بیوانفورماتیک
امید جزایری؛ طاهره السادات آقاجان زاده؛ تئو الزنگا
دوره 6، شماره 4 ، اسفند 1396، ، صفحه 29-40
چکیده
اهمیت تغذیه‌ای گلوکوزینولات‌ها در انسان‌ها، حیوانات و اثرات آنها در بهبود سرطان، بیماریهای قلبی-عروقی، عصبی و نقش دفاعی آنها درگیاهان علیه آفت‌ها و پاتوژن‌ها موجب گردیده است تا مسیر بیوسنتز گلوکوزینولات‌ها گزینه مناسبی جهت مطالعات ژنتیکی قرار گیرند. در شرایط تنشی، بیوسنتز گلوکوزینولات‌ها به‌وسیله مجموعه‌ای از فاکتورهای ...
بیشتر
اهمیت تغذیه‌ای گلوکوزینولات‌ها در انسان‌ها، حیوانات و اثرات آنها در بهبود سرطان، بیماریهای قلبی-عروقی، عصبی و نقش دفاعی آنها درگیاهان علیه آفت‌ها و پاتوژن‌ها موجب گردیده است تا مسیر بیوسنتز گلوکوزینولات‌ها گزینه مناسبی جهت مطالعات ژنتیکی قرار گیرند. در شرایط تنشی، بیوسنتز گلوکوزینولات‌ها به‌وسیله مجموعه‌ای از فاکتورهای رونویسی تحت کنترل مثبت یا منفی قرار می‌گیرند. شبه رسپتورهای کینازی در واقع پروتئین‌هایی هستند که به عنوان گیرنده‌های سطحی سلول، پیام‌های محیطی را دریافت می‌کنند. هدف از تحقیق حاضر مطالعه نقش تنظیمی ژن AT2G37050 در ارتباط با بیوسنتز گلیکوزینولاتها میباشد. به دنبال مطالعات پروتئومیک قبلی انجام شده بر روی گیاه آرابیدوپسیس تالیانای جهش‌یافته که ژن شبه رسپتور کینازی AT2G37050 آن از کار افتاده، مشخص گردید که 22 پروتئین در گیاه جهش‌یافته وجود دارند درحالی که در گیاه نوع وحشی (کنترل) حضور ندارند. مطالعات بیوانفورماتیکی حاضر، برگرفته از منابع مستخرج از الگوریتم GeneMANIA به کمک نرم‌افزار Cytoscape نشان داده است که بین سه پروتئین TSK-associating protein1 (TSA1)،AT3G47570 و AT1G08750 با پروتئین های درگیر در بیوسنتز گلوکوزینولات‌ها و همچنین تنظیم‌کننده‌های بیوسنتز گلوکوزینولات‌ها ارتباطات بیولوژیکی از نوع هم بیانی ژنی، برهم کنش پروتئین- پروتئین و قرار گیری در یک مکان مشترک درون سلولی (هم مکانی) وجود دارد. از طرفی دیگر، با توجه به اینکه گلوکوزینولات‌ها به عنوان ترکیبات ثانویه سولفوردار در آرابیدوپسیس تالیانا و گیاهان خانواده کلم شناخته شده‌اند، وجود ارتباط زیستی بین ژن TSA1 و AT3G47570 با ژن‌ها/ پروتئینهای ناقل سولفور و مسیر احیای سولفور، بر نقش این دو ژن در ارتباط با بیوسنتز گلوکوزینولات‌ها قوت بیشتری بخشیده است.
بیوانفورماتیک
خزر ادریسی مریان؛ حبیب الله سمیع زاده؛ سید حسن حسنی کومله؛ ناصر فرخی
چکیده
سرما تنش مهمی است که تولید و پراکندگی جغرافیایی بسیاری از گیاهان زراعی از جمله کلزا به عنوان یک گیاه روغنی مهم را محدود می‌کند. در این مقاله عناصر سیس شناخته شده که تنظیم‌کننده پاسخ مولکولی گیاه به تنش سرما هستند، برای شناسایی ژن‌های دخیل در تحمل سرما استفاده شدند. از تعداد 62384 یونیژن از پایگاه داده Brassica Genome Gateway، تعداد 56 عدد ژن مسئول ...
بیشتر
سرما تنش مهمی است که تولید و پراکندگی جغرافیایی بسیاری از گیاهان زراعی از جمله کلزا به عنوان یک گیاه روغنی مهم را محدود می‌کند. در این مقاله عناصر سیس شناخته شده که تنظیم‌کننده پاسخ مولکولی گیاه به تنش سرما هستند، برای شناسایی ژن‌های دخیل در تحمل سرما استفاده شدند. از تعداد 62384 یونیژن از پایگاه داده Brassica Genome Gateway، تعداد 56 عدد ژن مسئول سرما شناسایی شدند. برای اعتبارسنجی ژن‌های شناسایی شده آنالیز پروموتر، هستی‌شناسی، هم‌بیانی، برهمکنش پروتئین-پروتئین و آنالیز بیان ژن به صورت پیش‌بینی محاسباتی انجام شد. نتایج حاکی از حضور عناصر سیس معمول پاسخ به سرما در ناحیه پروموتر تمامی ژن‌های شناسایی شده بود که در مسیرهای مختلف زیستی مانند چرخه کالوین، تنفس سلولی و مسیرهای انتقال پیام در بخش‌های مختلف سلول قرار داشتند. بررسی هم‌بیانی ژن‌های شناسایی‌شده، اثر متقابل ژن‌ها را با همبستگی بالای 64/0 نشان داد. بررسی پروموتر، شبکه برهمکنش پروتئین-پروتئین و بررسی فاکتورهای رونویسی دخیل در تنظیم رونویسی56 عدد ژن شناسایی شده و 98 عدد ژن هم‌بیان آنها حاکی از سازوکار مولکولی و مسیرهای مشابه و مشترک پاسخ به تنش سرما در گیاه است و ژن‌های کاندید جهت بهره‌برداری در برنامههای اصلاحی و مهندسی ژنتیک کلزا را معرفی می‌کند.
بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی
زهرا صادقی؛ سعید نصرالله نژاد؛ میلاد لگزیان؛ سید اسماعیل رضوی؛ مجید جعفری
چکیده
بیماریهای زردی ناشی از ویروس‌های قابل انتقال با سفیدبالک در مزارع کدوئیان اهمیت زیادی داشته و به کدوئیان مناطق وسیعی از جهان خسارت زیادی وارد می‌کنند. در تحقیق حاضر، از مزارع مختلف کدوئیان در جنوب شرق (سیستان و بلوچستان) 195 نمونه طی تابستان و زمستان سالهای
96-1395، با علایم مانند: زردی، کوتولگی و بدشکلی برگها جمع آوری شد. به‌منظور ...
بیشتر
بیماریهای زردی ناشی از ویروس‌های قابل انتقال با سفیدبالک در مزارع کدوئیان اهمیت زیادی داشته و به کدوئیان مناطق وسیعی از جهان خسارت زیادی وارد می‌کنند. در تحقیق حاضر، از مزارع مختلف کدوئیان در جنوب شرق (سیستان و بلوچستان) 195 نمونه طی تابستان و زمستان سالهای
96-1395، با علایم مانند: زردی، کوتولگی و بدشکلی برگها جمع آوری شد. به‌منظور ردیابی ویروس‌های زردی رگبرگ خیار و کوتولگی زرد کدوئیان، با استفاده از آغازگر شش نوکلئوتیدی تصادفی و آر ان ای کل استخراج‌شده از نمونه‌های گیاهی، cDNA تهیه شد. سپس آزمون پی سی آر با استفاده از cDNA سنتز شده و آغازگرهَای اختصاصی منطبق با بخشی از ژن رمزکننده پروتئین پوششی (CV+/CV- و CYSCPF/CYSCPF) انجام گردید. نتایج حاصل نشان داد در 55 نمونه مشکوک قطعه450 جفت بازی و در 17 نمونه، قطعه700 جفت بازی مربوط به بخشی از ژن رمز کننده پروتئین پوششی ویروس‌های CVYV وCYSDV به ترتیب تکثیر شدند. توالی نوکلئوتیدی ژن پروتئین پوششی مربوط به دو جدایه ویروس CVYV تعیین شد. توالی پروتئین پوششی دو جدایه با یکدیگر و با 17جدایه دیگر قابل دسترسی در بانک ژن مقایسه گردید. براساس مطالعات تبارزایی جدایههای CVYV به دو گروه اصلی I (زیرگروه‌های IA و IB) و II تقسیم شدند: گروه اول شامل جدایههای از لبنان، اردن، تونس، اسپانیا و فرانسه اما گروه دوم تنها شامل جدایههای ایران (چابهار و زهک) بود که نشان دهنده تنوع بالای این جدایه‌ها است. نتایج شاخص‌های تنوع ژنتیکی و انتخاب نشان داد: جریان ژنی از اروپا به آسیا بسیارکم و تفاوت ژنتیکی بین آنها زیاد است و منطقه CP تحت محدودیت‌های شدید انتخاب منفی است که باعث تنوع و تکامل گونه CVYV شده است. به‌طور کلی، براساس نتایج بیشترین تنوع مولکولی و میزبانی مربوط به گروه آسیا است.
