دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 20 Production of bivalent protein EspA-Tir from Escherichia coli O157:H7 in Tobacco (Nicotiana tobbacum) تولید پروتئین دوگانه EspA- Tir از باکتری اشریشیا کلی O157:H7 در گیاه توتون (Nicotiana tobbacum) 1 9 814 FA حسین ملکی کارشناسی ارشد، بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهد، تهران، ایران، علی هاتف سلمانیان دانشیار، گروه بیوتکنولوژی گیاهی، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست‏فناوری، تهران، ایران جعفر امانی استادیار، مرکز تحقیقات میکروبیولوژی کاربردی، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله(عج)، تهران، ایران علاء الدین کردنائیج استادیار، گروه بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهد، تهران، ایران محیات جعفری کارشناس‌ارشد آزمایشگاه بیوتکنولوژی گیاهی، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست‏فناوری، تهران. Journal Article 2013 05 10 E. coli O157:H7 is an important zoonotic pathogen that causing severe gastrointestinal disease such as hemorrhagic diarrhea and hemolytic uremic syndrome. The first step of bacterial pathogenicity is, attaching to the host cell. EspA is a protein molecule and forms as filamentous structure that is transiently expressed on the outer membrane surface and interacts with the host cell during the early stage adhesion and forms bacterial biofilm, this filamentous structure make it a strong immunogenic. Tir is bacterial protein that translocated to host cell after expression in the bacteria by type III secretion system (T3SS) and integrated in to host cell membrane. Intimin can attach to the host cell by conducting to Tir. The purpose of this study is constructing bivalent gen which contains virulence factor mention before and transferring in to target plant in order to production edible vaccine against E. coli O157:H7.After bioinformatics investigation the two bivalent gen construction (espA-Tir,) were attached by peptide linker, and the gens were constructed. After codon optimization based on tobacco; construction were cloned in expression vector which contains CaMV35s promoter. After transformation and regeneration, the expressions of transgenes were showed in analysis. 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

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_814_c38d81a10669486125e9f1c5fda97be6.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 23 Study of Genetic Relationships of Some Mint Species Using ISSR Markers مطالعه روابط ژنتیکی برخی از گونه های مختلف نعناع با استفاده از نشانگر ISSR 11 21 815 FA آرش زین الدینی مدرس مدعو گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور محسن فرشادفر گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور هوشمند صفری عضو هیئت علمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی فرزاد مرادی دستیار علمی، گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور هومن شیروانی دانشگاه پیام نور Journal Article 2013 08 23 Mentha species is a genus of family Lamiaecae, and is well known for its great medicinal and economic values. in order to evaluate the genetic variation of 15 genotypes belonging to three species M.longifolia, M.pulegium and M.Sp. ,used were from 10 ISSR primer. The average percent of polymorphism in all accessions was 94.70.The primers of IS11 & IS9 having the best primers parameters were introduced in this study. Low coefficient of similarity based on Jaccard (0.17 - 0.56) have showed a high genetic diversity of Studied genotypes. Cluster analysis based on Jaccard coefficient and UPGMA method classified the genotypes in tree major groups and the PCoA analysis confirmed the results of clustering. Analysis of molecular variance (AMOVA) among and within species showed more intra-specific variation (98.00%) in comparison with inter-species variation (2.00%). Evaluation of genetic diversity within species with an average of Nei’s gen diversity analysis and Shannon’s information index, showed that diversity within species of M.longifolia (H=0.165 , I =0.460) was o more than other populations while genetic diversity within species of M.sp. (H=0.102 , I=0.194) was less than other species. The results showed that the overall addition to geographic distance, gene flow between populations in the wild populations, ecological conditions is determinating genetic distance and genetic diversity. Also because hybridization between species during evolution of mint,is similarity between species than within species similarities. گونه¬های جنس نعناع از خانواده (Lamiaecae) به عنوان گیاهانی با ارزش دارویی و اقتصادی محسوب می¬شوند. به منظور تعیین تنوع ژنتیکی 15 ژنوتیپ متعلق به سه گونه M.longifolia ، M.pulegium و M.Sp. ، از 10 آغازگر ISSR استفاده شد. میانگین درصد چندشکلی تعیین شده در مجموع ژنوتیپ¬های مورد بررسی شده 70/94 بود. آغازگرIS11 ، IS9 با دارا بودن بهترین پارامتر¬های نشانگری به عنوان بهترین آغازگرها جهت بررسی تنوع ژنتیکی در این تحقیق معرفی شدند. پایین بودن میزان تشابه براساس ضریب تشابه جاکارد (17/0 تا 56/0) نشان از بالا بودن تنوع در ژنوتیپ¬های مورد مطالعه داشت. نتایج تجزیه خوشه¬ای براساس ضریب تشابه جاکارد و روش UPGMA، ژنوتیپ¬های مورد بررسی را در 3 گروه که تجزیه به مختصات اصلی نیز آن را تأئید کرد گروه¬بندی نمود. تجزیه واریانس مولکولی نشان¬ داد تنوع درون گونه¬ای بیشتر (98%) در مقایسه با تنوع بین گونه¬ای (2%) بود. میانگین تنوع ژنتیکی نی (H) و شاخص اطلاعاتی شانون (I) نشان دادند که بیشترین تنوع ژنتیکی در درون گونه¬هایM.longifolia (165/0H= و 46/0=I) و کمترین تنوع ژنتیکی در درون گونه-های M.Sp. (102/0H= و 194/0=I) دیده می¬شود. نتایج این مطالعه نشان داد که به طور کلی در جمعیت¬های وحشی، علاوه بر فاصله جغرافیایی و جریان ژنی بین جمعیت¬ها، شرایط اکولوژیکی نیز تعیین کننده فاصله ژنتیکی می¬باشد. همچنین به دلیل وجود دورگ¬گیری بین گونه¬ای در دوران تکامل نعناع، شباهت بین گونه¬ای بیشتر از از شباهت درون گونه¬ای می-باشد.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_815_a89cf53bda599bd9d0e4651740e569f5.