فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

اثر ملاتونین بر خصوصیات بیوشیمایی و مقدار بیان ژن‌های مرتبط با فعالیت آنزیم‌های آنتی‌‌اکسیدانت در گندم نان (Triticum aestivum L.) در شرایط تنش کم‌آبی

معروف خلیلی؛ محمد حسو محمد؛ حمزه حمزه

دوره 12، شماره 40 ، اسفند 1401، ، صفحه 83-99

https://doi.org/10.30473/cb.2023.67180.1903

چکیده

با هدف اثر سطوح مختلف ملاتونین بر خصوصیات بیوشیمیایی و مقدار بیان ژن‌های مرتبط با فعالیت آنزیم‌های آنتی‌‌اکسیدان در گندم نان، آزمایشی به‌صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی اجرا شد. سطوح آبیاری نرمال ( (FC= 80 درصد)، تنش ملایم (FC= 60 درصد) و تنش شدید (FC= 40 درصد) به کرت‌های اصلی و محلول‌پاشی ملاتونین (صفر ، 50، 100، 150 و 200 μM) ... بیشتر با هدف اثر سطوح مختلف ملاتونین بر خصوصیات بیوشیمیایی و مقدار بیان ژن‌های مرتبط با فعالیت آنزیم‌های آنتی‌‌اکسیدان در گندم نان، آزمایشی به‌صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی اجرا شد. سطوح آبیاری نرمال ( (FC= 80 درصد)، تنش ملایم (FC= 60 درصد) و تنش شدید (FC= 40 درصد) به کرت‌های اصلی و محلول‌پاشی ملاتونین (صفر ، 50، 100، 150 و 200 μM) به کرت‌های فرعی اختصاص یافتند. نتایج نشان داد با تشدید تنش کم‌‌آبی بر محتوی فلانوئید و مقدار فعالیت آنزیم آسکروبات پراکسیداز افزوده شد و سطح μM‌‌100 ملاتونین بالاترین محتوی فلانوئید، مقدار فعالیت آنزیم آسکروبات پراکسیداز را به خود اختصاص داد. مقایسه میانگین تیمارهای برهمکنش نشان داد بالاترین محتوی پرولین، فنل، سوپر اکسید دیسموتاز و کاتالاز به تیمار محلول‌‌پاشی μM 100 ملاتونین تحت شرایط تنش شدید کم‌آبی اختصاص یافت. همچنین کمترین مقدار مالون‌‌دی‌‌آلدهید برای تیمار محلول‌‌پاشی μM50 ملاتونین تحت شرایط آبیاری نرمال مشاهده شد. بالاترین محتوی کلروفیل a، کلروفیل b، کارتنوئید و عملکرد دانه در تیمار محلول‌‌پاشی 100 میکرومولار ملاتونین و شرایط آبیاری نرمال ثبت شد. در این بررسی حداکثر بیان ژن‌‌های سوپر اکسید دیسموتاز، آسکروبات پراکسیداز، پلی فنل اکسیداز و کاتالاز در تیمار محلول‌‌پاشی سطوح 100 و 150 μM ملاتونین تحت شرایط تنش شدید اختصاص یافت. محلول‌‌پاشی ملاتونین به خصوص سطح μM 100 توانست با بهبود خصوصیات بیوشیمیایی و آنتی اکسیدانی اثر تنش کم‌آبی را بر عملکرد دانه تعدیل نماید.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

بررسی عملکرد پروموتر AtPHT1;1 در سیستم هترولوگ کلزا

زهرا فتحی؛ کتایون زمانی؛ سولماز خسروی؛ محمد علی ملبوبی

دوره 11، شماره 38 ، شهریور 1401، ، صفحه 17-33

https://doi.org/10.30473/cb.2022.63987.1879

چکیده

اصلاح گیاهان زراعی با قابلیت بیشتر استفاده از مواد معدنی موجود در خاک از اهداف پژوهشگران حوزه زیست‌فناوری است. روش‌های مهندسی ژنتیک پیشرفت‌های چشمگیری را در اصلاح گیاهان زراعی با انتقال و ایجاد صفات مفید جهت تولید بیشتر در شرایط عادی و یا تحت تنش را فراهم می‌آورند. طراحی سازه‌های ژن کارآمد دارای پروموترهایی با عملکرد مناسب به‌منظور ... بیشتر اصلاح گیاهان زراعی با قابلیت بیشتر استفاده از مواد معدنی موجود در خاک از اهداف پژوهشگران حوزه زیست‌فناوری است. روش‌های مهندسی ژنتیک پیشرفت‌های چشمگیری را در اصلاح گیاهان زراعی با انتقال و ایجاد صفات مفید جهت تولید بیشتر در شرایط عادی و یا تحت تنش را فراهم می‌آورند. طراحی سازه‌های ژن کارآمد دارای پروموترهایی با عملکرد مناسب به‌منظور بیان اختصاصی ژن‌های مورد نظر در بافت‌های هدف و در زمان مناسب جهت ایجاد صفات مطلوب مانند تحمل به تنش‌های زیستی و غیر زیستی یا اهداف دیگر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. بیان اختصاصی ژن‌های ناقل فسفات در ریشه و القای آنها با تنش کمبود فسفات، قابلیت پروموترهای اعضای این خانواده ژن را جهت بهره‌برداری در گیاهان تراریخت به‌ویژه برای جذب فسفات از خاک نشان‌می‌دهد. در این پژوهش یک قطعه 1826 جفت بازی مربوط به پروموتر ژن AtPHT1;1 گیاه آرابیدوپسیس تالیانا (Arabidopsis thaliana L.) مورد بررسی بیوانفورماتیکی قرارگرفت و نتایج نشان داد که این پروموتر دارای موتیف‌های متعدد مربوط به‌بیان اختصاصی در ریشه است. بیان اسید فسفات از ترشحی AtPAP17 به‌عنوان یک ژن گزارشگر تحت کنترل پروموتر AtPHT1;1 در گیاهان تراریخت کلزا نشان داد که پروموتر مذکور ویژگی بیان بافتی خود را در گیاه کلزا حفظ کرده و به‌طور اختصاصی در ریشه بیان می‌شود و می‌تواند به‌عنوان یک ناحیه تنظیم‌کننده برای بیان اختصاصی ژن‌های مطلوب در ریشه گیاهان تراریخت کلزا مورد استفاده قرار گیرد.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

بررسی الگوی بیان ژن های چرخه بیوسنتز جیبرالیک اسید و براسینواستروئید دخیل در جوانه زنی و تقویت کننده رشد و نمو کلزا در پاسخ به عصاره جلبک قهوه ای (Ascophyllum nodosum)