بیوتکنولوژی گیاهان دارویی
فاطمه اسدی؛ سارا دژستان؛ رباب قهرمانزاده؛ جبرایل رزمجو؛ محمد تقی آل ابراهیم
دوره 4، شماره 2 ، شهریور 1394، ، صفحه 31-40
چکیده
بارکدگذاری DNA روشی ساده برای شناسایی گونه‌ها با استفاده از یک توالی کوتاه ژنتیکی از یک بخش استاندارد ژنوم است. این روش به منظور شناسایی هشت گیاه دارویی جمع‌آوری‌شده از استان اردبیل مورد استفاده واقع شد. استخراج DNA به روش تغییر‌یافته CTAB انجام گرفت و PCR با آغازگرهای طراحی‌شده بر اساس بارکدهای کلروپلاستی rbcL، trnH-psbA، matK و بارکد هسته‌ای ...
بیشتر
بارکدگذاری DNA روشی ساده برای شناسایی گونه‌ها با استفاده از یک توالی کوتاه ژنتیکی از یک بخش استاندارد ژنوم است. این روش به منظور شناسایی هشت گیاه دارویی جمع‌آوری‌شده از استان اردبیل مورد استفاده واقع شد. استخراج DNA به روش تغییر‌یافته CTAB انجام گرفت و PCR با آغازگرهای طراحی‌شده بر اساس بارکدهای کلروپلاستی rbcL، trnH-psbA، matK و بارکد هسته‌ای ITS انجام شد. سپس محصولات PCR خالص‌سازی و تعیین توالی گردید. درصد موفقیت تکثیر و توالی‌یابی در نمونهها به‌ترتیب 87 و 62، 75 و 37، 62 و 12، 75 و 37 به‌دست‌آمد. توالی‌ها با نمونه‌های موجود در پایگاه داده NCBI همردیف‌شده و تحت تجزیه بیوانفورماتیکی قرار گرفتند. در درخت خویشاوندی گونه‌های هم‌جنس بر اساس توالی‌های بارکدهای rbcL و trnH-psbA از دیگر جنس‌ها تفکیک شدند. همچنین، در بارکد ITS فقط شیرین‌بیان با گیاهان هم‌جنس خود قرار گرفت. در این مطالعه، گیاه سوسن‌چلچراغ برای اولین بار با بارکد rbcL بارکدگذاری شد. SNP بارکدهای rbcL (کمتر از 30)، trnH-psbA (کمتر از 100)، ITS (بیشتر از 200) و matK (کمتر از 20) شمارش شد. بنابراین، بارکد rbcL به‌دلیل قدرت تفکیک بالا، تعداد SNP پایین و جامعیت در اکثر گونه‌ها، به‌عنوان بهترین بارکد معرفی شد. باوجوداین، بارکدهای ITS و trnH-psbA به‌دلیل مشکل مرتبط با توالی‌یابی مستقیم محصولات PCR و عدم دسترسی به توالی‌های با کیفیت، به‌عنوان بارکدهای مکمل شناسایی شدند. بارکد matK به‌دلیل قدرت تکثیر و توالی‌یابی پایین برای نمونه‌های مورد بررسی توصیه نمی‌شود.
پروتئومیکس
معروف خلیلی؛ محمد رضا نقوی
دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1395، ، صفحه 31-44
چکیده
در این پژوهش، تجزیه پروتئوم از طریق الکتروفورز دوبعدی و رنگ-آمیزی آبی کوماسی برای دو رقم گندم بهاره شامل کویر به‌عنوان رقم متحمل و بهار به‌عنوان رقم حساس انجام شد. بعد از کمّی کردن لکه-ها توسط نرم‌افزارSame spot progenesis ، تعداد 10 لکه پروتئینی مشترک تکرارپذیر دارای تفاوت معنی‌دار بین شرایط شاهد و تنش خشکی در دو رقم کویر و بهار تشخیص داده ...
بیشتر
در این پژوهش، تجزیه پروتئوم از طریق الکتروفورز دوبعدی و رنگ-آمیزی آبی کوماسی برای دو رقم گندم بهاره شامل کویر به‌عنوان رقم متحمل و بهار به‌عنوان رقم حساس انجام شد. بعد از کمّی کردن لکه-ها توسط نرم‌افزارSame spot progenesis ، تعداد 10 لکه پروتئینی مشترک تکرارپذیر دارای تفاوت معنی‌دار بین شرایط شاهد و تنش خشکی در دو رقم کویر و بهار تشخیص داده شد. با استفاده از طیف‌سنجی جرمی MALDI-TOF/TOFاز بین پروتئینهای مشترک، نه لکه پروتئینی مشترک شناسایی و نوع فعالیت آنها و نحوه عمل این پروتئین‌ها در سلول مشخص شد. بر اساس نتایج بدست آمده پروتئینهای دخیل در واکنش نوری (سه لکه پروتئینی شاملChlorophyll a-b binding protein 8، Cytochrome b6-f complex iron-sulfur subunit, chloroplasti و Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase CYP38) و چرخه کالوین (دو لکه پروتئینی شامل Fructose-1,6-bisphosphatase و ribulose-bisphosphate carboxylase small chain precursor) در هر دو رقم بیشترین گروه‌های عملکردی پروتئین و به عبارتی مهمترین پروتئین-های مشترک جهت حفظ کارایی گندم تحت شرایط تنش خشکی بودند. از آنجایی که این پروتئین‌ها در هر دو رقم متحمل و حساس تغییر بیان نشان دادند، بنظر می‌رسد که حساس‌ترین پروتئین‌ها در پاسخ به تنش خشکی در گندم بهاره باشند. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد که حفظ کارایی فتوسنتز تحت تنش خشکی از اهمیت بالایی برخوردار است.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
مریم پسندیده ارجمند؛ حبیب الله سمیع زاده لاهیجی؛ محمد محسن زاده گلفزانی
دوره 6، شماره 1 ، خرداد 1396، ، صفحه 31-42
چکیده
خشکی یکی از مخرب‌ترین تنشهای محیطی مؤثر بر فرآیندهای متابولیکی گیاه است. در تنش خشکی ژن‌های بسیاری از جمله ژن‌های مسیر تنفس نوری در گیاهان متأثر می‌شوند. در این مطالعه تأثیر تنش خشکی بر بیان نسبی ژن‌های پراکسی‌زومی GO Glycolate) oxidase) و HPR1 (Hydroxy pyruvate reductase) و ژن‌های میتوکندریایی GDC (Glycine decarboxylase) و SHMT (Serine hydroxy methyl transferase) دو ژنوتیپ حساس ...
