نشانگرهای زیستی کمک کند.
بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی
مهربانو کاظمی الموتی؛ محمد مجدی؛ قاسم حسینی سالکده؛ محمدرضا غفاری
چکیده
سن گندم با نام علمی Eurygaster integriceps یکی از آفات شناخته شده مزارع گندم در ایران و غرب آسیا است. نقش نوروپپتیدها در مراحل رشد و نمو حشرات منجر به ایجاد چشم‌انداز امیدوارکننده‌ای جهت تولید نسل جدیدی از حشرهکشهای زیستی مبتنی بر کاربرد اختصاصی شده است. نوروپپتیدهای حشرات به همراه گیرنده‌های اختصاصی آن‌ها یکی از متنوع‌ترین پروتئین‌هایی ...
بیشتر
سن گندم با نام علمی Eurygaster integriceps یکی از آفات شناخته شده مزارع گندم در ایران و غرب آسیا است. نقش نوروپپتیدها در مراحل رشد و نمو حشرات منجر به ایجاد چشم‌انداز امیدوارکننده‌ای جهت تولید نسل جدیدی از حشرهکشهای زیستی مبتنی بر کاربرد اختصاصی شده است. نوروپپتیدهای حشرات به همراه گیرنده‌های اختصاصی آن‌ها یکی از متنوع‌ترین پروتئین‌هایی هستند که فعالیت‌های فیزیولوژیکی و رفتاری را در حشرات کنترل می‌کنند. آلاتواستاتین یکی از نوروپپتیدهای مهم در حشرات میباشد که با مهار هورمون جوانی، در تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی نظیر تغذیه و متابولیسم در برخی از حشرات نقش دارد. در این مطالعه با استفاده از اطلاعات حاصل از ترانسکریپتوم حشره بالغ سن گندم، نوروپپتیدها و گیرنده‌های اختصاصی خانواده آلاتواستاتین در سن گندم مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز بیوانفورماتیکی و بررسی‌های فیلوژنتیکی داده‌ها منجر به شناسایی چهار نوروپپتید از خانواده آلاتواستاتین A، B و C و همچنین گیرنده‌های نوروپپتیدی آلاتواستاتین A و B شد. نتایج نشان داد که نوروپپتیدهای خانواده آلاتواستاتین شناسایی شده سن گندم در فرایندهای فیزیولوژیک متنوعی دخیل می‌باشند. با توجه به نقش مهم نوروپپتیدها در حشرات، این نوروپپتیدها می‌توانند امکان طراحی حشرهکشهای اختصاصی سازگار با محیط زیست به منظور مدیریت کنترل سن گندم را برای آینده فراهم آورند.
بیوانفورماتیک
عباس سعیدی؛ زهره حاجی برات؛ محمدرضا غفاری؛ مهرشاد زین العابدینی
چکیده
نیتروژن یکی از مهمترین اجزای بیومولکول‌‌ها، آمینواسیدها، نوکلئوتیدها، پروتئین‌‌ها، کلروفیل و بسیاری از هورمون‌های گیاهی است که اجزای ضروری و موردنیاز برای رشد و تکوین گیاه میباشد. در شرایط کمبود نیتروژن پاسخهای بسیار متفاوتی در فنوتیپ گیاهان نمایان می‌شود. از جمله این تغییرات می‌‌توان به کاهش عملکرد، کلروز برگ، ...