سپیده چرخ انداز؛ کریم سرخه

دوره 11، شماره 37 ، خرداد 1401، ، صفحه 35-51

https://doi.org/10.30473/cb.2022.63466.1874

چکیده

عملکرد کلزا و کیفیت قابل‌قبول روغن، این گیاه را به عنوان یکی از مهم-ترین گیاهان برای تأمین روغن خوراکی قرار داده‌است. با توجه به قرار گرفتن کشور ایران در اقلیم گرم و خشک و نیاز بذر برای جوانه‌زنی و استقرار مناسب گیاهچه‌ها به آب، ضرورت یافتن راهکاری در جهت بهبود جوانه‌زنی و استقرار گیاهچه‌ها احساس می‌شود. استفاده از پرایمینگ بذر ... بیشتر عملکرد کلزا و کیفیت قابل‌قبول روغن، این گیاه را به عنوان یکی از مهم-ترین گیاهان برای تأمین روغن خوراکی قرار داده‌است. با توجه به قرار گرفتن کشور ایران در اقلیم گرم و خشک و نیاز بذر برای جوانه‌زنی و استقرار مناسب گیاهچه‌ها به آب، ضرورت یافتن راهکاری در جهت بهبود جوانه‌زنی و استقرار گیاهچه‌ها احساس می‌شود. استفاده از پرایمینگ بذر و نیز تیمار گیاهچه‌ها با عصاره‌ی جلبک دریایی Ascophyllum nodosum یکی از راهکارها برای بهبود یکنواختی سبز شدن و استقرار گیاهچه است. پژوهش حاضر به تأثیر کاربرد عصارة جلبک دریایی بر جوانه‌زنی بذر کلزا و تغییرات الگوی بیان نسبی برخی ژن‌های چرخه بیوسنتز جیبرلیک اسید و براسینواستروئید دخیل در جوانه‌زنی و تقویت‌کننده رشد و نمو کلزا با استفاده از روش Real time- PCR پرداخته‌است. برای این منظور شاخص‌های جوانه‌زنی در اثر اعمال تیمار اندازه‌گیری شد، همچنین اعمال تیمار غلظت 1/0 درصد حجمی عصاره‌ی جلبک در چهار سطح تیمار زمانی (0، 10، 15 و 30 روز یک‌بار) تا زمان گل‌دهی گیاه صورت گرفت و نمونه‌برداری از برگ‌های گیاه مربوط برای هر تیمار در سه تکرار بیولوژیک در دو آزمایش جداگانه گلخانه‌ای و آزمایشگاهی انجام شد. نتایج این مطالعه، مؤثر بودن استفاده از تیمار عصارة جلبک دریایی را بر افزایش درصد جوانه‌زنی و بنیه بذر نشان داد به‌گونه‌ای که صد در صد جوانه‌زنی بذرهای تحت تیمار در روز سوم صورت پذیرفت. در بخش ارزیابی میزان بیان نسبی کاربرد تیمار مذکور افزایش در بیان ژن‌های EXP، ATI، ENTKO، AEC و BINSP که همگی از جمله ژن‌های مهّم و کلیدی در فرآیند جوانه‌زنی هستند را نسبت به تیمار شاهد نشان داد. استفاده از تیمار عصارة جلبک دریایی بیشترین میزان بیان نسبی را در ژن‌های ATI و ENTKO به‌ترتیب به میزان 39/4 و 70/5 در تیمار زمانی 30 روز و کمترین میزان بیان برای ژن‌های GIB و EXP در هر سه تیمار زمانی 10، 15 و 30 روز به‌دست آمد. همچنین، بیشترین میزان همبستگی مثبت در سطح احتمال %5 بین ژن‌های XEN با GIB (همبستگی 1) و ENTKO با BINSP (همبستگی 98/0) مشخص شد. همبستگی ژن‌های یاد شده در اثر کاربرد عصارة جلبک در نهایت منجر به تأثیر مثبت بر فرایند جوانه‌زنی بذرهای کلزا داشت. همچنین ژن‌های GIB و ATI (همبستگی 50/0-) و نیز XEN با ATI (همبستگی 49/0-) دارای همبستگی منفی در سطح احتمال 5% بودند و افزایش یکی، کاهش دیگری و برعکس کاهش بیان یک ژن، افزایش بیان ژن دیگر را به‌دنبال داشت و مشخص می‌کند که فعالیت فراورده پایانی هر کدام از این ژن‌ها قادر است بر فرآیند جوانه‌زنی و فرایندهای تقویت‌کننده رشد و نمو تأثیرگذار باشد.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

شناسایی و گروه‌بندی ‏خانواده عوامل رونویسی WRKY در برنج ژاپونیکا

پریسا دریانی؛ فاطمه فرزانه پیرآلقر؛ ناصر زارع؛ زهرا سادات شبر؛ رسول اصغری زکریا

دوره 10، شماره 33 ، خرداد 1400، ، صفحه 21-34

https://doi.org/10.30473/cb.2021.59060.1839

چکیده

خانواده‌ی ژنی WRKY رمزکننده گروه بزرگی از عوامل رونویسی هستند که در تنظیم ژن‌های پاسخ‌دهنده به تنش‌های زیستی و غیرزیستی دخیل می‌باشند. برای گردآوری اعضاء این خانواده ژنی در برنج ژاپونیکا (Oryza sativa ssp. Japonica)، جستجوی چندگانه در پایگاه‏های اطلاعاتی مختلف مرتبط انجام شد. به منظور شناسایی اعضای جدید،tblastn بر اساس توالی‏های حفاظت‏شده‏ی ... بیشتر خانواده‌ی ژنی WRKY رمزکننده گروه بزرگی از عوامل رونویسی هستند که در تنظیم ژن‌های پاسخ‌دهنده به تنش‌های زیستی و غیرزیستی دخیل می‌باشند. برای گردآوری اعضاء این خانواده ژنی در برنج ژاپونیکا (Oryza sativa ssp. Japonica)، جستجوی چندگانه در پایگاه‏های اطلاعاتی مختلف مرتبط انجام شد. به منظور شناسایی اعضای جدید،tblastn بر اساس توالی‏های حفاظت‏شده‏ی خانواده ژنیWRKY برنج در پایگاه اطلاعاتی NCBI و جستجو بر اساس مدل مخفی مارکوف صورت گرفت. همردیف سازی توالی‌های پروتئینی با استفاده از نرم افزار ClustalW و آنالیز درخت فیلوژنتیکی با استفاده از نرم‏افزار MEGA10 انجام گردید. براساس نتایج به‏دست آمده، 165 عضو از خانواده‏ی ژنی WRKY در برنج یافت شد که 63 عضو جدید بودند. توالی‌های موجود بر مبنای تعداد دمین‌های WRKY و ساختار انگشت روی در سه گروه اصلی دسته‌بندی شدند. بر این اساس 21 پروتئین در گروه I، 53 پروتئین با ساختار انگشت روی Cx7Cx23HxC در گروه III و 82 پروتئین با ساختار انگشت روی Cx4-5Cx22-23HxH در گروه II قرار گرفتند. مکان هر ژن روی کروموزوم مشخص شد. گروه‌های مختلف خانواده ژنی WRKY بر روی کروموزوم‌های مختلف برنج توزیع شده‌اند. بیشترین تعداد ژن OsWRKY روی کروموزوم یک (32 عضو) قرار داشتند. به دنبال بررسی‌های تکمیلی و تعیین ژن‌های کاندید امیدبخش دخیل در تحمل به هر یک از تنش‌ها، می توان از آنها در راستای افزایش تحمل به تنش‌های مورد نظر و تامین امنیت غذایی با استفاده از راهکارهای مهندسی ژنتیک یا اصلاح مولکولی بهره برد.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

فسفیت، بیوتکنولوژی و کشاورزی نوین (مقاله علمی-مروری)

زهرا فتحی؛ کتایون زمانی؛ محمد علی ملبوبی

دوره 10، شماره 32 ، اسفند 1399، ، صفحه 55-70

https://doi.org/10.30473/cb.2021.57825.1833

چکیده

فسفیت شکل احیا شده‌ای از فسفات است، که در آن یک اتم اکسیژن با هیدروژن جایگزین شده و این جایگزینی، بر عملکرد آن در موجودات زنده تأثیر قابل توجهی دارد. فسفیت به راحتی از طریق ناقل‌های فسفات به سلول‌های گیاهی وارد می‌شود. با این‌حال، گیاهان توانایی استفاده از فسفیت را به‌عنوان منبع فسفر ندارند و این ویژگی باعث ایجاد محدودیت در استفاده ... بیشتر فسفیت شکل احیا شده‌ای از فسفات است، که در آن یک اتم اکسیژن با هیدروژن جایگزین شده و این جایگزینی، بر عملکرد آن در موجودات زنده تأثیر قابل توجهی دارد. فسفیت به راحتی از طریق ناقل‌های فسفات به سلول‌های گیاهی وارد می‌شود. با این‌حال، گیاهان توانایی استفاده از فسفیت را به‌عنوان منبع فسفر ندارند و این ویژگی باعث ایجاد محدودیت در استفاده از این ماده به‌عنوان کود شده است؛ و لیکن فسفیت به‌عنوان قارچکش و محرک زیستی در کشاورزی کاربرد داشته است. برخی باکتری‌ها قابلیت اکسیداسیون فسفیت به فسفات، جهت انجام عملکردهای مختلف سلولی را دارا هستند. در دهه گذشته، سازوکار مولکولی این اکسیداسیون روشن شده است که توسط آنزیم فسفیت اکسیدوردوکتاز یا فسفیت دهیدروژناز انجام می‌شود. فسفیت در مقادیر بسیار زیاد در صنایع شیمیایی گوناگون به‌عنوان یک محصول جانبی یا پسماند تولید میشود که بازیافت نمی‌شود. شناسایی آنزیم فسفیت دهیدروژناز که قادر به اکسیداسیون فسفیت به فسفات است مسیری جدید برای استفاده از این پسماندها گشوده است. به‌تازگی نیز گزارش‌هایی مبنی بر تولید گیاهان تراریخته بیان‌کننده ژن ptxD (Phosphite-NAD+ oxidoreductase) منتشر شده است. در عمل، ژن ptxD می‌تواند خود به‌عنوان یک ژن انتخابگر برای انتخاب گیاهان تراریخته به‌کار رود. با تولید این گیاهان تراریخته فسفیت قابلیت استفاده به‌عنوان علف‌کش و حتی کود فسفره را خواهد داشت.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