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 23 Expression pattern of three terpene synthase in seven Artemisia species native of Iran الگوی بیان سه ترپن سنتاز در هفت گونه آرتمیزیای بومی ایران 23 31 816 FA فاطمه پیراسته بروجنی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران محمدرضا نقوی استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، علیرضا عباسی استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، حسن سلطانلو استادیار گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان مجتبی رنجبر استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، سارا رییسی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران Journal Article 2013 08 26 Artemisia species due to have different compounds of terpenoids are considered the most important medical plants. Artemisinin, a sesquiterpene with antimalarial and anticancer properties, and tritenpenes, squalene and β-amyrin, are important medicinal compounds which are produced by Artemisia species. Since farnesyl diphosphate is the precursor of all tri- and sesquiterpenes, expression of farnesyl diphosphate synthase (FDS), squalene synthase (SQS) and β-amyrin synthase in three developmental stages are studied in seven Artemisia species native of Iran by real-time PCR. Furthermore, artemisinin content was determined by HPLC. Our results showed A. annua has maximum artemisinin content in budding stage and A. diffusa and A. spicigeria have minimum artemisinin content in vegetative stage. In this manner expression of FDS has no difference between the species and although its effective role in biosynthesis of artemisinin, it is not useful to manipulate for increase of artemisinin. Also lower expression of SQS means we will have higher artemisinin but the revers is not true. Also A. scoparia in flowering stage is the best source to access of squalene and β-amyrin. 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.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_816_d43f78d03cba290f4831643f2647591a.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 23 Enhancement in chitinase gene of Trichoderma harzianum by induced mutation with gamma radiation افزایش فعالیت ژن کیتیناز قارچ Trichoderma harzianum با استفاده از جهش القایی ناشی از پرتو گاما 33 40 817 FA سمیرا شهبازی استادیار گروه کشاورزی هسته‎ای، پژوهشکده تحقیقات کشاورزی، پزشکی و صنعتی، کرج، حسین اهری مصطفوی مربی گروه کشاورزی هسته‎ای، پژوهشکده تحقیقات کشاورزی، پزشکی و صنعتی، کرج، محمدعلی ابراهیمی دانشیار گروه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه پیام نور، تهران حامد عسکری کارشناسی‌ارشد صنایع غذایی، همکار گروه کشاورزی هسته‎ای، پژوهشکده تحقیقات کشاورزی، پزشکی و صنعتی، کرج سید مهیار میرمجلسی کارشناسی‌ارشد بیماری‌شناسی گیاهی، همکار گروه کشاورزی هسته‎ای، پژوهشکده تحقیقات کشاورزی، پزشکی و صنعتی، کرج مهسا کریمی مدرس و کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران. Journal Article 2011 08 24 Trichoderma spp. is considered as promising biological control agents. Antagonistic Trichoderma species control numerous of plant pathogenic fungi. The highest value of degrading enzymes production (chitinases and glucanases) between known micro- organisms belongs to this genus. Hence that chitinases have effective role in myco-parasitism mechanism of plant pathogenic fungi, therefore superior bio-control potential may then be found in isolates which produce a high capacity of these enzymes. Application of genetic engineering and direct mutation in fungal genome in order to increase T. harzianum antagonistic potential via enhancement in chitinase activity has some advantages. In this study, we use 250 Gry gamma irradiation dose to induce mutation in T. harzianum. Then, chitinase activity of 20 mutants have been evaluated and 15 mutants showed higher enzyme activity than wild type isolate. Thus, induced mutation by gamma irradiation in order to improve antagonistic capacity of native iranian Trichoderma spp. to obtain effective and useful bio- control agents is advisable. 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.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_817_70720cf6f6deca1c2d24561787c9cb62.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 20 Detection of exotic alleles for important agronomical traits introgressed from Hordeum vulgare ssp. spontaneum under drought stress شناسایی آلل های کنترل کننده صفات مهم زراعی انتقال یافته از Hordeum spontaneum تحت شرایط تنش خشکی 41 48 818 FA منیره رحیمی کارشناس آزمایشگاه بیوتکنولوژی -دانشگاه پیام نور -استان تهران روهام عشقی دکتری تخصصی ژنتیک و اصلاح نباتات فرشاد ابراهیم پور دانشیار گروه علوم کشاورزی، دانشگاه پیام نور Journal Article 2013 09 28 Drought stress is a major constraint for barley production and yield stability in rainfed ecosystems. An advanced backcross breeding strategy was used to identify quantitative trait loci (QTLs) associated with yield and yield components in a BC3 population derived from an interspecific cross between six-rowed spring barley (H. vulgare) ‘Azhul’ and wild barley (H. spontaneum) line ‘Spontaneum I’, under drought stress. The linkage map constructed by 170 SSR molecular markers covered a total length of about 1008.7 cM. For ten agronomical characteristics, 27 QTLs were determined. The phenotypic variation explained by individual QTLs ranged from 5.7% to 34.8% and the LOD scores ranged between 3 and 12.4. A total of 12 new QTLs were identified, where at ten QTLs the exotic introgression caused an improved trait performance, under drought stress. Four QTLs contributed by ‘Spontaneum I’ on chromosomes 1H, 2H, 3H and 7H were found to significantly increase chlorophyll content, days to maturity, flag leaf length and number of tillers per spike, respectively. In conclusion, the results of this study showed that Hordeum