بیشتر
نیتروژن یکی از مهمترین اجزای بیومولکول‌‌ها، آمینواسیدها، نوکلئوتیدها، پروتئین‌‌ها، کلروفیل و بسیاری از هورمون‌های گیاهی است که اجزای ضروری و موردنیاز برای رشد و تکوین گیاه میباشد. در شرایط کمبود نیتروژن پاسخهای بسیار متفاوتی در فنوتیپ گیاهان نمایان می‌شود. از جمله این تغییرات می‌‌توان به کاهش عملکرد، کلروز برگ، رشد گیاه و تشکیل ساختار ریشه و غیره اشاره نمود. در دهه گذشته، برای افزایش میزان بیومس و در نتیجه عملکرد گیاهان استفاده وسیعی از نیتروژن مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این مطالعه، آنالیز بیان هفت ژن نیترات ترنسپورتر (NRT2) در پاسخ به تنش کمبود نیتروژن در 4 و 7 روز بعد از اعمال این تنش در گیاه آرابیدوپسیس بررسی شد. آنالیز بیان ژن‌هایNRT2.3 و NRT2.4 افزایش بیان در 7 روز بعد از اعمال تنش نیتروژن را نشان دادند. اما تمامی ژن‌ها در 4 روز بعد از اعمال تنش نیتروژن افزایش بیان معنی داری نشان ندادند. ژن NRT2.4 در مقایسه با سایر ژن‌ها هم 4 و هم 7 روز بعد از اعمال تنش نیتروژن افزایش معنی داری نشان داد. در مجموع، نتایج ما نشان داد که افزایش بیان نیترات ترنسپورتر در برگ به جذب نیتروژن برای رشد گیاه و تجمع نیتروژن در پاسخ به تنش کمبود نیتروژن طولانی‌مدت کمک می‌کند. این یافته‌ها ممکن است باعث درک بهتر مکانیسم تحمل کم نیتروژن و در نتیجه افزایش دیگر ارقام با تنش کمبود نیتروژن شود.
مهندسی ژنتیک و انتقال ژن
زهرا قربانزاده؛ مهربانو کاظمی‌الموتی؛ لیلا پورهنگ؛ سید محمد موسوی پاکزاد؛ الهه معتمد؛ مونا ماپار؛ علی اکبر عبادی؛ محمدرضا غفاری؛ قاسم حسینی سالکده؛ بهزاد قره‌یاضی؛ مطهره محسن پور
چکیده
بهبود ساختار ریشه منجر به افزایش عملکرد دانه و کیفیت بالاتر بذر می‌شود و این امر از طریق بهبود رشد گیاه، استقرار بهتر در خاک، جذب بیشتر آب و تغذیه و بیوسنتز اسیدهای آمینه و هورمون‌ها حاصل شده و باعث افزایش کارایی استفاده از مواد مغذی و تحمل تنش در گیاه می‌شود. خشکسالی یک چالش جدی در کشور است و بنابراین تولید محصولات متحمل به خشکی دارای ...
بیشتر
بهبود ساختار ریشه منجر به افزایش عملکرد دانه و کیفیت بالاتر بذر می‌شود و این امر از طریق بهبود رشد گیاه، استقرار بهتر در خاک، جذب بیشتر آب و تغذیه و بیوسنتز اسیدهای آمینه و هورمون‌ها حاصل شده و باعث افزایش کارایی استفاده از مواد مغذی و تحمل تنش در گیاه می‌شود. خشکسالی یک چالش جدی در کشور است و بنابراین تولید محصولات متحمل به خشکی دارای اهمیت خواهد بود. در این پژوهش حضور ژن DRO1 (تغییر دهنده ساختار ریشه برنج) که در تغییر زاویه رشد ریشه نقش دارد در برنج رقم هاشمی بررسی و با توالی مشابه آن در برنج رقم Kinandang Patong مورد مقایسه قرار گرفت. سپس این ژن در کنار ژن OsCKX4 (مؤثر در بهبود ساختار ریشه) قرار داده شد. ژن‌های OsCKX4 و DRO1 برگرفته از ارقام خودرو برنج طی مراحلی به‌ترتیب تحت پیش‌برنده مختص ریشه و پیش‌برنده دائمی همسانه‌سازی و در ناحیه T-DNA حامل دوگانه اگروباکتریومی قرار داده شدند. سازه حاصل موسوم به pUhrCkDro به اگروباکتریوم سویه EHA105 منتقل و برای