شناسایی و آنالیز پروموتر ژن‌های کلیدی دخیل در تحمل به تنش خشکی در مرحله زایشی جو با استفاه از آنالیز داده های ریزآرایه

سیده مهری جوادی؛ زهرا سادات شبر؛ آسا ابراهیمی؛ مریم شهبازی

دوره 9، شماره 29 ، خرداد 1399، ، صفحه 67-79

https://doi.org/10.30473/cb.2020.52899.1806

چکیده

خشکی مهم‌ترین تنش محیطی است که باعث کاهش عملکرد محصولات گیاهی می‌شود. تحقیقات در راستای ایجاد ارقام متحمل به تنش خشکی از اهمیت فوق العاده‌ای برخوردار است. در این تحقیق تلاش شده است تا با آنالیز داده‌های تولید شده از طریق فناوری ریزآرایه، ژن‌های مهم پاسخگو به تنش خشکی و ژن‌های هاب در مرحله زایشی جو شناسایی‌شده و آنالیز پروموتور ... بیشتر خشکی مهم‌ترین تنش محیطی است که باعث کاهش عملکرد محصولات گیاهی می‌شود. تحقیقات در راستای ایجاد ارقام متحمل به تنش خشکی از اهمیت فوق العاده‌ای برخوردار است. در این تحقیق تلاش شده است تا با آنالیز داده‌های تولید شده از طریق فناوری ریزآرایه، ژن‌های مهم پاسخگو به تنش خشکی و ژن‌های هاب در مرحله زایشی جو شناسایی‌شده و آنالیز پروموتور انجام گیرد. به همین منظور با استفاده از نرم‌افزار FlexArray تمامی ژن‌های دارای بیان افتراقی 5/2 ≥ و 5/2- ≥ در بین دو سری از آزمایشات ریزآرایه انجام شده در جو شناسایی شدند. نتیجه این تجزیه و تحلیل، شناسایی 559 ژن پاسخ‌دهنده به تنش خشکی در مرحله زایشی بود. ژن‌های هاب با استفاده از سه الگوریتم محاسباتی Cyto-Hubba در نرم-افزار Cytoscape مشخص شدند. این امر منجر به شناسایی 10 ژن غیر تکراری شد که به‌عنوان مؤثرترین ژن‌ها در پاسخ به تنش خشکی در نظر گرفته شدند. براساس بررسی هستی‌شناسی ژن‌های دارای بیان افتراقی و ژن‌های هاب، تنظیم رونویسی از گروه‌های اصلی بود که نشان دهنده اهمیت عوامل رونویسی در مکانیسم تحمل به خشکی می‌باشد. در میان عوامل رونویسی می‌توان به HvCBF6، HvDRF1.3، LFL1، VP1، WRKY71 و ABI5 (متعلق به خانواده‌های AP2، WRKY و bZIP) اشاره کرد. آنالیز پرموتر نشان داد که برخی از خانواده‌های عوامل رونویسی از جمله AP2، AT-hook family، bHLH، NAC، bZIP و MYB قابلیت اتصال به 85 درصد از پرموترهای شناسایی‌شده را دارند. مطالعه این عوامل رونویسی، می‌تواند به شناخت هر چه بیشتر سازوکار تحمل به تنش خشکی در جو کمک کند.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

طراحی و ساخت ناقل بیانی گیاهی واجد ژن نشانگر مقاومت به آنتی‌بیوتیک هیگرومایسین

علی سعیدپور؛ سدابه جهانبخش؛ تهمینه لهرلسبی؛ کسری اصفهانی؛ علی هاتف سلمانیان؛ خدیجه رضوی

دوره 9، شماره 28 ، اسفند 1398، ، صفحه 1-9

https://doi.org/10.30473/cb.2020.49245.1788

چکیده

ناقلین دوتایی مرسوم مبتنی بر pBI121 که هنوز به طور گسترده‌ای در انتقال ژن به گیاه به‏‌‏وسیله آگروباکتریوم استفاده می‌شوند،‌ به‌علت عدم کارآیی گزینش‌گر کانامایسین، در برخی از گیاهان تک‌لپه‌ای‌ قابل استفاده نیستند در حالی که مقاومت به هیگرومایسین یک نشانگر گزینشی پرکاربرد و مهم در تراریختی برخی گیاهان به‌ویژه تک‌لپه‌ای‌ها ... بیشتر ناقلین دوتایی مرسوم مبتنی بر pBI121 که هنوز به طور گسترده‌ای در انتقال ژن به گیاه به‏‌‏وسیله آگروباکتریوم استفاده می‌شوند،‌ به‌علت عدم کارآیی گزینش‌گر کانامایسین، در برخی از گیاهان تک‌لپه‌ای‌ قابل استفاده نیستند در حالی که مقاومت به هیگرومایسین یک نشانگر گزینشی پرکاربرد و مهم در تراریختی برخی گیاهان به‌ویژه تک‌لپه‌ای‌ها به شمار می‌رود. از این رو در مطالعه حاضر، بهبود ناقل‌ pBI121 برای تراریختی گیاهان تک‌لپه‌ای مورد نظر قرار گرفت. به این منظور، ژن مقاومت به هیگرومایسین به همراه خاتمه‌دهنده 35S از پلاسمید p6-ubi-rnai به‏‌‏وسیله آنزیم‌های برشی SmaІ‌ و NotІ، جداسازی و در ناقل حدواسط pBlueScript همسانه‌سازی شد. در ادامه، با استفاده از آنزیم‌های HindIII و SmaI، پیش‌بر CaMV 35S از بدنه حامل pBI121 جداسازی و در بالادست این ژن در ناقل pBlueScript قرار داده شد. با استفاده از آنزیم‌های HindIII و Eco53KI، کاست کامل ژن مقاومت به هیگرومایسین جایگزین کاست ژن مقاومت به کانامایسین (که با استفاده از آنزیم‌های HindIII و MssI حذف شده بود) در ناقل pBI121 شد. صحت ساخت ناقل جدید توسط روش PCR، بررسی الگوی هضم آنزیمی و توالی‌یابی تأیید شد. با توجه به محبوبیت سری ناقلین مبتنی بر pBI121 نسبت به سایر ناقلین موجود و آشنایی محققین با نحوه دستورزی آنها، کارایی ناقل معرفی شده در این مطالعه می‌تواند در پژوهش‌های انتقال ژن به گیاهان تک‌لپه مورد بررسی قرار گیرد.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

شناسایی، همسانه‌سازی و آنالیز بیوانفورماتیکی ژن کدکننده پروتئین NIa ویروس موزاییک نواری گندم (WSMV)

سمانه باقری؛ براتعلی فاخری؛ علی محمد احدی؛ عباسعلی امام جمعه

دوره 9، شماره 27 ، آذر 1398، ، صفحه 1-13

https://doi.org/10.30473/cb.2019.48896.1785

چکیده

ویروس موزاییک نواری گندم از مهم‌ترین آلودگی‌های گندم محسوب می‌شود که شیوع آن در ایران نیز رو به افزایش است. پروتئین NIa یکی از انواع پروتئین‌های حیاتی موجود در این ویروس است که دارای وظایف مهمی در همانندسازی، تکثیر و هضم پروتئولیتیک پلی پروتئین ویروسی می‌باشد. با توجه به نقش حیاتی پروتئین NIa در آلودگی ویروسی، هدف از مطالعه حاضر جداسازی، ... بیشتر ویروس موزاییک نواری گندم از مهم‌ترین آلودگی‌های گندم محسوب می‌شود که شیوع آن در ایران نیز رو به افزایش است. پروتئین NIa یکی از انواع پروتئین‌های حیاتی موجود در این ویروس است که دارای وظایف مهمی در همانندسازی، تکثیر و هضم پروتئولیتیک پلی پروتئین ویروسی می‌باشد. با توجه به نقش حیاتی پروتئین NIa در آلودگی ویروسی، هدف از مطالعه حاضر جداسازی، تعیین توالی و بررسی دقیق ساختار دوم و سوم این پروتئین بود. همچنین، آمینواسیدهای موجود در جایگاه فعال پروتئین NIa که می‌توانند به‌عنوان هدفی جهت طراحی و توسعه عوامل ضد ویروسی جدید استفاده شوند، مورد بررسی قرار گرفتند. در این مطالعه، توالی ژنی کد کننده پروتئین NIa از ویروس موزاییک نواری گندم (WSMV) ایزوله میمه، جداسازی و پس از همسانه‌سازی در ناقل پروکاریوتی pEST، تعیین توالی شد. توالی نوکلئوتیدی حاصل در پایگاه اطلاعاتی NCBI با شماره دسترسی MK335432 ثبت گردید. بررسی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی پروتئین NIa نشان داد که این پروتئین دارای 426 آمینواسید، وزن مولکولی 8/48 kD و نقطه ایزوالکتریک برابر با 81/8 می‌باشد. بررسی ساختار دوم پروتئین NIa نشان داد که 29/53% از ساختار آن از لوپ‌های نامنظم تشکیل شده است، که این امر توجیهی برای وجود بی‌نظمی در ساختار این پروتئین بود. نتایج حاصل از بررسی جایگاه فعال پروتئین NIa براساس هم‌ردیفی توالی‌های همولوگ و همچنین ساختار سه‌بعدی پروتئین نشان داد که این جایگاه بسیار حفاظت شده و شامل سه آمینواسید هیستیدین، آسپارتیک اسید و سیستئین بود.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