spontaneum, the wild progenitor of barley, is a potential source of useful genetic variation for barley breeding programs. تنش خشکی مهمترین عامل محدود کننده تولید و پایداری عملکرد گیاه جو در کشت های دیم محسوب می شود. در این تحقیق برای شناسایی نواحی ژنومی کنترل کننده صفت عملکرد و اجزاء آن در شرایط تنش رطوبتی از روش اصلاحی تلاقی برگشتی پیشرفته استفاده شد. به این منظور یک جمعیتBC3 حاصل از تلاقی جو بهاره شش ردیفه (H.vulgare) Azhul و لاین جوی وحشی (H.spontaneum) Spontaneum I مورد استفاده قرار گرفت. نقشه پیوستگی توسط 170 نشانگر مولکولی ریزماهواره که طولی در حدود 7/1008 سانتی مورگان از ژنوم جو را پوشش داد، تهیه شد. برای 10 صفت زراعی، 27 جایگاه ژنومی شناسایی شد. این نواحی توانستند دامنه ای از 7/5 تا 8/34 درصد از واریانس فنوتیپی صفات مورد بررسی را توجیه نمایند. دامنه مقادیرLOD این جایگاه ها نیز از 3 تا 4/12 در نوسان بود. در مجموع 12 مکان ژنی جدید که والد آنها جوی وحشی بود، شناسایی شد که در میان آنها 10 جایگاه باعث افزایش عملکرد در شرایط تنش خشکی می شدند. از این جایگاه ها چهار QTL بزرگ اثر بر روی کروموزوم های 1H،2H ، 3H و7H شناسایی شد که به میزان قابل توجهی موجب بهبود صفات محتوای کلروفیل، تعداد روز تا رسیدگی، طول برگ پرچم و تعداد پنجه در شرایط تنش رطوبتی شدند. در مجموع نتایج این مطالعه نشان داد که جوی Hordeum spontaneum ، جد وحشی جوی زراعی، منبعی متنوع و مناسب برای استفاده در برنامه های اصلاحی جو می باشد.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_818_28087c666a89e00762f737741fd8eed7.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 20 The effect of heat stress on expression alternation of miR398 on Helianthus annuus L. تاثیر تنش گرما بر تغییرات بیانیmiR398 در گیاه افتابگردان 49 51 819 FA ریحانه ابراهیمی دانشگاه شهرکرد بهروز شیران دانشگاه شهرکرد اسماعیل ابراهیمی هیات علمی / دانشگاه شیراز حسین فلاحی هیات علمی/دانشگاه رازی کرمانشاه Journal Article 2013 09 25 microRNAs are small non-coding RNAs approximately 21-22 nucleotides long and have been identified as negative regulators of gene expression in the post-transcriptional level in plants and animals. Temperature is one of the most important climate change factors and higher temperatures affect agriculture and crop production adversely. In this study, the expression pattern of miR398 and its target gene NtGT5b were measured in root and leaf tissues of sunflower (Helianthus annuus) in various heat stress conditions (0h, 1.5h, 3h , 6h) at 42 °C by qRT-PCR. The results showed different pattern of miRNA expression in both root and leaf tissues during mild, moderate and severe heat stress, respectively. miR398 was highly up regulated and its target gene down regulated in leaf tissue that showed thermo tolerance of this tissue in term of heat stress. There is a different miRNA expression patterns in leaf and root tissues under various stress conditions which is an indication of induced signal transmission after heat stress. Investigating miR398 network shows that this miRNA through presences of important genes and transcription factors such as AFO and INO has the ability to change the pattern of gene expression of many processes such as growth, development and response to stress. 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.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_819_3fe2c566490afcf945e49696d194c9fc.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 03 05 Invistigation on reaction of explants and plant growth regulators on callus induction, rooting and in vitro regeneration of Bunium persicum (Boiss.) B. Fedtsch بررسی عکس العمل ریزنمونه و تنظیم کننده های رشدی بر کالوس زایی، ریشه زایی و باززایی درون شیشه ای زیره سیاه ایرانی (Bunium persicum (Boiss.) B. Fedtsch) 53 61 820 FA عبدالرضا باقری عضو هیات علمی گروه بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد فرشته مشیری مربی آموزشی گروه بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد سارا خسروی نیا دانشجوی دکتری گروه بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 2013 11 25 Black zira is a perennial herb with highly valuable impact in the pharmaceutical industries. To overcome the existing limitations of the field, achieving efficient regeneration methods provides the possibility of genetic manipulation and improvement of traits in this plant. Our objective in this research work is to develop an efficient regeneration protocol of bleack zira being used in genetic improvement programs. After optimizing the conditions for sterilization and seed germination, sterile cotyledonary seedlings were obtained on MS basal medium. We investigated efficient callus induction, rooting and shoot regeneration methods on Murashige and Skoog’s medium containing different concentrations of growth regulators including BAP, NAA and IAA in a factorial experiment based on completely randomized design with 3 replications. A significant increase in callus, rooting and regeneration from rootlet explants was observed. We noted that BAP and NAA were more capable for callus initiation and long-persistent development. It is shown that the most frequency and dry weight of callus was obtained on medium MS supplemented with 0.5 or 1mg/l BAP and NAA. Often frequency of rooting was influenced by NAA growth regulator. Also BAP and IAA in single stage regeneration in this study were found to be effective so that the addition of IAA to the culture medium caused reduction in callus development and showed direct shoot regeneration from cotyledon node, hypocotyl and rootlet explants. زیره سیاه گیاهی چند ساله با خواص دارویی با ارزش است. به منظور غلبه بر موانع اصلاحی موجود در شرایط مزرعه، دستیابی به روش‌های باززایی مؤثر، امکان دستورزی ژنتیکی و بهبود صفات را در این گیاه فراهم می‌کند. تحقیق حاضر با هدف دستیابی به یک پروتکل باززایی معتبر جهت استفاده از آن در برنامه‌های مهندسی ژنتیک این گیاه انجام شد. پس از بهینه سازی شرایط ضدعفونی و جوانه زنی بذر، در محیط کشت پایه MS، گیاهچه های لپه ای حاصل شدند. القای کالوس، ریشه زایی و باززایی ریزنمونه‌های مختلف این گیاهچه ها، در محیط کشت پایه MS حاوی غلظت های متفاوت از تنظیم کننده‌های رشدی BAP، NAA و IAA، بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار مورد بررسی قرار گرفتند. با کشت ریزنمونه‌ها در تیمارهای مختلف محیط کشت، فراوانی کالوس زایی، ریشه زایی و باززایی از ریزنمونه ریشه چه افزایش معنی داری داشت. تنظیم کننده های رشدی BAP و NAA بر القای کالوس و تداوم رشد آن موثر بودند. بیشترین فراوانی کالوس دهی و وزن خشک توده کالوس در غلظت های 5/0 یا 1 میلی گرم در لیترBAP و NAA مشاهده شد. فراوانی ریشه زایی غالبا متأثر از تنظیم کننده رشد NAA با غلظت 1 میلی گرم در لیتر بود. همچنین IAAدر باززایی تک مرحله‌ای موثر شناخته شد. به نحوی که با افزودن 5/0 میلی گرم در لیتر IAA به محیط کشت، کالوس دهی به میزان قابل توجهی کاهش یافته و باززایی ساقه از هر سه ریزنمونه گره لپه ای، هیپوکوتیل و ریشه‌چه مشاهده شد.