انتقال ژن به برنج رقم هاشمی مورداستفاده قرار گرفت. پس از انجام مراحل انتقال ژن، گیاهان باززا شده حاصل در محیط انتخابی حاوی 50 میلی‌گرم بر لیتر هیگرومایسین در مراحل مختلف کالوس‌زایی، باززایی و ریشه‌زایی زنده مانده و رشد کرده و به محلول یوشیدا و سپس به گلدان منتقل شدند. گیاهان تراریخته احتمالی توسط واکنش زنجیره‌ای پلیمراز تایید قرار و رخدادهای مستقل مشخص شدند. مقایسه فنوتیپ ریشه با گیاه شاهد تفاوت ظاهری در ساختار ریشه نشان داد. گیاهان تراریخته حاصل در گلخانه تراریخته پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی بذرگیری و در نسل‌های T1 و T2 تحت آزمون‌های مولکولی برای تشخیص رخدادهای خالص قرار گرفتند. با توجه به نتایج این پژوهش احتمالاً سازه چند ژنی حاصل می‌تواند با هدف تغییر ساختار ریشه و تحمل به خشکی برای انتقال ژن به سایر گیاهان نیز مؤثر واقع شود. امید است تولید برنج تراریخته با ساختار ریشه قوی‌تر منجر به تحمل خشکی، کاهش مصرف آب و بهبود عملکرد در شرایط تنش خشکی شود.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
زهرا حاجی برات؛ عباس سعیدی؛ احمد موسی پور گرجی؛ مهرشاد زین العابدینی؛ محمدرضا غفاری؛ رحیم احمدوند
چکیده
ویروس‌های Potato virus Y (PVY) و Potato virus X (PVX) از مهمترین عوامل آلوده‌کننده سیب‌زمینی هستند که باعث کاهش عملکرد و کیفیت غده می‌شوند. در این مطالعه، آزمایشی برای بررسی تأثیر ویروس‌های مذکور بر عملکرد غده و سطح مقاومت 33 ژنوتیپ سیب‌زمینی در کرج انجام شد. آزمایش به‌صورت طرح کاملا تصادفی در قالب فاکتوریل میباشد و در دو سطح ویروس در سه تکرار ...
بیشتر
ویروس‌های Potato virus Y (PVY) و Potato virus X (PVX) از مهمترین عوامل آلوده‌کننده سیب‌زمینی هستند که باعث کاهش عملکرد و کیفیت غده می‌شوند. در این مطالعه، آزمایشی برای بررسی تأثیر ویروس‌های مذکور بر عملکرد غده و سطح مقاومت 33 ژنوتیپ سیب‌زمینی در کرج انجام شد. آزمایش به‌صورت طرح کاملا تصادفی در قالب فاکتوریل میباشد و در دو سطح ویروس در سه تکرار اجرا شد. نتایج نشان داد که آلودگی ویروسی تأثیر معنی‌داری بر میانگین عملکرد غده، عملکرد بذری (اندازه غده 35-55 میلی‌متر)، عملکرد خوراکی (اندازه غده بزرگتر از55 میلی‌متر) و عملکرد غیرقابل‌فروش (اندازه غده کوچک‌تر از 35 میلی‌متر) دارد. براساس تجزیه خوشه‌ایی ویروس PVY، خوشه هفتم بیشترین ژنوتیپ‌های مقاوم به ویروس PVY به لحاظ میانگین جذب نوری و میانگین عملکرد در نظر گرفته‌شد و درحالی‌که خوشه ششم دارای ژنوتیپ‌های حساس به ویروس PVY شناسایی شدند. بر مبنای تجزیه خوشه‌ای ویروسPVX، خوشه اول بیشترین ژنوتیپ‌های مقاوم به لحاظ میانگین عملکرد و جذب نوری درنظرگرفته‌شد و خوشه سوم دارای بیشترین ژنوتیپ‌های حساس به ویروس PVX هستند. نتایج این مطالعه نشان داد که ژنوتیپ G23 با میانگین جذب نوری 01/0 و 032/0 و میانگین عملکرد 1/4 کیلوگرم بر متر مربع، به ترتیب ژنوتیپ مقاوم به PVY و PVX میباشد. انتخاب همزمان ژنوتیپ‌ها با عملکرد بالا و مقاوم در برابر هر دو ویروس به تسریع در برنامه‌های اصلاح سیب‌زمینی کمک می‌کند.