همسانه‌سازی و بررسی پروموتر دائمی یک ژن پلی‌یوبی‌کوئیتین از گیاه نخود

نیلوفر پیکاری؛ کتایون زمانی

دوره 9، شماره 25 ، اردیبهشت 1398، ، صفحه 35-45

https://doi.org/10.30473/cb.2019.41885.1745

چکیده

ایجاد گیاهان تراریخته نیازمند پروموترهای جدید است. با ظهور فناوری‌های توالی‌یابی نسل نو و تولید انبوه داده‌های ژنومی برای گونه‌های مختلف گیاهان زراعی که با توسعه ابزارهای بیوانفورماتیکی همراه شده‌، فرصت مناسبی برای شناسایی، جداسازی و بررسی ویژگی‌های پروموترهای جدید فراهم آمده است. به‌دلیل وجود ملاحظاتی در مورد استفاده از ... بیشتر ایجاد گیاهان تراریخته نیازمند پروموترهای جدید است. با ظهور فناوری‌های توالی‌یابی نسل نو و تولید انبوه داده‌های ژنومی برای گونه‌های مختلف گیاهان زراعی که با توسعه ابزارهای بیوانفورماتیکی همراه شده‌، فرصت مناسبی برای شناسایی، جداسازی و بررسی ویژگی‌های پروموترهای جدید فراهم آمده است. به‌دلیل وجود ملاحظاتی در مورد استفاده از پروموترهای ویروسی در گیاهان تراریخته لزوم همسانه‌سازی و استفاده از پروموترهایی با منشأ گیاهی احساس می‌شود. پروموترهای دائمی با منشأ گیاهی معمولاً دارای عناصر تنظیمی غیر اختصاصی بوده و به سادگی قابلیت بیشتری را در به‌کارگیری ماشین رونویسی سلول گیاهی برای رونویسی از ژن‌ها دارا هستند. بر اساس نحوه بیان ژن‌ها، پروموترها به سه دسته دائمی، القایی و ویژه بافت طبقه‌بندی می‌شوند. ژن‌های خانه‌دار بهترین و مهمترین منبع برای جداسازی پروموترهای دائمی هستند. در این پژوهش، بیان ژن گزارشگر بتا-گلوکورونیداز تحت کنترل پروموتر ژن پلی‌یوبی‌کوئیتین 10 نخود (Cicer ariethinum) در بافت‌های توتون بررسی شد. عملکرد CaUBQ10 در برگ‌، ساقه و ریشه‌های گیاهان تراریخته پایدار توتون تأیید شد که نشان می‌دهد CaUBQ10 یک پروموتر دائمی است و می‌تواند انتخاب مناسبی برای بیان بالای ژن‌های مورد نظر در کلیه مراحل زندگی گیاه باشد.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

جداسازی، همسانه‌سازی و تحلیل بیوانفورماتیکی ژن کد کننده‌ هیستامیناز نخود (Cicer arietinum) توده بومی گریت

هادی کریم بیگی؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی؛ صابر گلکاری؛ احمد اسماعیلی؛ مسعود علیرضایی

دوره 8، شماره 24 ، دی 1397، ، صفحه 15-27

https://doi.org/10.30473/cb.2018.5206

چکیده

هیستامین، یک آمین بیوژنیک مهم، توسط بسیاری از ارگانیسم‌ها تولید می‌شود و نقش‌‌های متنوعی در حیات و زندگی جانداران دارد. ذخیره هیستامین در غذا به خصوص در محصولات غذایی کنسرو شده مانند تن ماهی، سلامتی انسان‌ها را تهدید و به بدن فرد آسیب می‌رساند. دی آمین اکسیداز یا هیستامیناز، هیستامین موجود در بدن انسان را تجزیه و از اثرات مضر آن ... بیشتر هیستامین، یک آمین بیوژنیک مهم، توسط بسیاری از ارگانیسم‌ها تولید می‌شود و نقش‌‌های متنوعی در حیات و زندگی جانداران دارد. ذخیره هیستامین در غذا به خصوص در محصولات غذایی کنسرو شده مانند تن ماهی، سلامتی انسان‌ها را تهدید و به بدن فرد آسیب می‌رساند. دی آمین اکسیداز یا هیستامیناز، هیستامین موجود در بدن انسان را تجزیه و از اثرات مضر آن می‌کاهد. در این مطالعه cDNA کدکننده کامل یک آنزیم آمینواکسیداز، از نخود توده بومی گریت جداسازی شد و در پایگاه GenBank به شماره دسترسی Ku058599 ثبت گردید. به‌علاوه این توالی در یک پلاسمید بیانی همسانه سازی شد. cDNA جداسازی شده دارای یک ORF با طول bp2013، پروتئینی با 670 اسید آمینه و وزن مولکولی KDa 7/75 را تولید می‌کند. نتایج آنالیزهای هم ردیفی توالی چندگانه این پروتئین نشان داد که جایگاه‌های فعال و اسید آمینه‌های مهم در هیستامیناز باکتری ای‌کولای، نخود زراعی و نخود بومی گریت بسیار حفاظت شده‌ هستند. بررسی‌های بیوانفورماتیکی نشان داد که هیستامیناز توده بومی گریت با هیستامیناز نخود موجود در پایگاه Genbank (CAA08855) در 4 اسید آمینه با هم اختلاف داشتند. نتایج حاصل از آنالیز فیلوژنتیکی هیستامینازهای موجودات مختلف نشان داد که هیستامیناز نخود توده بومی گریت با هیستامیناز‌های گیاهان و مخصوصا خانواده لگومینوزها با بوت استرپ 99% در یک گروه قرار گرفتند.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

تعیین دامین های کارکردی و مدل توپولوژی ژن دلتا 6 دسچوراز غشائی قارچ Mortierella alpina

عصمت اشعار قدیم؛ شاهرخ قرنجیک؛ بهرام باغبان کهنه روز

دوره 6، شماره 15 ، آذر 1395، ، صفحه 13-23

چکیده

دسچورازها (EC: 1.14.19.3) کاتالیزگرهای واکنش دهیدروژناسیون بوده و باعث ایجاد پیوند دوگانه در زنجیره اسیدچرب می‌شوند. این آنزیم‌ها به دو گروه محلول و غشائی تقسیم گردیده، هر یک دارای موتیف‌های متفاوتی می‌باشند. با اینکه دلتا 6 دسچوراز آنزیم کلیدی در بیوسنتز اسیدهای‌چرب غیراشباع می‌باشد، ولی بخاطر غشایی بودن، ساختار کریستالی و سه‌بعدی ... بیشتر

مهندسی ‍ژنتیک و انتقال ژن

ساخت و بررسی کارآیی ناقل بیانی گیاهی pBI105، با هدف سهولت همسانه سازی و خالص سازی پروتئین نوترکیب