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_820_fa0f199e53996b8b01ef633d4f1096bc.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 20 Evaluation of enzymatic and non-enzymatic defense mechanism in response to Charcoal Rot disease during growth stage in soybean ارزیابی تغییرات سیستم دفاعی آنزیمی و غیر آنزیمی ارقام سویا در واکنش به بیماری پوسیدگی ذغالی طی مراحل رشد 63 73 822 FA سعید نواب پور استادیار گروه اصلاح‌نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، شهاب میرکریمی دانش آموخته کارشناسی ارشد اصلاح نباتات دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران ابوالفضل مازندرانی دانش آموخته کارشناسی ارشد اصلاح نباتات دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان Journal Article 2013 06 28 Charcoal Rot is one of the most important fungal diseases in soybean particularly in northern region of Iran. This disease caused some damages to yield quality and quantity (up to 20%) especially in dried and worm seasons. Today there is not many researches in regards to enzymatic and non-enzymatic study in response to disease. In this study super oxide and hydrogen peroxide radicals have measured, also, super oxide dismutase, and catalase enzymes, as well as ascorbic acid changes, alphatochopheroll, carotenoid and TBARM (cellular oxidative levels) in soybean genotypes during growth stages (flowering, packing pod and grain filling) at two environmental conditions (control and disease). The result showed superoxide and hydrogen peroxide radicals content have increasing during growth stages, as the most amount accorded in final stage of sampling (grain filling). Katul cultivar and DPX × For a hybrid had more tolerance to charcoal rot disease due to antioxidant defense systems. بیماری پوسیدگی ذغالی از مهم‌ترین بیماری‏های قارچی سویا بویژه در مناطق شمالی کشور است و هر ساله به خصوص در سال‎های خشک و کم باران باعث آلودگی مزارع سویا، کاهش کمیت و کیفیت محصول می‎گردد. در حال حاضر تحقیقات کمی در رابطه با فعالیت‌های سیستم دفاعی آنزیمی و غیر آنزیمی در پاسخ به این بیماری در داخل و خارج کشور صورت گرفته است. در این تحقیق میزان رادیکال‌های سوپر اکسید و پر اکسید هیدروژن، مقادیر آنزیم‌های سوپر اکسید دیسموتاز و کاتالاز، تغیرات اسید اسکوربیک، آلفا توکوفرول، کاروتنوئید و میزان شاخص اکسیداسیون سلولی در پنج ژنوتیپ سویا (شامل Black williams × lan، Sahar × K188، DPX × Fora، ساری و کتول) تحت شرایط بدون بیماری (شاهد) و بیماری در مراحل زایشی (گلدهی، غلاف‏بندی و پرشدن دانه) اندازه گیری شد. عموماً میزان رادیکال‏های سوپر اکسید و پر اکسید هیدروژن در خلال رشد زایشی افزایش نشان داد به طوریکه بیشترین مقدار در مرحله پرشدن دانه حاصل شد. با توجه به نقش مثبت آنزیم های پاد اکسیدان در کنترل پیشرفت بیماری پوسیدگی ذغالی، رقم کتول و تلاقی DPX × Fora با حداکثر فعالیت آنزیم‌های پاد اکسیدان (سوپر اکسید دیسموتاز و کاتالاز) تحت تیمار بیماری پوسیدگی ذغالی وضعیت بهتری نسبت به سایر ژنوتیپ‎ها نشان دادند که بیانگر تحمل بیشتر آن‏ها بود.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_822_0d5dc0f2a703e70232edad11894de477.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 01 22 Genetic Relationship among Two Hulled Wheats with Tetraploid and Hexaploid Wheats بررسی قرابت دو گندم پوشینه‌دار با گندم‌های تتراپلویید و هگزاپلویید 75 83 823 FA محسن اسماعیل زاده مقدم دانشیار، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، کرج، فاطمه صمدی خوزانی دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد رشته اصلاح نباتات دانشگاه صنعتی اصفهان آقافخر میر لوحی استاد دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان. بدرالدین ابراهیم سید طباطبائی استاد دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان. Journal Article 2013 04 02 Hulled wheats are among the earliest domesticated Triticeae. They possess many important agronomic traits such as tolerance to biotic and abiotic stresses , higher grain protein quality and quantity, and higher micronutrients concentration. These characteristics has made hulled wheat a useful germplasm resource and highly valuable in wheat breeding programs. Hulled wheats are found in different regions of Iran but their genetic potential is not exploited owing to lack of genomic information. In this research, two hulled wheat accessions (Zarne and Jonghan) collected from farmers field in two distantly located villages in the Chehar-Mahal Bakhtiari province with other 28 diploid, tetraploid and hexaploid wheat genotypes were studied using seventeen Simple Sequence Repeats (SSR) primers. The SSR markers used were related to the A and B genomes of wheat and generated between 2 to 11 alleles per locus with the average polymorphism information content (PIC) of 0.53 per locus. The high value of PIC showed that a high level of polymorphism was present for accessions classification. The dendrogram derived from SSR data clustered two accessions of hulled wheat (Zarne and Jonghan) with two T. dicoccoides (wild emmer) in a single group, while T. dicoccum (domesticated emmer) appeared in a distantly related class. The three T. durum (free-threshing) were