بیشتر
خشکی یکی از مخرب‌ترین تنشهای محیطی مؤثر بر فرآیندهای متابولیکی گیاه است. در تنش خشکی ژن‌های بسیاری از جمله ژن‌های مسیر تنفس نوری در گیاهان متأثر می‌شوند. در این مطالعه تأثیر تنش خشکی بر بیان نسبی ژن‌های پراکسی‌زومی GO Glycolate) oxidase) و HPR1 (Hydroxy pyruvate reductase) و ژن‌های میتوکندریایی GDC (Glycine decarboxylase) و SHMT (Serine hydroxy methyl transferase) دو ژنوتیپ حساس (Hayola308) و متحمل (SLM046) کلزا (Brassica napus) در شرایط تنش (قطع آبیاری قبل از مرحله گلدهی) و بدون تنش بررسی شد. نتایج حاصل از Real time-PCR نشان داد میزان بیان نسبی ژن GO در 48، 72 و 96 ساعت پس از تنش در ژنوتیپ Hayola308 بیشتر از ژنوتیپ SLM046 بود. بیشترین میزان بیان نسبی ژن GDC در ژنوتیپ Hayola308 در 48 ساعت پس از تنش مشاهده شد و با افزایش زمان تنش کاهش یافت. بیان نسبی ژن SHMT در 24 ساعت پس از تنش در هر دو ژنوتیپ Hayola308 و SLM046 در بیشترین حد خود بود و با افزایش زمان تنش در ژنوتیپ SLM046 به‌طور ناگهانی و در ژنوتیپ Hayola308 به طور تدریجی کاهش یافت. بیشترین میزان بیان نسبی ژن HPR1 در 24 ساعت پس از تنش در ژنوتیپ SLM046 بود و سپس در 48 ساعت پس از تنش به شدت کاهش یافت. به نظر می‌رسد در ساعات ابتدایی تنش، تنفس نوری در ژنوتیپ SLM046 افزایش یافته بود و با تداوم تنش، بر خلاف ژنوتیپ Hayola308 نسبت به شرایط موجود سازگاری یافته و تنفس نوری را مهار کرده است.
بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی
ندا اصغری؛ داود کولیوند؛ امید عینی
چکیده
ویروس موزاییک خیار Cucumber mosaic virus (CMV) گونه شاخص جنس Cucumovirus از خانواده Bromoviridae است. در این تحقیق بیان برخی ژن‌های مرتبط با رشد و نمو و متیلاسیون در یک رقم حساس گوجه‌فرنگی آلوده به ویروس موزاییک خیار بررسی شد. برای آلوده‌سازی گوجه‌فرنگی از همسانه‌های آلوده‌گر جدایه استاندارد Fny ویروس موزاییک خیار استفاده شد. بدین منظور پس از تهیه نسخه‌های ...
بیشتر
ویروس موزاییک خیار Cucumber mosaic virus (CMV) گونه شاخص جنس Cucumovirus از خانواده Bromoviridae است. در این تحقیق بیان برخی ژن‌های مرتبط با رشد و نمو و متیلاسیون در یک رقم حساس گوجه‌فرنگی آلوده به ویروس موزاییک خیار بررسی شد. برای آلوده‌سازی گوجه‌فرنگی از همسانه‌های آلوده‌گر جدایه استاندارد Fny ویروس موزاییک خیار استفاده شد. بدین منظور پس از تهیه نسخه‌های رونویسی شده از همسانه‌های آلوده‌گر آران‌ای یک، دو و سه ویروس موزاییک خیار، رونوشت‌ها ابتدا روی توتون در مرحله چهاربرگی مایه‌زنی شدند و پس از ظهور علائم و ایجاد آلودگی، عصاره گیاه توتون آلوده به‌صورت مکانیکی روی گوجه فرنگی در مرحله چهاربرگی مایه‌زنی شد. پس از بروز علائم در چندین مرحله از گیاهان آلوده در فاصله‌های زمانی 7، 14 و 21 روز پس از مایه‌زنی، نمونه‌برداری از برگ‌های آلوده انجام گرفت. پس از استخراج آران‌ای کل از گیاهان دارای علائم حضور ویروس با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ویروس منطبق بر بخشی از ژن پروتئین پوششی تأیید شد. بیان برخی از ژن‌های مرتبط با دفاع و متیلاسیون مانند Hsp90، AGO1 وAGO4 توسط Real Time PCR اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که میزان بیان برخی از ژن‌ها مانند HSP90 در گوجه‌فرنگی‌های آلوده کاهش یافته بود. همچنین بیان ژن AGO1، در روز هفتم و چهاردهم پس از آلودگی در مقایسه با گیاه سالم افزایش یافت، در حالیکه در روز 21 پس از آلودگی میزان بیان این ژن نسبت به گیاه سالم کاهش یافت. بیان AGO4 در گیاهان آلوده به ویروس موزاییک خیار، در روز هفتم نسبت به گیاه سالم کاهش اما در روز 14و 21 روز پس از آلودگی، افزایش بیان نشان داد. تغییرات بیان ژن در AGO احتمالاً میتواند ناشی از تاخیر در القای این ژن توسط ویروس در مرحله اول بروز علایم باشد.
فیزیولوژی مولکولی
محمد علی اعظمی؛ سمیعه غفوری؛ محمدباقر حسن پور اقدم
چکیده
گیاه سنبل‌الطیب (Valeriana officinalis L.) از خانواده Valerianaceae به‌عنوان گیاه دارویی ارزشمند همواره مورد توجه بوده است که از آن برای درمان بیماریهای عصبی استفاده می‌شود. پژوهش به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل سویه‌های باکتری (R1000, LBA9402, C58, A4, GM, ATTCC15834)، سن ریزنمونه جهت تلقیح (10، 20 و 30 روز) و ریزنمونه‌های مختلف گیاه سنبل‌الطیب ...
بیشتر
گیاه سنبل‌الطیب (Valeriana officinalis L.) از خانواده Valerianaceae به‌عنوان گیاه دارویی ارزشمند همواره مورد توجه بوده است که از آن برای درمان بیماریهای عصبی استفاده می‌شود. پژوهش به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل سویه‌های باکتری (R1000, LBA9402, C58, A4, GM, ATTCC15834)، سن ریزنمونه جهت تلقیح (10، 20 و 30 روز) و ریزنمونه‌های مختلف گیاه سنبل‌الطیب (برگ و ریشه) در سه تکرار انجام گرفت. جهت کشت باکتری‌ها از محیط کشت MYA جامد و جهت تهیه سوسپانسیون باکتری به‌منظور تلقیح از محیط MYA مایع حاوی آنتی‌بیوتیک ریفامپسین با غلظت 50 میلی‌گرم در لیتر استفاده گردید. دو روش تلقیح (روش غوطه‌وری و تزریق) بر درصد ریشه‌زایی ریزنمونهها مورد ارزیابی قرار گرفت و روش تزریق در القای ریشه مویین بر ریزنمونهها مؤثر واقع نشد. پس از مشخص شدن بهترین سویه و بهترین ریزنمونه، جهت پرآوری ریشه‌های مویین کلون‌ها در محیط کشت جامد MS ،1/2 MS و MS + 0.2 mg/L NAA کشت گردیدند، مشاهده شد که ریشه‌های قرار داده شده در محیط کشت MS بیشترین زیست‌توده را داشتند. سویه ATCC15834و A4 رشد یافته در محیط MYA روی ریز نمونه برگی 30 روزه مناسب‌ترین سویه‌ها بودند. بیشترین طول ریشه و تعداد ریشه مویین در القای با سویه A4 دیده شد. ریشه‌های مویین القاء شده در محیط کشت MS حاوی 3 درصد ساکارز در دمای 25 درجه سانتی‌گراد بیشترین میزان رشد ریشه‌های مویین را نشان داد. نتایج نشان داد که کاربرد سویه‌های ATTCC15834, R1000, LBA9402 و A4 باعث القای ریشه‌های مویین در گیاه سنبل‌الطیب شد و دو سویه دیگر در القای ریشه‌های مویین ناکارآمد بودند.
ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک
نیلوفر پیکاری؛ کتایون زمانی
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.