کسری اصفهانی؛ علی هاتف سلمانیان

دوره 4، شماره 7 ، مهر 1393، ، صفحه 59-69

چکیده

ناقلین دوتایی مرسوم مثل pBI121 که هنوز به طور گسترده ای در انتقال ژن به گیاه به واسطه آگروباکتریوم استفاده می شوند، عمدتاً تعداد محدودی جایگاه منحصر به فرد شناسایی آنزیم های برشی در جایگاه همسانه سازی خود دارند. همچنین این ناقل ها فاقد بسیاری از عناصر و توالی های مفید مثل توالی‌های مورد استفاده در خالص سازی پروتئین نوترکیب هستند. در ... بیشتر ناقلین دوتایی مرسوم مثل pBI121 که هنوز به طور گسترده ای در انتقال ژن به گیاه به واسطه آگروباکتریوم استفاده می شوند، عمدتاً تعداد محدودی جایگاه منحصر به فرد شناسایی آنزیم های برشی در جایگاه همسانه سازی خود دارند. همچنین این ناقل ها فاقد بسیاری از عناصر و توالی های مفید مثل توالی‌های مورد استفاده در خالص سازی پروتئین نوترکیب هستند. در این مقاله یک ناقل بیانی جدید گیاهی با جایگاه همسانه سازی توسعه یافته شامل توالی شناسایی 13 آنزیم برشی منحصر به فرد، توالی رمز کننده His-Tag با تکرار هشت اسید آمینه هیستیدین برای خالص سازی پروتئین نوترکیب، توالی مورد شناسایی آغازگر عمومی M13، به عنوان آغازگر معکوس توالی یابی معرفی می شود. پس از طراحی و ساخت این ناقل، صحت ساخت آن با روش های مولکولی مانند PCR، بررسی الگوی هضم آنزیمی و تعیین توالی تایید شد. برای بررسی کارآیی ناقل جدید، ژن گـزارشگر -galactosidase‌β در آن همسانه سازی شده و سازه حاصل و همچنین ناقل pBI121 به عنوان کنترل، به آگروباکتریوم تومی فاشینس سویه LBA4404 منتقل و در نهایت به گیاه توتون، رقم سامسون منتقل شدند. پس از انجام مراحل باززایی، انتقال ناحیه T-DNA این ناقل به گیاهچه های توتون با روش PCR بررسی و تایید شد. سنجش فعالیت GUS در گیاهان تراریخت حاکی از بیان موثر ژن گزارشگر و کارآیی ناقل جدید در تراریختی گیاه می باشد.

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

طراحی و ساخت سازه اختصاصی کلرو‌پلاستی گیاه برنج حاوی ژن‌های بتائین آلدهید دهیدروژناز(badh) و فلاودکسین(fld) جهت ایجاد مقاومت به تنش‌های غیر‌زنده

مسعود توحیدفر؛ ابراهیم قریشی؛ براتعلی فاخری؛ مطهره محسن پور

دوره 4، شماره 6 ، شهریور 1393، ، صفحه 47-59

چکیده

تنش‌های غیر‌زیستی از جمله خشکی و شوری اولین عامل کاهش محصول در دنیا است. در این تحقیق ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز (badh) هم به عنوان یک نشانگر غیر‌آنتی‌بیوتیکی و هم به عنوان یکی از ژن‌های کاندید در تحمل به تنش‌های غیر‌زیستی به همراه ژن فلاودکسین (fld) در ساخت ناقل کلروپلاستی برای گیاه برنج مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور ابتدا دو ... بیشتر تنش‌های غیر‌زیستی از جمله خشکی و شوری اولین عامل کاهش محصول در دنیا است. در این تحقیق ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز (badh) هم به عنوان یک نشانگر غیر‌آنتی‌بیوتیکی و هم به عنوان یکی از ژن‌های کاندید در تحمل به تنش‌های غیر‌زیستی به همراه ژن فلاودکسین (fld) در ساخت ناقل کلروپلاستی برای گیاه برنج مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور ابتدا دو قسمت از یک ناحیه اختصاصی هدف‌گیری کننده به پلاستوم برنج (FR) با افزودن جایگاه آنزیمی مناسب جهت ورود کاست-های ژنی به مرکز آن، در دو مرحله به گونه‌ای با استفاده از PCR از ژنوم کلروپلاستی برنج جدا‌سازی شد که امکان اتصال مجدد آنها ضمن کلون‌سازی ایجاد گردد. سپس طراحی کاست ژنی برای ژن های fld و badh تحت نواحی تنظیمی کلروپلاستی انجام شد، به طوری‌که ژن fld همراه با rbcl 5'UTR و ژن badh همراه با T7gene10 5'UTR به صورت پلی‌سیسترونی تحت پیشبر قوی کلروپلاستی Prrn و پایانبر rbcl 3'UTR کلون‌سازی شدند. سرانجام کاست کامل دو ژنی fld/badh به همراه نواحی تنظیمی از ناقل نوترکیب حاصل موسوم به pBF جدا و در مرکز ناحیه هدف‌گیری کننده به کلروپلاست برنج در دو جهت کلون‌سازی گردید. دو ناقل مختص کلروپلاست حاصل موسوم به pFrFB(-) و pFrFB(+) پتانسیل الحاق هدفدار ژن‌های مقاومت به شوری و خشکی را با دو جهت‌گیری مختلف نسبت به نواحی داخلی ژنوم کلروپلاستی گیاه برنج دارا بوده و قادرند با هدف ایجاد مقاومت بالا به شوری، خشکی و سرما در انتقال ژن به کلروپلاست گیاه برنج با استفاده از تفنگ ژنی مورد استفاده قرار گیرند.

بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده

شناسایی و جداسازی رونوشت‌های پاسخگو به پتاسیم کلراید از گیاه آلوروپوس لیتورالیس

سیده فرزانه فاطمی اردستانی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ حسین عسکری؛ حمیدرضا هاشمی

دوره 4، شماره 6 ، شهریور 1393، ، صفحه 73-83

چکیده

شوری خاک با ایجاد تنش اسمزی و بر هم زدن تعادل یونی تولیدات گیاهی را محدود میکند و منجر به خسارت در سطح مولکولی و نهایتاً مرگ سلول میگردد. در این تحقیق آنالیز بیان ژن مبتنی بر تکنیک cDNA-AFLP جهت مقایسه پروفایل بیانی ناشی از تنش شوری KCl در سه سطح 0 (شاهد)، 200 و 400 میلی مولار در گیاه آلوروپوس لیتورالیس که نزدیکترین خانواده به غلات میباشد، ... بیشتر

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

تعیین برخی ویژگی های کاتالیتیکی و آنالیز مولکولی ژن آنزیم اندو-بتا-1و4-گلوکاناز سویه Bacillus subtilis A14h جدا شده از مزارع برنج

سمیه خسروجردی؛ مریم هاشمی؛ مریم موسیوند

دوره 4، شماره 6 ، شهریور 1393، ، صفحه 95-105

چکیده

سلولازها با فعالیت همزمان سه آنزیم اندو-بتا-1و4-گلوکاناز، سلوبیوهیدرولاز و بتا-گلکوزیداز میتوانند سلولز را به واحدهای گلوکز تجزیه کنند. در حال حاضر، سلولازها اغلب در صنایع خوراک دام، نساجی، تصفیه پساب، آبجوسازی و تولید سوختهای زیستی استفاده می‌شوند و تقاضا برای خرید این آنزیمها با ویژگیهای کاتالیتیکی خاص رشد فزایندهای دارد. ... بیشتر سلولازها با فعالیت همزمان سه آنزیم اندو-بتا-1و4-گلوکاناز، سلوبیوهیدرولاز و بتا-گلکوزیداز میتوانند سلولز را به واحدهای گلوکز تجزیه کنند. در حال حاضر، سلولازها اغلب در صنایع خوراک دام، نساجی، تصفیه پساب، آبجوسازی و تولید سوختهای زیستی استفاده می‌شوند و تقاضا برای خرید این آنزیمها با ویژگیهای کاتالیتیکی خاص رشد فزایندهای دارد. در این مطالعه سویه Bacillus subtilis A14h با قابلیت تولید آنزیم سلولاز با استفاده از روشهای بیوشیمیایی و مولکولی (ژن 16SrDNA) شناسایی شد. شرایط بهینه عملکرد آنزیم تولید شده توسط سویه مورد نظر در حضور دو نوع سوبسترا (کربوکسی متیل سلولز و بتا گلوکان) ودر محدوده دمایی C°70-30 و در pH 6/4 ارزیابی شد. همچنین ژن اندو-بتا-1و4-گلوکاناز نیز با استفاده از پرایمرهای اختصاصی تکثیر، توالی یابی ونتیجه در پایگاه اطلاعاتی NCBI ثبت شد. آنالیز توالی‌های به دست آمده و رسم درخت فیلوژنی با استفاده از نرمافزار Vector NTI و Mega.4 انجام شد. نتایج نشان داد که جدایه مورد بررسی متعلق به گونه B. subtilis است. همچنین نتایج آنالیز فیلوژنتیکی و مقایسه توالی آمینو اسیدی ژن اندو-بتا-1و4-گلوکاناز سویه‏ مورد بررسی نشان داد که ناحیه کاتالیتیکی آنزیم مذکور متعلق به خانواده 5 گلیکوزیل هیدرولازها بوده و ناحیه غیرکاتالیتیکی آن در خانواده 3CBM قرار گرفته و بیشترین شباهت را به آنزیم سلولاز سویه‌های B. subtilis دارند. هم‌چنین نتایج نشان داد که بیشترین میزان فعالیت آنزیمی در حضور سوبسترای بتاگلوکان و دمای 55 درجه سانتی‌گراد معادل U/ml 1464 تخمین زده شد.