placed in a separate cluster, distant from T. dicoccum. These results showed that Zarne and Jonghan genotypes have closer affinity to T. dicoccoides than T. dicoccum genotypes. گندم‌های پوشینه‌دار جزء نخستین گندم‌های اهلی‌شده هستند. این گندم‌ها ‌‌دارای صفات مطلوب زراعی از قبیل تحمل به تنش‌های غیرزنده و زنده ،کمیت و کیفیت پروتئین دانه بالا و ‌تجمع مواد ریزمغذی هستند که لازم است جهت استفاده از پتانسیل موجود در آن‌ها برای به نژادی گندم، رابطه قرابتی آن‌ها با سایرگندم‌ها ‌تعیین شود. در این مطالعه جهت بررسی ارتباط دو ژنوتیپ گندم تتراپلوئید پوشینه‌دار زرنه و جونقان که از مناطقی در استان چهارمحال و بختیاری جمع‌آوری شده بودند با 28 ژنوتیپ دیگر با سطوح پلوئیدی متفاوت از 17 جفت آغازگر SSR مربوط به ژنوم A و B گندم استفاده شد. 17 جفت آغازگر به‌کار رفته در این مطالعه، چندشکلی مناسبی از 2 تا 11 آلل نشان دادند و متوسط ارزش PIC، 53/0 بود. میانگین هتروزیگوسیتی بالا، تعداد آلل مشاهده‌شده زیاد و متوسط PIC بالا برای کلیه مکان‌های ژنی نشان‌دهنده چندشکلی بالای ایجادشده برای تفکیک ژنوتیپ‌ها بود. بر روی درخت فیلوژنی ترسیم‌شده دو ژنوتیپ پوشینه‌دار زرنه و جونقان به همراه دو ژنوتیپ T. dicoccoides در یک گروه قرار گرفتند و یک ژنوتیپ T. dicoccum که فرم اهلی شده T. dicoccoides است، در فاصله کمی از این گروه قرار گرفت. سه ژنوتیپ گندم دوروم در فاصله دورتری از T. dicoccum قرار گرفتند. با توجه به دندروگرام به‌دست آمده از این بررسی به نظر می‌رسد که دو ژنوتیپ تتراپلوئید پوشینه‌دار، زرنه و جونقان دارای روابط ژنتیکی نزدیکی با T. dicoccoides هستند.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_823_66a7ce6f728617e2f4aabb4cecde9fc3.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 20 Study of Expression Pattern of S-Like RNase Gene to Several Fungal Diseases in Bread Wheat بررسی الگوی بیان ژن کد کننده آنزیم S-Like RNase در مقابله با برخی بیماری‌های قارچی در گندم نان 85 92 824 FA معصومه حبیبی دانش‌آموخته کارشناسی ارشد اصلاح نباتات دانشگاه شهرکرد، شهرکرد اسدالله آبیار فینی دانشجوی کارشناسی‌ارشد رشته بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ندا میرآخورلی استادیار گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، محسن مردی دانشیار بخش ژنومیکس، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی،کرج. Journal Article 2013 12 24 Bread wheat (Triticumaestivum) is one of the most important world food crops that are exposed to many pathogen. During the previous expression-profiling experiments, in addition to major resistant genes to disease in wheat, some defense-related genes such as S-Like RNase gene have been identified. Here to study expression pattern of this gene in several fungal wheat diseases, some bioinformatics and laboratory studied were performed. In bioinformatics studies, several microarray libraries infected with Fusarium, Spike blight and Stripe rust were considered. In laboratory experiments Septoria tritici bloth was studied. So the level of expression was measured at 8 time interval, from 0h to 6 days after inoculation by Mycosphaerella graminicola in Wangshuibai as a resistant wheat cultivar and Falat as a susceptible wheat cultivar by semi quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR). The results show that the maximum expression of this gene, depending on types of disease and resistant cultivars, is obtained up to 24 hours after the inoculation. Thus, according to this results it can be concluded that this gene plays an important role in resistance to diseases and ,along with the main gene, increase and maintain resistance to many fungal diseases in wheat. Also this gene was confirmed by Nucleotide Blast. گندم نان (Triticum aestivum L.) یکی از مهمترین گیاهان زراعی در جهان می‌باشد که در معرض پاتوژن‌های زیادی قرار می‌‌گیرد. مطالعات قبلی در ارتباط با الگوی بیان ژن‌ها نشان داده است که علاوه بر ژن‌های اصلی ایجادکننده مقاومت به بیماریها در گندم، ژن‌های دفاعی دیگری ازجمله ژن کدکننده آنزیمهای S-Like RNase نیز تظاهر مییابد. در این تحقیق به‌منظور بررسی الگوی بیان‌ژن S-Like RNase، در مقابله با انواع بیماری‌های قارچی گندم، مطالعات بیوانفورماتیکی و آزمایشگاهی انجام شد. در مطالعات بیوانفورماتیکی چندین کتابخانه‌ ریز‌آرایه با تیمار بیماری‌‌های قارچی فوزاریوم، بادزدگی و زنگ نواری گندم بررسی شدند و در مطالعات آزمایشگاهی سطح بیان ژن S-Like RNase در 8 زمان (صفر تا 6 روز) بعد از آلودگی با بیماری سپتوریوز برگی یکی از مخربترین بیماریهای گندم در رقم مقاوم Wangshuibai و حساس فلات با استفاده از روش RT-PCR نیمه‌کمی اندازه‌گیری شد. نتایج این تحقیق نشان داد که بیان این ژن در اثر آلودگی با بیماری‌های قارچی در ارقام مقاوم بسته به نوع بیماری و رقم حداکثر در 24 ساعت اولیه بعد از آلودگی افزایش مییابد. با توجه به این نتایج می توان گفت این ژن در ایجاد مقاومت علیه بیماری‌های قارچی نقش به‌سزایی دارد و در کنار ژنهای اصلی ایجادکننده مقاومت باعث تشدید، حفظ و بهبود مقاومت خواهد شد. همچنین نتایج بلاست نوکلئوتیدی توالی این ژن در بانک‌ژن، هویت ژن مربوطه را مورد تأیید قرار داد.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_824_e70a5f4ad974ef85e08a20b0618d0cab.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2013 03 31 Identification of Drought Related MicroRNAs in Rice Root at early stage شناسایی microRNAهای مرتبط با تنش خشکی در ریشه برنج در مرحله ابتدایی رشد 93 102 825 FA بهنام بخشی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، گروه اصلاح نباتات، تهران، محمدرضا بی‏ همتا استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه تهران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، کرج سید قاسم حسینی سالکده دانشیار بخش ژنومیکس، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، کرج، مسعود توحیدفر دانشیار بخش تحقیقات کشت بافت و انتقال‌ژن، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، کرج. Journal Article 2013 12 10 Drought stress is one of the most important abiotic stresses that deteriorates rice agriculture of Iran. One of the best ways to establish drought stress tolerance in plants is miRNA mediated post transcriptional gene regulation. MiRNAs are small 19-24 