نانوبیوتکنولوژی کشاورزی
محمد علی ابراهیمی؛ نسرین قوامی؛ مهدی دادمهر؛ هادی کلانتری؛ جواد شقاقی؛ اردشیر قادری؛ نسیم زرین پنجه
چکیده
انواع تنشهای زیستی و غیر زیستی مانند عوامل بیماری‌زا، آفت‌ها، علف‌های‌هرز، دما، رطوبت نامناسب و بسیاری عوامل دیگر، دستیابی به عملکرد مطلوب محصولات کشاورزی را با مشکلات و معضلات متعددی روبه‌رو ساخته‌است. پیش بینی می‌شود که تا سال 2050 میلادی جمعیت جهان به حدود 6/9 میلیارد نفر برسد که در این صورت، بایستی تولیدات کشاورزی بین 70 تا ...
بیشتر
انواع تنشهای زیستی و غیر زیستی مانند عوامل بیماری‌زا، آفت‌ها، علف‌های‌هرز، دما، رطوبت نامناسب و بسیاری عوامل دیگر، دستیابی به عملکرد مطلوب محصولات کشاورزی را با مشکلات و معضلات متعددی روبه‌رو ساخته‌است. پیش بینی می‌شود که تا سال 2050 میلادی جمعیت جهان به حدود 6/9 میلیارد نفر برسد که در این صورت، بایستی تولیدات کشاورزی بین 70 تا 100 درصد افزایش یابد تا بتوان از عهده تأمین نیاز به مواد خوراکی بشر بر آمد. عواملی چون کوچک‌تر شدن زمین‌های قابل کشت، کمبود منابع آبی، تغییر اقلیم و کاهش کارایی نهاده‌های شیمیایی کشاورزی، مشکلات ناشی از تنشهای زیستی و غیر زیستی را برای انواع محصولات تشدید کرده است. بدین ترتیب، دستیابی به فناوری‌های مدرن و ره‌یافت هایی نوین برای حفاظت گیاهان در برابر تنش‌ها و بهبود کارایی مصرف نهاده‌های شیمیایی با هدف تأمین امنیت غذایی به‌گونه‌ای سالم و پایدار، امری کاملاً حیاتی است. نانو زیست‌فناوری که شامل استفاده از نانوساختارها (مواد کوچک‌تر از صد نانومتر) در کاربردهای زیستی است، ابزاری نویدبخش برای محقق شدن کشاورزی پایدار است که عامل کلیدی برای تأمین نیاز روزافزون به غذا در سطح جهان میباشد. در مقاله حاضر کلیات نقش فناوری نانو در صنعت کشاورزی به‌عنوان نانو کودها، نانو آفت‌کش‌ها، نانو تنظیم کننده های رشد، نانو اصلاح کننده های آب و خاک و غیره مرور شده‌است.
مهندسی ژنتیک و انتقال ژن
سعید سهیلی وند؛ امیر موسوی؛ محمدرضا صفرنژاد
چکیده
انتقال ژن به لیموترش (Citrus aurantifolia L.)، به‌عنوان یکی از گیاهان چوبی سرسخت، چالش‌برانگیز است. تأکید این مطالعه بر عوامل مهمی است که در افزایش موفقیت انتقال ژن و کاستن شیمری شدن شاخساره‌های تراریخته، مؤثر هستند. ریزنمونه‌های اپی‌کوتیل و میانگره، با سه سویه اگروباگتریوم (LBA4404، GV3101 و GV3850)، حامل پلاسمیدهای pBI121 و pCAMBIA3301 دارای ژن گزارشگر ...
بیشتر
انتقال ژن به لیموترش (Citrus aurantifolia L.)، به‌عنوان یکی از گیاهان چوبی سرسخت، چالش‌برانگیز است. تأکید این مطالعه بر عوامل مهمی است که در افزایش موفقیت انتقال ژن و کاستن شیمری شدن شاخساره‌های تراریخته، مؤثر هستند. ریزنمونه‌های اپی‌کوتیل و میانگره، با سه سویه اگروباگتریوم (LBA4404، GV3101 و GV3850)، حامل پلاسمیدهای pBI121 و pCAMBIA3301 دارای ژن گزارشگر بتا گالاکتوزیداز (GUS)، جهت بررسی عوامل دخیل در انتقال ژن، استفاده شدند. فاکتورهای اصلی همچون OD600 اگروباکتریوم (3/0، 5/0 و 1)، زمان تلقیح ریزنمونه (5 ثانیه، 10 دقیقه و 30 دقیقه)، مدت هم‌کشتی (2 و 3 روزه) و انتخاب نوع و میزان عامل انتخابگرهای فسفینوترایسین (1، 3، 5 و 10 میلی‌گرم در لیتر) و کانامایسین (25، 50، 75 و 100 میلی‌گرم در لیتر) ارزیابی شدند. بدین منظور، بازدهی تراریختی با استفاده از واکنش زنجیره‌ای پلیمراز و میزان حالت شیمری شاخساره‌های تراریخته به‌کمک آزمون هیستوشیمیایی GUS، تأیید گردیدند. نتایج نشان داد که اگروباکتریوم سویه LBA4404، با OD600 5/0 و زمان تلقیح پنج ثانیه برای اپی‌کوتیل و 10 دقیقه برای میانگره با هم‌کشتی دو روزه، مناسب‌ترین تیمارها برای هر دو ریزنمونه بودند. فراوانی انتقال ژن بین 93/0% در ریزنمونه میانگره روی محیط DKW حاوی 1 میلی‌گرم در لیتر فسفینوترایسین و 29/14 درصد، در ریزنمونه اپی‌کوتیل روی محیط DKW حاوی 50 میلی‌گرم در لیتر کانامایسین حاصل شد. همچنین مشخص گردید، به‌کار بردن سطوح بالای عامل انتخابگر، بازدهی تراریزش را با کاهش پدیده شیمری و جلوگیری از فرار شاخساره‌های غیرتراریخته، بهبود می‌بخشد. یافته‌های این مطالعه، راهکارهای مؤثری را در باززایی شاخساره‌های تراریخته غیرشیمری در لیموترش، ارائه می‌دهد.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
راحیل دولت آبادی؛ هاجر شایسته؛ امین میرشمسی کاخکی؛ محمد زارع مهرجردی؛ علیرضا سیفی
چکیده
گل جالیز گیاه انگلی است که باعث کاهش قابل توجهی در تولید محصولات زراعی می‌شود و کنترل آن نیز در شرایط مزرعه دشوار است. در این مطالعه تجزیه‌وتحلیل داده‌های RNA-seq موجود در NCBI، همراه با تایید آزمایشگاهی بخشی از نتایج حاصل گزارش می‌شود. پس از ارزیابی کیفیت خوانش‌های خام آلومینا، خوانش‌های با کیفیت قابل قبول روی ترنسکرپتوم گل‌جالیز ...
بیشتر
گل جالیز گیاه انگلی است که باعث کاهش قابل توجهی در تولید محصولات زراعی می‌شود و کنترل آن نیز در شرایط مزرعه دشوار است. در این مطالعه تجزیه‌وتحلیل داده‌های RNA-seq موجود در NCBI، همراه با تایید آزمایشگاهی بخشی از نتایج حاصل گزارش می‌شود. پس از ارزیابی کیفیت خوانش‌های خام آلومینا، خوانش‌های با کیفیت قابل قبول روی ترنسکرپتوم گل‌جالیز نقشه‌یابی شدند. پس از آنالیز بیان ژن با استفاده از نرم افزار DESeq، 391 ژن دارای بیان متفاوت در مرحله آبنوشی بذر گل‌جالیز و مرحل اتصال گل‌جالیز به ریشه میزبان شناسایی شد. بیان اورتولوگ این ژن‌ها در خویشاوندان نزدیک گل جالیز، که غیر انگل یا نیمه انگل هستند، نیز بررسی شد. از بین 391 ژنی که بین مرحله آبنوشی و اتصال به میزبان در گل جالیز تفاوت بیان معنی داری داشتند، 87 ژن در خویشاوند انگل گل‌جالیز نیز بیان بالایی در زمان اتصال به میزبان داشتند، در حالیکه این ژن‌ها در خویشاوند غیر انگل بیان نمی‌شدند. بر این اساس این 87 ژن به‌عنوان ژن‌های کاندید دخیل در استقرار رابطه انگلی با میزبان در نظر گرفته‌شدند. در ادامه الگوی بیان نُه ژن از این ژن‌های کاندید انتخابی در بافت رویشی، گل، و بافت محل اتصال گل‌جالیز به گوجه‌فرنگی بررسی شد. نتایج نشان داد که ژن کدکننده سرین‌کربوکسی‌پپتیداز الگوی بیان مورد انتظار برای ژن‌های دخیل در ایجاد رابطه انگلی را دارد به نحوی که تنها در بافت محل اتصال به میزبان بیان می‌شود. نتایج این مطالعه میتواند برای اهداف مهندسی ژنتیک گوجه‌فرنگی برای ایجاد مقاومت به گل جالیز از طریق خاموشی ژن در میزبان مورد استفاده قرار گیرد.