مهندسی ‍ژنتیک و انتقال ژن

تولید پروتئین دوگانه EspA- Tir از باکتری اشریشیا کلی O157:H7 در گیاه توتون (Nicotiana tobbacum)

حسین ملکی؛ علی هاتف سلمانیان؛ جعفر امانی؛ علاء الدین کردنائیج؛ محیات جعفری

دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 1-9

چکیده

باکتری E.coli O157:H7 یک پاتوژن مهم انسان و حیوان است که در انسان موجب بروز اسهال خونریزی دهنده و سندرم اورمی همولتیک (HUS) میشود. اتصال به سلولهای میزبان اولین گام در تثبیت این باکتری است که به‌واسطه سیستم ترشحی نوع III (T3SS) و از طریق میانکش بین پروتئینهای ترشحی صورت میگیرد. در این میان EspA به‌عنوان جزء اصلی تشکیل‌دهنده سیستم ترشحی ... بیشتر باکتری E.coli O157:H7 یک پاتوژن مهم انسان و حیوان است که در انسان موجب بروز اسهال خونریزی دهنده و سندرم اورمی همولتیک (HUS) میشود. اتصال به سلولهای میزبان اولین گام در تثبیت این باکتری است که به‌واسطه سیستم ترشحی نوع III (T3SS) و از طریق میانکش بین پروتئینهای ترشحی صورت میگیرد. در این میان EspA به‌عنوان جزء اصلی تشکیل‌دهنده سیستم ترشحی است و ارتباط تنگاتنگی با اتصال اولیه باکتری به سلول میزبان و تشکیل بیوفیلم باکتریایی دارد. EspA به سبب ساختار خود و قرارگرفتن در غشاء باکتری، یک ایمنیزای قوی میباشد. Tirنیز پروتئینی است که پس از بیان در باکتری و از طریق T3SS به سلول میزبان منتقل و در غشاء آن مستقر میشود و نقش مهمی در اتصال باکتری به میزبان دارد. هدف از این تحقیق ساخت سازه ژنی که دارای فاکتورهای فوق الذکر (EspA-Tir) بوده و انتقال آن به درون گیاه هدف می‌باشد. در راستای ساخت واکسن خوراکی کارا بر علیه باکتری اشریشیا کلی O157:H7. پس از بررسیهای بیوانفورماتیکی سازه ژنی دو قسمتی و espA-tir توسط رابط جداکننده پپتیدی به یکدیگر متصل و ژن آن‌ها به‌طور مصنوعی ساخته شد. پس از بهینه‌سازی کدون‏ها براساس گیاه تنباکو، تحت کنترل پروموتر CaMV35S در ناقل بیانی گیاه کلون گردید. سپس تراریختی و باز‏زایی گیاه تنباکو با آن انجام گرفت. آنالیزهای انجام‌شده مشخص کرد که ژن‌های مربوطه در گیاه موردنظر وارد و بیان میگردد

ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

الگوی بیان سه ترپن سنتاز در هفت گونه آرتمیزیای بومی ایران

فاطمه پیراسته بروجنی؛ محمدرضا نقوی؛ علیرضا عباسی؛ حسن سلطانلو؛ مجتبی رنجبر؛ سارا رییسی

دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 23-31

چکیده

گونه های آرتمیزیا به دلیل داشتن ترکیبات مختلف ترپنوییدی از جمله مهمترین گیاهان دارویی محسوب می گردد. آرتمیزینین، سسکویی ترپنی با خاصیت ضدمالاریای و ضد سرطانی و تری ترپن های اسکوالن و بتاآمیرین از ترکیبات دارویی مهمی هستند که توسط گونه های آرتمیزیا تولید می شوند. از آن جا که فارنسیل دی فسفات پیش ماده تمام تری ترپن ها و سسکویی ترپن ها ... بیشتر گونه های آرتمیزیا به دلیل داشتن ترکیبات مختلف ترپنوییدی از جمله مهمترین گیاهان دارویی محسوب می گردد. آرتمیزینین، سسکویی ترپنی با خاصیت ضدمالاریای و ضد سرطانی و تری ترپن های اسکوالن و بتاآمیرین از ترکیبات دارویی مهمی هستند که توسط گونه های آرتمیزیا تولید می شوند. از آن جا که فارنسیل دی فسفات پیش ماده تمام تری ترپن ها و سسکویی ترپن ها است، بیان ژن فارنسیل دی فسفات سنتاز (FDS) به همراه اسکوالن سنتاز (SQS) و بتاآمیرین سنتاز (BAS) در هفت گونه آرتمیزیای بومی ایران در سه مرحله رشدی مختلف با استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین میزان ترکیب آرتمیزینین توسط روش HPLC اندازه گیری شد. نتایج نشان داد از بین گونه های مورد مطالعه، گونه A. annua در مرحله جوانه های گل بیشترین میزان آرتمیزینین و گونه A. diffusa و A. spicigeria در مرحله رویشی کمترین میزان این ترکیب را دارند. همچنین بیان ژن FDS در این گونه ها تفاوت قابل توجهی نداشته و با وجود نقش مؤثر آن در مسیر بیوسنتزی آرتمیزینین دستکاری آن برای دستیابی به آرتمیزینین بیشتر، مناسب نیست. به علاوه هرچه بیان ژن SQS پایین تر باشد به میزان بالاتری از آرتمیزینین دست پیدا خواهیم کرد اما عکس آن صادق نیست. همچنین بافت گل گونه A. scoparia بهترین منبع دستیابی به ترکیبات اسکوالن و بتاآمیرین شناسایی شد.

بیوانفورماتیک

تاثیر تنش گرما بر تغییرات بیانیmiR398 در گیاه افتابگردان

ریحانه ابراهیمی؛ بهروز شیران؛ اسماعیل ابراهیمی؛ حسین فلاحی

دوره 3، شماره 5 ، اسفند 1392، ، صفحه 49-51

چکیده

microRNAها، RNAهایی کوچک به طول تقریبی 21-22 نوکلئوتید هستند که توسط ژنوم موجود کد شده، هیچ نوع پروتئینی را کد نمی‌کنند و به عنوان تنظیم کننده¬های منفی بیان ژن در مرحله پس از رونویسی در گیاهان و جانوران شناخته شده¬اند. دما یکی از مهم¬ترین فاکتورهای آب و هوایی موثر بر کشاورزی محسوب می¬شود و دمای بالا اثرات نامساعدی بر رشد، نمو و عملکرد ... بیشتر microRNAها، RNAهایی کوچک به طول تقریبی 21-22 نوکلئوتید هستند که توسط ژنوم موجود کد شده، هیچ نوع پروتئینی را کد نمی‌کنند و به عنوان تنظیم کننده¬های منفی بیان ژن در مرحله پس از رونویسی در گیاهان و جانوران شناخته شده¬اند. دما یکی از مهم¬ترین فاکتورهای آب و هوایی موثر بر کشاورزی محسوب می¬شود و دمای بالا اثرات نامساعدی بر رشد، نمو و عملکرد محصولات زراعی گیاهان می¬گذارد. در این پژوهش الگوی بیانmiR398 و ژن هدف آن NtGT5b در بافت برگ و ریشه گیاه آفتابگردان زراعی در شرایط کنترل و تحت تنش گرما با دمای 42 درجه سانتی¬گراد در زمان های 5/1، 3 و 6 ساعت با استفاده از روش qRT-PCR بررسی گردید. نتایج حاصل از این آزمایش تفاوت الگوی بیان این miRNA را در دو بافت برگ و ریشه و در خلال تنش ملایم، متوسط و شدید گرما نشان داد. تنش گرما سبب افزایش بیان سریع miR398 و کاهش میزان رونوشت همانند ژن هدف NtGT5bدر بافت برگ شد، که نشان-دهنده ایجاد مقاومت این بافت در مواجهه با تنش گرما است. وجود الگوهای بیانی متفاوت miRNA در بافت¬های برگ و ریشه در سطوح مختلف تنش می‌تواند بیانگر جابه‌جایی علامت¬های القا شده پس از تنش گرما به بافت برگ و ریشه رخ داده باشد. بررسی شبکه miR398 نشان داد که این miRNA بواسطه حضور ژن¬های مهم نظیر فاکتور¬های رونویسی AFO و INO قابلیت تغییر الگوی بیان ژن را در بسیاری از شبکه¬های رشد، نمو و پاسخ به تنش در گیاهان دارند.

بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی

انتقال ژن FSTri101 کد کننده استیل ترانسفراز از قارچ Fusarium sporotrichioides به گیاه توتون و بررسی تاثیر آن در سم زدایی از تریکوتسن دی اکسی نیوالنول

مهسا بنایی؛ فروغ سنجریان؛ غلامرضا بخشی خانیکی

دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 25-32

چکیده

استیل ترانسفرازها آنزیم‌هایی هستند که یک گروه استیل از دهنده استیل CoA به یک مولکول گیرنده مناسب انتقال می‌دهند. واکنش استیل ترانسفرازی در بیوسنتز و همچنین سم‌زدایی از بسیاری متابولیت‌های ثانویه مانند آنتی‌بیوتیک‌ها دخیل است. تریکوتسن‌ها متابولیت‌های ثانویه مهمی هستند که توسط قارچ‌های پاتوژن گیاهی جنس Fusarium از ... بیشتر

اصلاح نباتات مولکولی

ارزیابی صفات مرتبط با کیفیت پخت در گندم دوروم و نان

معصومه رجبی هشجین؛ مصطفی آقایی سربرزه؛ محمدحسین فتوکیان؛ محسن محمدی

دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 33-41

چکیده

به‌منظور بررسی صفات کیفی و پروتئینهای ذخیرهای بذر، 11 ژنوتیپ گندم دوروم و سه رقم گندم فلات و ایگل و Verinac انتخاب شدند. هشت صفت کیفی شامل سختی دانه، عدد زلنی، گلوتن خشک، گلوتن مرطوب، حجم نان، رطوبت دانه، درصد جذب آب و درصد پروتئین اندازهگیری شدند. برای تفکیک زیرواحدهای گلوتنین از روش SDS-PAGEاستفاده شد. تجزیه خوشهای ... بیشتر به‌منظور بررسی صفات کیفی و پروتئینهای ذخیرهای بذر، 11 ژنوتیپ گندم دوروم و سه رقم گندم فلات و ایگل و Verinac انتخاب شدند. هشت صفت کیفی شامل سختی دانه، عدد زلنی، گلوتن خشک، گلوتن مرطوب، حجم نان، رطوبت دانه، درصد جذب آب و درصد پروتئین اندازهگیری شدند. برای تفکیک زیرواحدهای گلوتنین از روش SDS-PAGEاستفاده شد. تجزیه خوشهای صفات کیفی، نمونهها را به 3 گروه تقسیم کرد. نتایج همبستگی نشان داد که درصد پروتئین با عدد زلنی و سختی دانه و گلوتن مرطوب و خشک همبستگی مثبت دارد. همچنین درصد پروتئین با حجم نان و درصد رطوبت همبستگی منفی داشت. نتایج تجزیه رگرسیون به روش گام‌به‌گام نشان داد که گلوتن خشک 90 درصد از تغییرات میزان پروتئین را توجیه میکرد. در بررسی زیرواحدهای سنگین گلوتنین(HMW-GS) در مکان ژنی Glu-A1 در ارقام فلات و ایگل به‌ترتیب آلل یک و *2 مشاهده شد. همچنین آلل *2 در سه ژنوتیپ (Kc- 525، Wc-3122، Wc-45505) مشاهده شد. برای مکان ژنی Glu-B1 در رقم فلات آلل 9+7 و در رقم ایگل و Verinac آلل 18+17 مشاهده شد. همچنین در این مکان ژنی در 6 ژنوتیپ (TN-12590، Kc-3638، TN-12501، Kc- 525، Wc-3122، Wc-45505) آلل 18+17، و در ژنوتیپهای (TN-12595، TN-12567) آلل 8+7 مشاهده گردید. نتایج این تحقیق میتواند در برنامه‌های اصلاحی و انتخاب جهت بهبود کیفیت گندم دوروم مفید باشد.

مهندسی ‍ژنتیک و انتقال ژن

کاهش میزان توکوفرول کل از طریق خاموشی ژن HPT در آرابیدوپسیس تالیانا با استفاده از تکنیک RNAi

علیرضا عباسی؛ ناهید رعناییان؛ فریبا ابویی؛ اوو سونوالد؛ لارس فول

دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 43-52

چکیده

در شرایط تنش، گونههای فعال اکسیژن (ROS) که از اکسیژن مولکولی مشتق میشوند، در برگها تجمع مییابند و سبب اکسیداسیون ترکیبات مهم سلولی از جمله پروتئینها، کلروفیل و لیپیدها میشوند. بهطور کلی توکوفرولها1 تحت عنوان ویتامین E مطرح هستند. ویتامین E از ترکیبات محلول در چربی است و در ترکیب با کاروتنوئیدها، آسکوربات، گلوتاتیون ... بیشتر در شرایط تنش، گونههای فعال اکسیژن (ROS) که از اکسیژن مولکولی مشتق میشوند، در برگها تجمع مییابند و سبب اکسیداسیون ترکیبات مهم سلولی از جمله پروتئینها، کلروفیل و لیپیدها میشوند. بهطور کلی توکوفرولها1 تحت عنوان ویتامین E مطرح هستند. ویتامین E از ترکیبات محلول در چربی است و در ترکیب با کاروتنوئیدها، آسکوربات، گلوتاتیون و آنتیاکسیدانهای دیگر در نگهداری یکپارچگی غشاهای فتوسنتزی در شرایط تنش نقش مهمی دارد. توکوفرولها و توکوترینولها2 مولکولهای آمفیپاتیکی3 هستند که بهعنوان آنتیاکسیدان قادر به حذف گونههای فعال اکسیژن و رادیکالهای لیپید پیروکسیل در محیطهای چربی‌دوست هستند. هموجنتیسات فتیل ترانسفراز (HPT)4 از آنزیمهای کلیدی مسیر بیوسنتز ویتامین E است. در این تحقیق برای بررسی نقش آنزیم HPT در تولید متابولیت توکوفرول، خاموشی این ژن با استفاده از تکنیک RNAi مورد بررسی قرار گرفت. گیاهان آرابیدوپسیس به‌روش غوطهوری گل‌آذین تراریخت شدند و گیاهان حاصل با آنتیبیوتیک کانامایسین مورد ارزیابی اولیه قرار گرفتند و سپس میزان توکوفرول آن‌ها بررسی شد. در محیط حاوی کانامایسین حدود 70 گیاه به‌دست آمد. ارزیابی میزان توکوفرول در لاینهای به‌دست‌آمده نشان داد که میزان توکوفرول در حدود 28 لاین نسبت به شاهد کاهش معنیدار داشته است و در بقیه تفاوت معنیداری ملاحظه نشد که در این بین لاینهای 43، 68، 67، 70 و 58 به‌ترتیب بیشترین کاهش را نشان دادند.