nt regulatory RNAs and play important role in regulating plant gene expression in biotic and abiotic stress. In this study, we selected five miRNAs for promoter analysis and evaluation of differential expression of them under drought stress in roots. Three of them including miR162, miR169 and miR172 are conserved in many plants and the others including miR1425 and miR1880 are rice specific miRNAs. In addition, upstream screening of MIRNA genes showed that upstream region of some MIRNA genes like MIR172 are enriched with important regulatory elements like DRE and ABRE. Quantitative Realtime-PCR was used in this study for analyzing differential expression of evaluated miRNAs. Studying the differential expression of miRNAs in roots under drought condition showed that miR169 was up-regulated but conversely, miR172 was down-regulated. The rest of miRNAs in our study did not show significant differential expression under drought stress. It can be concluded that NF-YA and AP2 as the most important target genes for miR169 and miR172 respectively can play critical roles in response to drought stress. . تنش خشکی یکی از مهمترین تنش‏های غیرزنده است که کشاورزی برنج در ایران را تهدید میکند. یکی از روشهای مفید برای ایجاد تحمل به تنش خشکی در گیاهان، تنظیم بیان‌ژن پس از نسخهبرداری توسط miRNAها است. miRNAها، RNAهای تنظیمکننده کوچک 24-19 نوکلئوتیدی هستند که در تنظیم پاسخ گیاه به تنشهای زنده و غیرزنده نقش دارند. در این تحقیق، پنج miRNA برای بررسی ناحیه بالادست آن‌ها و ارزیابی تغییر بیان در شرایط تنش خشکی در ریشه برنج انتخاب شدند. از این پنج miRNA، miR1425 و miR1880 اختصاصی برنج و miR162، miR169 و miR172 در بسیاری از گیاهان، حفاظت شده هستند. همچنین، ارزیابی ژن‏های miRNA مورد بررسی نشان داد که بعضی از آن‌ها مثل miR172، دارای عناصر تنظیمکننده مهمی مثل DRE و ABRE در بالادست خود هستند. بررسی تغییر بیان miRNAهای مورد ارزیابی در این تحقیق با استفاده از Realtime-PCR کمی انجام شد. نتایج بررسی تغییر بیان نشان داد که در شرایط تنش خشکی در ریشه miR169 افزایش بیان و miR172 کاهش بیان داشته است؛ اما سایر miRNAهای مورد ارزیابی تغییر معنی‌داری نداشتهاند. NF-YA و AP2 به‌عنوان مهمترین ژن‏های هدف miR169 و miR172 میتوانند نقش مهمی را در پاسخ به تنش خشکی ایفا کنند.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_825_687290fde7855c7debbfa777061dc07a.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 20 Evaluation of genetic diversity among hull-less and hulled rain-fed barley genotypes using SSR molecular marker ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های پوشینه‌دار و بدون پوشینه جو دیم با استفاده از نشانگر مولکولی ریزماهواره (SSR) 103 111 827 FA احمد اسماعیلی استادیار گروه زراعت و اصلاح‌نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، بهناز طالبی دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی‌کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، رضا دریکوند استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خرم‌آباد، محمدعلی ابراهیمی دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه پیام نور، تهران طهماسب حسین‌پور مربی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان، خرم آباد Journal Article 2013 06 05 In order to study of genetic diversity of barley genotypes, 14 pair’s primers of SSR were used in 20 genotypes. After genomic DNA extraction and PCR reaction, Primers produce 266 polymorph bands and mean of polymorph band per primer was 19. The highest value of polymorphic information content (PIC) belonged to Hvm60 and Hvm20 primers (0.88 and 0.73, respectively) and the lowest value of PIC was belonged to Bmac0032 primer (0.32) and mean of PIC for all primers were 0.6. Jacard similarity coefficient was calculated and ranged from 0.3 to 0.96 among genotypes. The highest genetic similarity (0.96) belonged to genotypes no. 6 and 5 and the lowest (0.3) was belonged to genotypes no. 13 and 10. Clustering dendrogram based on UPGMA method classified genotypes to 5 main groups. Results of PCOA classification were similar to results of cluster analysis. Evaluation of genotypes by SSR molecular marker could discriminate two row and six row genotypes and also hulled and hulless genotypes. In other hand the similar parents in pedigree of some genotypes (e.g. between 3 and 12 and between 14 and 18) had an important effect on this classification. Results of this study revealed that this molecular marker has a valuable potential for evaluation and discrimination of barley genotypes. در این آزمایش تنوع ژنتیکی 20 ژنوتیپ جو دیم با استفاده از 14 جفت نشانگر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از استخراج DNA ژنومی و انجام واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز، آغازگرها در مجموع 266 باند چندشکل تولید نمودند که متوسط تعداد باند چندشکل به ازای هر آغازگر 19 بود. میانگین PICبرای کل آغازگرها 6/0 به‌دست آمد و بیشترین میزان اطلاعات چندشکلی (PIC) مربوط به آغازگرهای Hvm60 و Hvm20 به‌ترتیب با مقادیر 88/0 و 73/0 و کمترین مقدار آن مربوط به آغازگر Bmac0032 با مقدار 32/0 بود. با محاسبه ضریب تشابه جاکارد، ارزش‌های تشابه بین ژنوتیپ‌ها دامنه‌ای از 3/0 تا 96/0 را داشتند. بیشترین تشابه ژنتیکی مربوط به ژنوتیپ‌های شماره 6 (رقم زراعی ایذه) و شماره 5 (لاین امید بخش) با 96/0 بود و کمترین تشابه مربوط به ژنوتیپ‌های شماره 13 (پوشینه‌دار و دو ردیفه) و شماره 10 (پوشینه‌دار و شش ردیفه) با 3/0 بود. در این پژوهش دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه‌ای به روش UPGMA و با استفاده از نرم‌افزار NTSYS رسم شد. با ترسیم خط برش در فاصله 75/0، ژنوتیپ‌های مورد مطالعه در 5 گروه اصلی قرار گرفتند. نتایج گروه‌بندی حاصل از تجزیه مختصات اصلی نسبتاً با گروه‌بندی تجزیه خوشه‌ای مطابقت داشت. تفکیک بر اساس داده‌های مولکولیSSR تا حدودی توانست ژنوتیپ‌های دو و شش ردیفه و همچنین ژنوتیپ‌های پوشینه‌دار و بدون‌پوشینه را از هم تفکیک نماید. همچنین وجود چند والد مشابه در شجره برخی ژنوتیپ‌ها (مثل 3 و 12 و یا 14 و 18) نیز در این گروه‌بندی تأثیر قابل توجهی داشت. در مجموع این نتایج مطالعه بر روی جو دیم با آغازگرهای SSR، نشان داد که این آغازگرها در گیاه جو کارایی بالایی دارند و نشانگرهای مورد استفاده توانستند تمامی ژنوتیپ‌ها را به‌خوبی از هم جدا کنند.