بیوتکنولوژی میکروبی در گیاهان زراعی
سارا خسروی نیا؛ عبدالرضا باقری؛ سید مهدی زیارت نیا
دوره 4، شماره 1 ، خرداد 1394، ، صفحه 39-48
چکیده
مقاومت دارویی میکروارگانیزم‌ها سبب توجه بیشتر به گیاهان دارویی با عوارض جانبی کمتر شده است. اما برداشت بی‌رویه گیاهان دارویی محققان را به فکر گسترش تولید متابولیت‌های ضدمیکروبی در شرایط درون‌شیشه‌ای انداخته است. بنابراین در این تحقیق اثر مهارکنندگی رقتهای مختلف عصاره‌های آبی، اتانولی، متانولی و اتری حاصل از کالوس، سلول‌های ...
بیشتر
مقاومت دارویی میکروارگانیزم‌ها سبب توجه بیشتر به گیاهان دارویی با عوارض جانبی کمتر شده است. اما برداشت بی‌رویه گیاهان دارویی محققان را به فکر گسترش تولید متابولیت‌های ضدمیکروبی در شرایط درون‌شیشه‌ای انداخته است. بنابراین در این تحقیق اثر مهارکنندگی رقتهای مختلف عصاره‌های آبی، اتانولی، متانولی و اتری حاصل از کالوس، سلول‌های کشت سوسپانسیون و بذر زیره سیاه بر روی میکروارگانیزمهای Staphylococcus aureus، Bacillus subtilis،Pseudomonas aeroginosa ، Escherichia coli، Klebsiella pneumoniae ، Aspergillus parasiticus و Candida albicans بررسی شد. نتایج نشان داد که عصاره‌های مختلف از خاصیت بازدارندگی بالایی برخور دارند و اثر مقدار رقت عصارهها بر مهار رشد میکروارگانیزم‌ها معنی‌دار است. اما در نوع عصاره و اثر متقابل این دو فاکتور (رقت و نوع عصاره) اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد. متفاوت بودن اثر ضدمیکروبی عصارهها بهخاطر تفاوت در قدرت حلالیت مواد موثره موجود در آنها میباشد. با افزایش غلظت عصارهها، اثر بازدارندگی آنها افزایش یافت به‌طوری‌که عصاره رقیق نشده بیشترین اثر بازدارندگی را نشان داد. همچنین اثر بازدارندگی عصاره‌های حاصل از سلول و کالوس زیره سیاه بیشتر از عصاره‌های بذری است. نتایج بررسی ترکیبات عصارهها با TLC نیز نشان داد که اسکوپولتین از خاصیت ضدمیکروبی برخودار است و به مقدار فراوان در کالوس و سلول‌های کشت سوسپانسیون زیره سیاه وجود دارد. بنابراین اثرات ضدمیکروبی عصاره‌های حاصل از کالوس و سلول زیره سیاه را می‌توان، علیرغم کم بودن مقدار کومین‌آلدهید آنها، به مقدار زیاد اسکوپولتین ارتباط داد. در نهایت استفاده از سیستم‌های کشت سلول گیاهی برای تولید متابولیت‌هایی با خاصیت ضدمیکروبی، از جمله اسکوپولتین، یک فناوری مناسب محسوب شده و میتواند جایگزینی مناسب برای داروهای شیمیایی متداول باشد.
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 گیاهان دارویی
هوشنگ گوهرچینی؛ خدیجه باقری؛ محمدرضا زمانی
چکیده
چکیده
گیاه سرخدار منبع اصلی تولید داروی تاکسول است. پاکلی تاکسول با نام تجاری تاکسول داروی اصلی در درمان سرطان‌های مختلف میباشد. بذر این گیاه دارای خواب طولانی و جوانهزنی سخت است و به علت تقاضای بالا و برداشت بی‌رویه در بعضی مناطق خطر انقراض این گیاه مهم وجود دارد. با توجه به این شرایط، استفاده از ابزارهای بیوتکنولوژی همچون کشت ...
بیشتر
چکیده
گیاه سرخدار منبع اصلی تولید داروی تاکسول است. پاکلی تاکسول با نام تجاری تاکسول داروی اصلی در درمان سرطان‌های مختلف میباشد. بذر این گیاه دارای خواب طولانی و جوانهزنی سخت است و به علت تقاضای بالا و برداشت بی‌رویه در بعضی مناطق خطر انقراض این گیاه مهم وجود دارد. با توجه به این شرایط، استفاده از ابزارهای بیوتکنولوژی همچون کشت بافت و کشت جنین برای تولید نهالهای تازه به‌منظور تکثیر و به‌کارگیری این گیاهان تازه در سایر مطالعات آزمایشگاهی ضروری است. در این پژوهش ابتدا در قالب یک طرح آزمایش کاملاً تصادفی با 48 تیمار و سه تکرار مشخص شد که تیمار 21 روز نگهداری بذرها در آب و کشت آنها روی محیط کشت ½ WPM تغییر‌یافته بالاترین جوانهزنی را دارد. در گام بعدی برای کوتاه‌تر نمودن زمان جوانهزنی، جنینها در محیط استریل جدا شدند و در آب مقطر دو بار استریل روی شیکر یخچالدار به مدت 5 روز در دمای 4 سانتی‌گراد نگهداری و سپس در دو محیط کشت WPM½ و ½MS کشت شدند. پس از تجزیه واریانس دادهها مشخص شد که اختلاف معنی‌داری بین تیمارها در سرعت جوانهزنی وجود ندارد پس می‌توان نتیجه گرفت با این روش می‌توان در مدتزمان کمتری به گیاهچه‌های جوان و تازه دست یافت.
ژنومیکس
فرامرز هوشیاردل؛ رضا درویش زاده؛ حمید حاتمی ملکی
دوره 5، شماره 2 ، شهریور 1395، ، صفحه 61-72
چکیده
توتون (Nicotiana tabacum L.) از جمله گیاهان صنعتی است که در اقتصاد بسیاری از کشورها اهمیت اساسی دارد. توتون شرقی متشکل از واریته های با برگ های کوچک، آفتاب خشک و ترکیبات آروماتیک فراوان می باشد که اطلاعات کمی در مورد صفات مختلف زراعی و شیمیایی و نحوه کنترل ژنتیکی آن ها وجود دارد. این پژوهش با هدف تهیه نقشه پیوستگی توتون شرقی در یک جمعیت لاین های ...