اصلاح نباتات مولکولی

انگشت نگاری تعدادی از ژنوتیپ های برنج با استفاده از نشانگر های مولکولیAFLP

میثم علی زاده؛ قربانعلی نعمت زاده؛ محمد علی ابراهیمی؛ سیدحمید رضا هاشمی

دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 53-60

چکیده

برنج غذای عمده و منبع اصلی کربوهیدرات برای بیش از یک سوم از جمعیت جهان است. این گیاه همچنین جزء غذاهای اصلی مردم ایران محسوب میشود. در این پژوهش به‌منظور ارزیابی و انگشتنگاری تعدادی ژرمپلاسم برنج کشور که شامل 28 رقم محلی و 19 رقم خارجی بوده است، از نشانگرهای مولکولی AFLP استفاده گردید. با استفاده از 10 ترکیب آغازگر، تعداد 675 نوار ... بیشتر برنج غذای عمده و منبع اصلی کربوهیدرات برای بیش از یک سوم از جمعیت جهان است. این گیاه همچنین جزء غذاهای اصلی مردم ایران محسوب میشود. در این پژوهش به‌منظور ارزیابی و انگشتنگاری تعدادی ژرمپلاسم برنج کشور که شامل 28 رقم محلی و 19 رقم خارجی بوده است، از نشانگرهای مولکولی AFLP استفاده گردید. با استفاده از 10 ترکیب آغازگر، تعداد 675 نوار (باند) به‌دست آمد که تعداد 429 نوار (5/63%) چندشکلی نشان دادند. از بین آغازگرهای مورد استفاده، ترکیب آغازگر، E-TTG و M-CAT با 107 نوار بیشترین تعداد نوار و ترکیب آغازگر، E-AGG و M-CTG با 34 نوار کمترین تعداد نوار را تولید نمودند. مقدار متوسط محتوای اطلاعات چندشکل (PIC) نیز در این تحقیق 34/0 برآورد گردید. بهترین ترکیب آغازگرها برای تفکیک بهتر نمونههای برنج نیز E-TTG و M-CAT با شاخص نشانگر 1/24 تشخیص داده شد. میانگین شباهت ژنتیکی بر پایه ضریب Nei، 67/0 تخمین زده شد (97/040/0). دندروگرام به‌دست‌آمده با استفاده از روش UPGMA، سه گروه اصلی را بین ارقام مورد بررسی مشخص نمود که با نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل PCA نیز هم‌خوانی داشت. در این تحقیق نشانگر AFLP توانست اثرانگشت منحصر به فردی را برای تمامی ارقام ایجاد کند. با توجه به شناسایی گروههای هتروتیک، نتایج حاصل از این تحقیق میتواند در برنامه‌های اصلاحی جهت تولید ارقام هیبرید و امیدبخش استفاده قرار گیرد.

اصلاح نباتات مولکولی

تأثیر سویه های مختلف اگروباکتریوم رایزوژنز بر میزان بیوسنتز ترکیبات فنولی و کلروژنیک‌اسید در ریشه‌های موئین گیاه کاسنی

سارا کبیرنتاج؛ الناز قطبی راوندی؛ فرخنده رضانژاد؛ بهزاد شاهین کلیبر

دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 69-76

چکیده

استفاده از Agrobacterium rhizogenes جهت ایجاد کشت ریشه‌های موئین، روشی مناسب برای افزایش تولید متابولیت‌های ثانویه به خصوص ترکیبات دارویی به‌روش in vitro در گونه‌های گیاهی مختلف می‌باشد. سیستم‌های ریشه‌موئین دارای رشد بسیار سریع بوده و به‌دلیل داشتن انشعابات و تار‌های کشنده فراوان و همچنین میزان بیشتر سنتز متابولیت‌ها ... بیشتر استفاده از Agrobacterium rhizogenes جهت ایجاد کشت ریشه‌های موئین، روشی مناسب برای افزایش تولید متابولیت‌های ثانویه به خصوص ترکیبات دارویی به‌روش in vitro در گونه‌های گیاهی مختلف می‌باشد. سیستم‌های ریشه‌موئین دارای رشد بسیار سریع بوده و به‌دلیل داشتن انشعابات و تار‌های کشنده فراوان و همچنین میزان بیشتر سنتز متابولیت‌ها در هر واحد بیوماس (زیست‌توده)، دارای ظرفیت بیوسنتزی مشابه و یا بیشتر از ریشه‌های طبیعی برای متابولیـت‌های ثانویه هستند. در این تحقیق ریشه‌های موئین در ریزنمونه‌های لپه‌ای به‌دست‌آمده از گیاهچه‌های 8 روزه‌ درون شیشه‌ای‌ کاسنی توسط سویه‌های A4، A13 و 15834 به‌روش سوسپانسیونی القاء شد. میزان ترکیبات فنولی کل و کلروژنیک‌اسید در کلون‌های ریشه موئین رشد یافته و ریشه‌های غیرتراریخته (شاهد) اندازه‌گیری شد. نتایج حاکی از عدم تولید کلروژنیک‌اسید در تمامی کلون‌های بررسی شده، افزایش معنی‌دار میزان ترکیبات فنولی کل در کلون‌های القاء‌شده توسط سویه‌های A4 و A13 و کاهش این ترکیبات در اثر القاء توسط سویه‌ 15834 می‌باشد. نتایج این مطالعه تأییدکننده تأثیر چشمگیر سویه‌های اگروباکتریوم رایزوژنز در تولید ترکیبات فنولی میباشد، به نحویکه با انتخاب سویه مناسب میتوان تولید این ترکیبات را در کشتهای ریشه موئین افزایش داد.

مهندسی ‍ژنتیک و انتقال ژن

همسانه سازی پیشبر 2A11 گیاه گوجه فرنگی و بررسی بیان موقت با استفاده از سیستم اگرواینفیلتریشن

ناهید احمدی؛ حسن رهنما

دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 77-85

چکیده

بیان موقت ژنهای بیگانه در بافتهای گیاهی برای آنالیز عملکرد ژن در زمان کوتاه روش کارآمدی میباشد. این روش سریع، انعطاف‌پذیر، ساده و در بافتهای تمایز یافته قابل اجرا است. پیشبر 2A11 از پیشبرهای ویژه بافت میوه گیاه گوجهفرنگی است که باعث بیان بالای ژن 2A11 در میوه میشود. هدف از این تحقیق همسانهسازی پیشبر 2A11 و بررسی بیان ... بیشتر

کشت بافت و ریزازدیادی

تولید گیاهان هاپلوئید .Cucurbita pepo L از طریق القای بکرزایی توسط گردههای پرتوتابی شده با اشعه گاما

حامد ابراهیم زاده؛ محمود لطفی؛ شیوا عزیزی نیا؛ فرنگیس قنواتی

دوره 3، شماره 4 ، شهریور 1392، ، صفحه 99-108

چکیده

در پژوهش حاضر تولید گیاهان هاپلوئید در کدو از طریق القای رویان‌های بکرزا مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور گلهای ماده توسط بساکهای پرتوتابی‌شده با دزهای مختلف (25، 50، 75، 100 و 200 گری) اشعه گاما گردهافشانی شدند. جنینهای القاء‌شده سه تا پنج هفته پس از گرده‌افشانی نجات داده شده و در محیط اختصاصیE20 کشت شدند. طبق نتایج ... بیشتر در پژوهش حاضر تولید گیاهان هاپلوئید در کدو از طریق القای رویان‌های بکرزا مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور گلهای ماده توسط بساکهای پرتوتابی‌شده با دزهای مختلف (25، 50، 75، 100 و 200 گری) اشعه گاما گردهافشانی شدند. جنینهای القاء‌شده سه تا پنج هفته پس از گرده‌افشانی نجات داده شده و در محیط اختصاصیE20 کشت شدند. طبق نتایج تحقیق بیشترین تعداد جنین از دزهای 50 و 75 گری اشعه گاما به‌دست آمد که 82% از کل جنینهای حاصله را در بر میگرفت و این درحالی بود که هیچ جنینی در دز 200 گری به‌دست نیامد. باززایی و تولید گیاهان هاپلوئید به‌شدت تحت تأثیر شدت دز اشعه گاما، تیپ و مرحله جنینی بود. بیشترین باززایی و تولید گیاه هاپلوئید مربوط به دز 50 گری بود که با 27 گیاه باززا شده و تولید 11 گیاه هاپلوئید اختلاف معنیداری را با سایر دزها درسطح 5% از خود نشان داد. جنینهای بیشکل فقط گیاه دیپلوئید تولید کردند؛ درحالی‌که به‌ترتیب 17/29، 33/33، 14/57، 67/66، 100 و 100 درصد از گیاهان به‌دست‌آمده از جنینهای لپهای، قلبی، اژدری، نوکپیکانی، نوک‌اژدری و کروی هاپلوئید بودند. به‌طور کلی در طول مطالعه از 7744 بذر استخراجی، 127 جنین و 44 گیاه کامل به‌دست آمد؛ که از این میان هاپلوئیدی 17 گیاه توسط فلوسایتومتری و شمارش کلروپلاستهای سلول‌های نگهبان روزنه و همچنین بررسی خصوصیات موفولوژیکی تأیید شد.

دوره 13 (1402)

دوره 12 (1401)

دوره 11 (1400)

دوره 10 (1399)

دوره 9 (1398)

دوره 8 (1397)

دوره 7 (1396)

دوره 6 (1395)

دوره 5 (1394)

دوره 4 (1393)

دوره 3 (1392)

دوره 2 (1391)

دوره 1 (1390)

موضوعات = ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده

چکیده