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_827_1d37759379bd068c2a1fbabf07680e59.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 20 Differential expression of rice miRNAs involved in regulation of SPL transcription factors in response to drought stress بررسی تغییر بیان microRNAهای تنظیم کننده فاکتورهای رونویسی SPL برنج در پاسخ به تنش خشکی 105 115 828 FA احسان محسنی فرد دانشجوی دکتری گروه بیوتکنولوژی و به‌نژادی، دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد محمد فارسی استاد گروه بیوتکنولوژی و به‌نژادی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، سید قاسم حسینی سالکده دانشیار بخش ژنومیکس، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، کرج، ایران امین میرشمسی کاخکی استادیار گروه بیوتکنولوژی و به‌نژادی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، مریم شهبازی استادیار بخش فیزیولوژی مولکولی، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، کرج. Journal Article 2013 12 10 MicroRNAs (miRNAs) play important roles in numerous processes in plants including development, tissue proliferation, differentiation, hormone signaling and responses to biotic and abiotic stresses. SPL, the plant-specific transcription factors, are regulated by miRNAs and play important roles in several processes including tissue development, response to biotic and abiotic stress and induction of several other transcription factors and membrane proteins. In this study we selected miRNAs that regulate SPL transcription factors expression in rice. Later, the differential expression of these miRNAs are evaluated using qRT-PCR and Stem-loop primers. Results of shoot differential expression under drought stress showed that miR529 was down-regulated but conversely, miR535 was up-regulated. However, significant differential expression of miR156 was not observed in our study. Likewise, root differential expression under drought condition showed up-regulation of miR535, but miR529 and miR156 did not show any significant differential expression. Although all of these miRNAs are involved in regulating the expression of the same genes, but their diverse differential expressions highlight the complexity of gene-regulatory networks in various environmental conditions. Based on results of this study, it can be suggested that compared to miR535, miR156 and miR529 play more important roles in regulating the development and flowering process via controlling SPL transcription factors whereas, miR535, miR529 and relatively lesser miR156 are responsible for SPL transcription factor regulation under stress. MicroRNA (miRNA)ها در بسیاری از فرایندهای مرتبط با تکثیر، رشد و نمو و پاسخ گیاه به تنش¬های زنده و غیرزنده نقش دارند. فاکتورهای رونویسی SPL که توسط miRNAها کنترل می¬شوند، اختصاصی گیاهان بوده و در بسیاری از فرایندهای مرتبط با نمو بافت، پاسخ به تنش¬های زنده و غیرزنده و تحریک و فعال¬سازی سایر فاکتورهای رونویسی و پروتئین¬های غشایی نقش دارند. در این تحقیق miRNAهای کنترل¬کننده تنظیم بیان فاکتورهای رونویسی SPL در برنج مشخص شدند. سپس تغییر بیان این miRNAها با استفاده از روش qRT-PCR و آغازگرهای Stem-Loop مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد که در اندام هوایی در شرایط خشکی نسبت به نرمال، بیان miR529 کاهش و بیان miR535 افزایش یافته است؛ اما تغیر بیان معنی¬داری برای miR156 مشاهده نشد. در ریشه نیز miR535 افزایش بیان نشان داد؛ اما، miR529 و miR156 تغییر بیان معنی¬داری را در ریشه نشان ندادند. با وجود اینکه هر سه این miRNAها در کنترل ژن¬های یکسانی نقش دارند، واکنش متفاوت آنها در مواجهه با تنش خشکی نشان دهنده گستردگی شبکه¬های تنظیمی گیاه در برابر تغییر شرایط محیطی است. با توجه به نتایج می¬توان این گونه بیان کرد که miR156 و miR529 نسبت به miR535 نقش مهم¬تری را در تنظیم فرایندهای نموی و گلدهی با کنترل فاکتورهای رونویسی SPL دارند؛ در صورتی که miR535 و miR529 و به نسبت کمتر miR156 مسئول تنظیم بیان فاکتورهای رونویسیSPL در برابر تنش می¬باشند.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_828_bf9fe2ac19698b525cad79f29bbd2334.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 20 Analyses of quantitative loci involved in production of enzymes conferring salt tolerance in barley (Hordeum vulgare L.) تجزیه مکان‌های ژنی کمّی مرتبط با آنزیم‌های تحمّل به شوری در جو (Hordeum vulgare L) 117 127 829 FA حسین جعفری عضو هیئت علمی و معاون پژوهشی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان زنجان محمد نقی انصاری آموزشکده فنی الغدیر زنجان و دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه پیام نور، محمد علی ابراهمی مهدی طاهری استادیار مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان زنجان ابراهیم دستکار کارشناس مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان زنجان Journal Article 2013 04 06 Peroxidase and Catalyse are two important enzymes involved in reaction of many crop species to salt tolerance. Assessment of activity of these enzymes in the seedlings of barley during salt stress and using quantitative data for mapping of QTLs involved in salt tolerance has been addressed in this study. Parents of four barley mapping populations were exposed to the different concentrations (0 mM, 100mM and 200 mM) of salt (NaCl) and the level of activity of Catalase and Proxidase were quantified in the seedlings stage. There was a high variation in enzymatic activities of parents of OWB population (Dom and Rec) in 200mM of NaCl. In order to map QTLs involved in salt tolerance in OWB, 94 doubled haploid lines were exposed to 0 mM and 200mM of NaCl and the activity of Catalase and Peroxidase were quantified. Mapping of QTLs was performed using MAPQTL5 software. The results showed that the position of QTLs depends on both concentration of salt and on the type of enzyme. For Peroxidase activity there was no QTL mapped