بیشتر
توتون (Nicotiana tabacum L.) از جمله گیاهان صنعتی است که در اقتصاد بسیاری از کشورها اهمیت اساسی دارد. توتون شرقی متشکل از واریته های با برگ های کوچک، آفتاب خشک و ترکیبات آروماتیک فراوان می باشد که اطلاعات کمی در مورد صفات مختلف زراعی و شیمیایی و نحوه کنترل ژنتیکی آن ها وجود دارد. این پژوهش با هدف تهیه نقشه پیوستگی توتون شرقی در یک جمعیت لاین های اینبرد نوترکیب (103 لاین) حاصل از تلاقی Basma seres 31 (♀) و SPT406 (♂) و شناسایی مکان های ژنی کنترل کننده تعدادی از صفات زراعی و محتوی کلر برگ در شرایط مزرعه‌ای انجام گرفت. برای تهیه نقشه پیوستگی، از نشانگرهای SSR، ISSR، IRAP و REMAP استفاده گردید. نقشه پیوستگی با استفاده از 46 نشانگر تهیه گردید که 1/586 cM از ژنوم توتون را پوشش داده و متوسط فاصله بین دو نشانگر مجاور در این نقشه ژنتیکیcM 74/12 می باشد. تعداد نشانگرها در گروه های پیوستگی ایجاد شده بین 2 الی 13 عدد متغیر بود. با استفاده از روش مکان یابی فاصله ای مرکب تعداد 19 QTL با ضریب تبیین فنوتیپی 2/13 الی 1/40 درصد برای صفات طول برگ، تعداد برگ، روز تا گلدهی، مقدار کلروفیل، عرض برگ، ارتفاع گیاه، فاصله میانگره ها، قطر ساقه، عملکرد برگ خشک، مقدار فتوسنتز و محتوای کلر برگ شناسایی گردید. در این مطالعه، QTLهای هم مکان در گروه های پیوستگی 1، 3 و 5 شناسایی گردید. مقادیر بالای عددی ضرایب تبیین فنوتیپی بدست آمده در تحقیق حاضر، بیانگر پتانسیل استفاده از نشانگرهای مبتنی بر رتروترنسپوزون ها (IRAP وREMAP) و نشانگرهای ریزماهواره ای شناسایی شده در برنامه های گزینش به کمک نشانگر در توتون شرقی میباشد.
ژنومیکس
حسین صبوری؛ شریفه محمد آلق؛ عباس بیابانی؛ احمدرضا دادرس؛ عاطفه صبوری؛ مهناز کاتوزی؛ محبوبه نجار عجم؛ ماهم پیراسته؛ رسول خاتمی نژاد
دوره 3، شماره 4 ، اسفند 1393، ، صفحه 31-45
چکیده
تنشهای اسمتیک از جمله خشکی در برنج یکی از جدیترین عاملهای تولید و پایداری عملکرد در جهان میباشد. به منظور مکانیابی QTLهای مرتبط با تحمل به تنشهای اسمتیک در مرحله جوانهزنی و تعیین سهم هر QTL در تنوع فنوتیپی صفات 96 لاین نسل هشتم تلاقی ارقام عنبربو × سپیدرود ( به ترتیب متحمل و حساس به تنش خشکی در مرحله جوانهزنی) در دانشگاه گنبد کاووس ...
بیشتر
تنشهای اسمتیک از جمله خشکی در برنج یکی از جدیترین عاملهای تولید و پایداری عملکرد در جهان میباشد. به منظور مکانیابی QTLهای مرتبط با تحمل به تنشهای اسمتیک در مرحله جوانهزنی و تعیین سهم هر QTL در تنوع فنوتیپی صفات 96 لاین نسل هشتم تلاقی ارقام عنبربو × سپیدرود ( به ترتیب متحمل و حساس به تنش خشکی در مرحله جوانهزنی) در دانشگاه گنبد کاووس طی سالهای 92-1390 مورد مطالعه قرار گرفتند. برای تشکیل نقشه پیوستگی، چند شکلی 365 جفت آغازگر SSR و 35 ترکیب پرایمری AFLP روی والدین مورد بررسی قرار گرفت. از 136 نشانگر SSR و 21 ترکیب پرایمری چند شکل برای تهیه نقشه پیوستگی استفاده شد. مؤلفههای جوانهزنی شامل طول ریشهچه، ساقهچه، کلئوپتیل و درصد جوانهزنی روی 100 بذر هر لاین در شرایط تنش اسمتیک 5 بار حاصل از ساکارز، سوربیتول و مانیتول ثبت شد. برای طول ریشهچه در هر سه شرایط تنش روی کروموزوم 4، QTLهایی یافت شد که اثر افزایشی آن در همه موارد مثبت بود. از بین QTLهای شناسایی شده qSUC-5 (طول کلئوپتیل در تنش حاصل از ساکارز) روی کروموزوم 5، qSUR-2 (طول ریشهچه در تنش حاصل از ساکارز) روی کروموزوم 2 و qSUR-4 (طول ریشهچه در تنش حاصل از ساکارز) روی کروموزوم 4 به ترتیب 23، 23 و 26 درصد تغییرات فنوتیپی طول کلئوپتیل و طول ریشهچه را در شرایط تنش اسمتیک توجیه نمودند. این QTLها به دلیل بالا بودن درصد توجیه پس از تعیین اعتبار، کاندید مناسبی برای برنامههای انتخاب به کمک نشانگر در جمعیت لاینهای نوترکیب برنج ایرانی میباشند.
اصلاح نباتات مولکولی
معصومه رجبی هشجین؛ مصطفی آقایی سربرزه؛ محمدحسین فتوکیان؛ محسن محمدی
دوره 2، شماره 2 ، 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.
بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی
سمیرا شهبازی؛ حسین اهری مصطفوی؛ محمدعلی ابراهیمی؛ حامد عسکری؛ سید مهیار میرمجلسی؛ مهسا کریمی
دوره 2، شماره 3 ، اسفند 1392، ، صفحه 33-40
چکیده
قارچ تریکودرما به عنوان یک عامل کنترل بیولوژیک موفق شناخته شده است. گونه های آنتاگونیست تریکودرما قادرند دامنه وسیعی از قارچ های پاتوژن گیاهی را کنترل نمایند. بالاترین میزان تولید آنزیم های تجزیه کننده دیواره (کیتیناز و گلوکاناز) را در بین میکروارگانیسم ها به این جنس تعلق دارد. کیتینازها نقش موثری در فرآیند مایکوپارازیتسم قارچهای ...
بیشتر
قارچ تریکودرما به عنوان یک عامل کنترل بیولوژیک موفق شناخته شده است. گونه های آنتاگونیست تریکودرما قادرند دامنه وسیعی از قارچ های پاتوژن گیاهی را کنترل نمایند. بالاترین میزان تولید آنزیم های تجزیه کننده دیواره (کیتیناز و گلوکاناز) را در بین میکروارگانیسم ها به این جنس تعلق دارد. کیتینازها نقش موثری در فرآیند مایکوپارازیتسم قارچهای بیمارگر گیاهی دارند..لذا پتانسیل بیوکنترلی جدایه هایی که توانایی تولید این آنزیم ها در آنها بیشتر است بالاتر خواهد بود. کاربرد روش های مهندسی ژنتیک و ایجاد موتاسیون مستقیم در ژنوم T. harzianum به منظور افزایش پتانسیل آنتاگونیستی این قارچ از طریق افزایش فعالیت کیتینازها دارای مزیت هایی می باشد. در این مطالعه القای جهش در T. harzianum با دز 250 گری اشعه گاما انجام و سپس فعالیت کیتینازی 20 جدایه حاصل اندازه گیری شد. 15 جدایه، میزان فعالیت بالاتری نسبت به جدایه شاهد داشتند. بر این اساس می توان روش القای موتاسیون در افزایش پتانسیل آنتاگونیستی جدایه های بومی قارچ تریکودرما در ایران را به منظور دست یابی به منابع بیوکنترل موثر و کارا توصیه نمود.
مهندسی ژنتیک و انتقال ژن
مطهره محسن پور؛ مسعود توحیدفر
دوره 1، شماره 1 ، اسفند 1390، ، صفحه 35-48
چکیده
سیستمی با قرار دادن پیشبر شوک حرارتی E. coli (groE) در ناقل پلاستیدی و ساخت سیگما فاکتور هیبرید گیاه- باکتری تحت یک پیشبر مختص بافت طراحی گردید تا بتوان بر مشکل کاهش رشد و یا باروری گیاه در انتقال ژن به پلاستید که اغلب به دلیل اثرات تولید دائمی محصول تراژن ایجاد می‌گردد غلبه نمود. به‌طوری‌که با ترکیب موتیف‌های قسمت پایانة N شبه ...
بیشتر
سیستمی با قرار دادن پیشبر شوک حرارتی E. coli (groE) در ناقل پلاستیدی و ساخت سیگما فاکتور هیبرید گیاه- باکتری تحت یک پیشبر مختص بافت طراحی گردید تا بتوان بر مشکل کاهش رشد و یا باروری گیاه در انتقال ژن به پلاستید که اغلب به دلیل اثرات تولید دائمی محصول تراژن ایجاد می‌گردد غلبه نمود. به‌طوری‌که با ترکیب موتیف‌های قسمت پایانة N شبه سیگما فاکتور توتون که دارای توالی نشانه برای ورود به کلروپلاست و موتیف برهمکنش با پلیمراز کلروپلاستی میباشد با موتیف‌های قسمت C-ترمینال فاکتور سیگما 32ی E. coli که قدرت تشخیص و اتصال به پروموتر groE را دارد، یک فاکتور سیگمای هیبرید گیاه E. coli طراحی گردید. این ژن هیبرید موسوم به HSig طی مراحلی با افزودن نواحی تنظیمی در وکتور اگروباکتریومی کلون‌سازی شد. از وکتور نوترکیب حاصل برای انتقال ژن به رقم ایرانی توتون استفاده گردید و ردیابی گیاهان تراریخته حاصل توسط آنالیز PCR، سادرن بلات و رونویسی معکوس اثبات گردید. گیاهان تراریخته HSig حاصل با استفاده از ناقل pFNGi به روش تفنگ ژنی مورد تراریختی مجدد پلاستید قرار گرفتند و بیان پروتئین فلورسنت سبز (GFP) تحت پیشبر groE در کلروپلاست، بیان HSig در بافت سبز گیاه تراریخته و هدف‌گیری آن به پلاستید با استفاده از پپتید نشانه را اثبات نمود. سیستمی که برای بیان GFP در ژنوم کلروپلاستی طراحی و ساخته شد این قابلیت را خواهد داشت که با جایگزینی هر ژن دلخواه دیگری به جای GFP استفاده و برای اختصاصی کردن بیان ژن در کلروپلاست در کشاورزی ملکولی مورد استفاده قرار گیرد.
اصلاح نباتات مولکولی
منیره رحیمی؛ فرشاد ابراهیم پور؛ روهام عشقی
دوره 2، شماره 1 ، اسفند 1391، ، صفحه 35-48
چکیده
در این تحقیق، یک جمعیت 2:3F حاصل از تلاقی دو رقم جوی Hiberna و Pfyner جهت تعیین نحوه توارث به روش تجزیه میانگین نسلها و همچنین شناسایی نواحی ژنومی (QTL) کنترل کننده عملکرد و اجزاء آن از طریق نشانگرهای ریزماهواره، مورد استفاده قرار گرفت. تجزیه میانگین نسل ها نشان داد که اگرچه در کنترل اکثر صفات زراعی هر دوی اثرات افزایشی و غالبیت نقش داشتند، اثرات ...
بیشتر
در این تحقیق، یک جمعیت 2:3F حاصل از تلاقی دو رقم جوی Hiberna و Pfyner جهت تعیین نحوه توارث به روش تجزیه میانگین نسلها و همچنین شناسایی نواحی ژنومی (QTL) کنترل کننده عملکرد و اجزاء آن از طریق نشانگرهای ریزماهواره، مورد استفاده قرار گرفت. تجزیه میانگین نسل ها نشان داد که اگرچه در کنترل اکثر صفات زراعی هر دوی اثرات افزایشی و غالبیت نقش داشتند، اثرات غالبیت و اثرات متقابل غیر آللی بیشترین سهم را در توارث صفات روز تا رسیدگی، تعداد دانه در خوشه، طول خوشه و ارتفاع بوته به خود اختصاص دادند. پارامترهای ژنتیکی نظیر وراثت پذیری نشان داد که اداره صفت تعداد پنجه تحت تاثیر اثرات افزایشی بود. نقشه پیوستگی 159 نشانگر ریز ماهواره با پوشش ژنومی 5/1030 سانتی مورگان تهیه گردید. براساس روش مکانیابی فاصلهای مرکب برای صفات روز تا رسیدگی، تعداد پنجه، وزن هزار دانه، ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد دانه در خوشه و عملکرد دانه به ترتیب 2، 4، 2، 4، 1، 4 و 7 ناحیه ژنومی مکانیابی شد.
اصلاح نباتات مولکولی
پروانه محمودی؛ احمد معینی؛ سید مجتبی خیام نکویی؛ محسن مردی؛ قاسم حسینی سالکده
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1393، ، صفحه 35-46
چکیده
زعفران (Crocus sativus L.)، ارزشمندترین و محبوب‌ترین ادویه جهانی، گونه‌ای تریپلوئید از خانواده Iridaceae میباشد. این گونه با کلالههای قرمز، بلند و معطر، از سایر گونه‌های این خانواده متمایز است. با پیشرفت‌های سریع بوجود آمده در نسل دوم توالی‌یابی، توالی‌یابی RNA (RNAseq.) ابزار قدرتمندتر و ارزان‌تری در مطالعات ترانسکریپتوم شده است. گردآوری ...
بیشتر
زعفران (Crocus sativus L.)، ارزشمندترین و محبوب‌ترین ادویه جهانی، گونه‌ای تریپلوئید از خانواده Iridaceae میباشد. این گونه با کلالههای قرمز، بلند و معطر، از سایر گونه‌های این خانواده متمایز است. با پیشرفت‌های سریع بوجود آمده در نسل دوم توالی‌یابی، توالی‌یابی RNA (RNAseq.) ابزار قدرتمندتر و ارزان‌تری در مطالعات ترانسکریپتوم شده است. گردآوری مجدد توالی‌های ترانسکریپتوم، راه حل مناسبی برای مطالعه ترانسکریپتوم موجوداتی است که توالی ژنوم آنها در دسترس نیست. توالی‌یابی دقیق و مونتاژ قابل اعتماد در داده‌های ترانسکریپتوم، برای آنالیزهای پایین‌دست ضروری میباشد. در این مطالعه با جداسازی و تعیین توالی ترانسکریپتوم کلاله زعفران زراعی با استفاده از نسل دوم توالی‌یابی نتایج عملکرد تجزیه و تحلیل داده ها بوسیله دو نرم‌افزار پرکاربرد به نام‌های SOAPdenovo و Trinity مقایسه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که میانگین طول توالی‌ها و تعداد یونی‌ژن‌های بدست آمده در Trinity بیشتر از SOAPdenovo میباشد (میانگین 689 برای Trinity و 624 برای SOAPdenovo). نتایج مونتاژ بهتر توسط مونتاژگر مناسب وقتی به پروتئین ترجمه می‌شود منجر به افزایش معنی-داری در تعداد رکوردهای به‌دست آمده در پایگاه‌های اطلاعاتی می‌شود و تعداد بیشتر یونیژن امکان شناسایی مسیرهای بیوسنتزی متابولیت‌های مهم بیشتری را فراهم می‌کند. یونی‌ژن‌های مونتاژ شده در Trinity فاقد فاصله بوده و میانگین آن حدود دو برابر یونی‌ژن‌های مونتاژ شده بوسیله SOAPdenovo بود. به‌طور کلی انتخاب ابزار و پارامترهای مناسب برای مونتاژ ترانسکریپتوم بدون درک کاملی از عملکرد ابزارهای مختلف و تنظیمات آنها کار مشکلی است. با مقایسه عملکرد نرم‌افزارهای مختلف بر روی موجودات مختلف می‌توان توصیه‌هایی در زمینه استفاده از آنها ارائه داد و نرم‌افزار مناسب‌تر را انتخاب کرد.
بیوتکنولوژی بیماریهای گیاهی
صهبا طوسی؛ فرهاد شکوهی فر؛ سعید ملک زاده شفارودی؛ عبدالرضا باقری
دوره 3، شماره 3 ، مهر 1393، ، صفحه 35-47
چکیده
ژن‌های اثرگذار (effector genes) نقش کلیدی را در برهمکنش میان بیمارگر و گیاه ایفا می‌کنند. جستجوی همولوگ ژن‌های اثرگذار از زمان گزارش تعدادی از این ژن‌های در فرم اختصاصی Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol) در دیگر فرم‌های اختصاصی آغاز شده است. اخیراً، با بهره‌گیری از روش‌های مبتنی بر بیوانفورماتیک همولوگ ژن اثرگذار Fol-SIX1 از فرم اختصاصیFusarium oxysporum ...
بیشتر
ژن‌های اثرگذار (effector genes) نقش کلیدی را در برهمکنش میان بیمارگر و گیاه ایفا می‌کنند. جستجوی همولوگ ژن‌های اثرگذار از زمان گزارش تعدادی از این ژن‌های در فرم اختصاصی Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol) در دیگر فرم‌های اختصاصی آغاز شده است. اخیراً، با بهره‌گیری از روش‌های مبتنی بر بیوانفورماتیک همولوگ ژن اثرگذار Fol-SIX1 از فرم اختصاصیFusarium oxysporum f. sp. melonis (Fom) گزارش شده‌است. در این مطالعه آنالیز عملکرد ژن Fol-SIX1 با هدف بررسی برهمکنش این ژن با ارقام افتراقی ملون حامل ژن های مقاومت، انجام شد. توالی کدکننده ژن Fol-SIX1 از سازه pTS1 طی سه مرحله در وکتور جفتی pCAMBIA3301 همسانه‌سازی شد و با استفاده از روش های کلنی PCR و هضم آنزیمی تایید گردید. صحت توالی سازه بیانی pCaS1 با توالی‌یابی دوجهته بوسیله آغازگرهای PSh4-F2 و PSh51-Rمورد بررسی قرار گرفت. روش بیان موقت مبتنی بر تزریق اگروباکتریوم برای بیان ژن Fol-SIX1 در برگ ارقام ملون استفاده شد. آنالیز کارکرد ژن Fol-SIX1 با تزریق سویه LBA4404 حامل سازه بیانی pCaS1 در برگ ارقام ملون انجام شد. برگ ارقام Charentais T (Ch-T)و Charentais Fom2 (Ch-Fom2) پس گذشت 24 ساعت در ناحیه تزریق علائم سبزخشکی ناشی از مرگ سلولی در پاسخ به بیان موقت ژن Fol-SIX1 بروز یافت در حالیکه در ارقام Charentais Fom1(Ch-Fom1) و BG5384 (BG) تا 48 ساعت پس از تزریق نیز پاسخی بروز نیافت.
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
سمیه اللهی؛ محمد مهدی سوهانی؛ حسن حسنی
دوره 5، شماره 3 ، آذر 1395، ، صفحه 37-52
چکیده
یکی از مکانسیم‌های مقاومت گیاهان به تنشهای غیرزیستی تولید محلول سازگار گلایسین بتائین است. کولین پیش‌ساز این متابولیت مهم و همچنین یک ترکیب اصلی در حفظ یکپارچگی و سیگنالینگ غشای سلولی است. در گیاهان مهمترین مرحله تولید کولین را آنزیم سیتوپلاسمی فسفو اتانول آمین N-متیل ترانسفراز (PEAMT; EC 2.1.1.103) کاتالیز می‌کند. در این مطالعه ژن PEAMT ...
بیشتر
یکی از مکانسیم‌های مقاومت گیاهان به تنشهای غیرزیستی تولید محلول سازگار گلایسین بتائین است. کولین پیش‌ساز این متابولیت مهم و همچنین یک ترکیب اصلی در حفظ یکپارچگی و سیگنالینگ غشای سلولی است. در گیاهان مهمترین مرحله تولید کولین را آنزیم سیتوپلاسمی فسفو اتانول آمین N-متیل ترانسفراز (PEAMT; EC 2.1.1.103) کاتالیز می‌کند. در این مطالعه ژن PEAMT از یک رقم محلی گیاه اسفناج (Spinacia oleracea Iranian landrace) با استفاده از پرایمرهای اختصاصی تکثیر و در داخل وکتور کلونینگ (pJET) همسانه سازی شد. به منظور فرابیان ژن PEAMT ، سازه ژنیPBI121GUS-9:PEAMT ساخته و در نهایت به باکتری Agrobacterium سویه GV3101(PMP90) منتقل شد. تراریزش گیاهان با استفاده از روش غوطه‌ورسازی گل آذین انجام و آنالیز اولیه گیاهان تراریخت احتمالی با جوانهزنی بذور در محیط انتخابی حاوی آنتی بیوتیک کانامایسین بررسی شد. گیاهچه‌های مقاوم به کانامایسین در سطح مولکولی با استفاده از روش PCR غربالگری و تراریختی گیاهان در سطح رونوشت‌برداری با RT-PCR تایید شد. متعاقباً بررسی‌های فنوتیپی گیاهان تراریخت حاوی ژن PEAMT در شرایط تنش شوری نشان داد که طول ریشه اصلی گیاهان تراریخت از مقدار آن در گیاهان شاهد به طور معنی‌داری طویل‌تر، ریشه‌های فرعی گسترده‌تر و رشد رویشی بهتری داشته‌اند. اندازهگیری متابولیت گلایسین‌بتائین و آنزیم پراکسیداز نیز نشان داد که گیاهان تراریخته دارای محتوای گلایسین‌بتائین بیشتر و فعالیت آنزیم پراکسیدازی بالاتری نسبت به گیاهان شاهد داشته‌اند.
بیوانفورماتیک
ناصر محمدیان روشن
چکیده
در گیاهان عالی، ساکارز سینتاز (SuS, EC 2.4.1.13) به‌عنوان آنزیم کلیدی در متابولیسم ساکارز شناخته می‌شود. این آنزیم صورت برگشت پذیر و در حضور یوریدین دی‌فسفات (UDP)، ساکارز را به فروکتوز و UDP-گلوکز تبدیل می‌کند. در این مطالعه 22 ژن ساکارز سینتاز با استفاده از روش‌های بیوانفورماتیکی در ژنوم گندم شناسایی شد که براساس جایگاه کروموزومی از TaSUS1 تا ...
بیشتر
در گیاهان عالی، ساکارز سینتاز (SuS, EC 2.4.1.13) به‌عنوان آنزیم کلیدی در متابولیسم ساکارز شناخته می‌شود. این آنزیم صورت برگشت پذیر و در حضور یوریدین دی‌فسفات (UDP)، ساکارز را به فروکتوز و UDP-گلوکز تبدیل می‌کند. در این مطالعه 22 ژن ساکارز سینتاز با استفاده از روش‌های بیوانفورماتیکی در ژنوم گندم شناسایی شد که براساس جایگاه کروموزومی از TaSUS1 تا TaSUS22 نامگذاری شدند. آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که ژن‌های ساکارز سینتاز گندم و سایر گیاهان از نظر تکاملی به سه گروه SUSI، SUSII و SUSIII تقسیم می‌شوند. ژن‌های TaSUS هر گروه از نظر ویژگی‌های ساختاری مانند تعداد، طول و توزیع اگزون‌ها حفاظت شده هستند. ناحیه بالادست ژن‌های TaSUS دارای فراوانی متفاوتی از عناصر تنظیمی cis است که دلیلی بر پیچیدگی تنظیم بیان این ژن‌ها در مراحل نموی و یا پاسخ به تنش‌ها میباشد. همچنین 21 ژن TaSUS هدف miRNA مربوط به 16 خانواده متفاوت قرار می‌گیرند که اهمیت تظیم بیان ژن پس از رونویسی در این خانواده را نشان می‌هد. پروفایل بیانی مکانی/زمانی این ژن‌ها مشخص کرد که ژن‌های TaSUS مربوط به زیرگروه SUSI نقش مهمی در رشد و نمو گندم بر عهده دارند. این نتایج نگاه جدیدی به تکامل ژن‌های TaSUS بوده و اطلاعات پایه از نظر تکاملی و کارکردی احتمالی، برای انتخاب و ارزیابی نقش این ژن‌ها در متابولیسم ساکارز در شرایط رشدی مختلف در گندم را فراهم می‌کند.