despite a high variation between individuals of mapping population while for Catalase in the concentration of 200 mM of NaCl, two QTLS in Chromomes 3(3H) and 4(4H) were mapped. Two other minor QTLs with LOD values slightly lower than the threshold were mapped in chromosomes 5(1H) and 7(5H). The results showed that quantification of the level of activity of Catalase can be used as quantitative data for mapping of QTLs involved in salt tolerance in barley آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز دو آنزیم فعّال در شرایط تنش شوری هستند که اندازه گیری سطوح فعالیت آنها در ارقام حساس و متحمّل می‏تواند برای مکان‏یابی QTLهای دخیل در تحمّل به شوری مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق ابتدا والدین چهار توده نقشه‏یابی جو برای مطالعه وجود تنوّع لازم در سطوح فعّالیتهای آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز مورد آزمایش قرار گرفتند. تنوّع قابل ملاحظهای از نظر فعّالیت دو آنزیم مذکور بین والدین جمعیّت OWB مشاهده شد. برای مکان‏یابی QTLهای دخیل در تحمّل به شوری، تعداد 94 لاین دابل هاپلوئید این جمعیّت مورد آزمایش قرار گرفت. در این مطالعه مقدار کمّی این دو آنزیم به عنوان صفت کمّی در دو سطح شوری ]صفر (شاهد) و 200 میلی‏مول [NaCl در افراد این جمعیّت اندازه گیری شد و متعاقباً آنالیزهای مربوط به مکان‌یابی QTLها به‌وسیله نرم‌افزار MAPQTL 5 انجام گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که فعّالیت آنزیم کاتالاز در شرایط تنش شوری با دو QTL بزرگ ‌اثر بر روی کروموزومهای (3H) 3 و (4H) 4 و دو QTL کوچک‌اثر بر روی کروموزومهای (1H)5 و (5H)7 کنترل میشود. برای آنزیم پراکسیداز QTL مکان‌یابی نشد. نتایج این تحقیق نشان داد که سطح فعّالیت آنزیم کاتالاز تحت تنش شوری می‏تواند به عنوان یک شاخص کمّی برای مکان‌یابی ژنهای دخیل در فرایند تحمّل به شوری مورد استفاده قرار گیرد.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_829_1715bdd07139b85da8e75e02dd5e636d.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 02 20 Identification of Wheat Rust Resistance Genes (Lr26, Sr31, Yr9) Using Specific PCR شناسایی ژن‌های مقاومت به زنگ‌های گندم (Lr26، Sr31، Yr9) با استفاده از PCR اختصاصی 129 138 830 FA سعید باقری کیا دانشجوی کارشناسی‌ارشد، گروه اصلاح ‌نباتات و بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، تهران. ص‌پ 336-14115، قاسم کریم زاده دانشیار گروه اصلاح ‌نباتات و بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، تهران. ص‌پ 336-14115، محمد رضا نقوی استاد گروه زراعت و اصلاح‌نباتات پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، تهران. Journal Article 2013 10 21 The chromosomal arm 1RS of rye (Secale cereale L.) is a valuable resource for improving the properties of wheat (Triticum aestivum L.) which has been translocated with the short arm of a wheat group-1 chromosome (1AL.1RS, 1BL.1RS, 1DL.1RS). This arm carries rust resistance genes; Lr26 for leaf rust (Puccinia triticina), Sr31 stem rust (P. graminis) and Yr9 for stripe rust (P. striiformis). These genes were located 6.6 cM from the Sec-1. This close linkage has been used as a marker for identification of rust resistance genes. In this study, the presence of Sec-1 was examined in 66 Iranian cultivars and 70 abroad regional accessions, using rye-speciﬁc primer “O-SEC”. The rust resistance gene by the presence of Sec-1 was verified in 15 (23%) Iranian cultivars and 2 (3%) abroad accessions. Moreover, because of the rye-speciﬁc primer can distinguish between 1AL.1RS and 1BL.1RS translocations, the presence of these genes were identified in 14 (21%) cultivars and 2 (3%) abroad accessions in chromosome 1B. Also among all cultivars and accessions, the presence of the resistance genes was verified in chromosome 1A of "Sholeh" cultivar (1.5%). On the whole, the presence of rust resistance genes in Iranian wheat cultivars appeared to be better than abroad wheat accessions. This is because many Iranian wheat materials are commercial cultivars and in their pedigree have cultivars carrying rust resistance genes. The results of this study can be used for the production of new wheat cultivars in breeding programs. بازوی کروموزومی 1RS چاودار (Secale cereale L.) منبع با ارزشی برای بهبود ویژگی‌های گندم (Triticum aestivum L.) است که با بازوی کوتاه کروموزوم گروه 1 گندم جابجا شده است (1AL.1RS, 1BL.1RS, 1DL.1RS). این بازو ژن‌های مقاومت به زنگ؛ Lr26 برای زنگ قهوه‌ای (Puccinia triticina)، Sr31 برای زنگ سیاه (P. graminis) و Yr9 برای زنگ زرد (P. striiformis) را حمل می‌کند. این ژن‌ها در فاصله 6/6 سانتی مورگانی از Sec-1 قرار دارند. این پیوستگی نزدیک به عنوان نشانگری برای شناسایی ژن‌های مقاومت به زنگ استفاده می‌شود. در این آزمایش حضور Sec-1، با استفاده از نشانگر اختصاصی چاودار O-SEC در گندم نان 66 رقم ایرانی و 70 اکسیشن بومی خارجی مورد بررسی قرار گرفت. ژن‌های مقاومت به زنگ‌های فوق به واسطه حضور Sec-1، در 15 (23%) رقم ایرانی و 2 (3%) اکسیشن خارجی مورد تائید قرار گرفت. علاوه¬بر این از آنجایی که نشانگر اختصاصی O-SEC می‌تواند جابجایی‌های 1AL.1RS و 1BL.1RS را تشخیص دهد، وجود ژن‌های فوق در کروموزوم 1B، 14 (21%) رقم گندم ایرانی و 2 (3%) اکسیشن خارجی شناسایی شد. همچنین از میان همه ارقام و اکسیشن‌ها وجود ژن های مقاومت در کروموزوم 1A رقم شعله تایید شد. به طور کلی حضور ژن‌های مقاومت به زنگ در گندم‌های ایرانی بیشتر از اکسیشن‌های خارجی گندم مشاهده شد زیرا بسیاری از گندم‌های ایرانی تجاری هستند و در شجره آن‌ها ارقام حامل ژن‌های مقاومت به زنگ‌ها وجود دارند. از نتایج این تحقیق می‌توان در تولید ارقام جدید گندم در برنامه‌های اصلاحی استفاده نمود.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_830_6e1727d66f3e1a0799087d35720a9a79.pdf

دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی 2252-0783 3 2 2014 03 05 Study of Coumaroyl coenzymeA -3 - hydroxylase Gene expression in different branches of rice roots in response to salinity بررسی بیان ژن کوماریل کوآنزیم‌آ-3-هیدروکسیلاز در انشعابات مختلف ریشه برنج در پاسخ به شوری 139 146 834 FA احمدرضا معصومی کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده مهندسی انرژی و فناوری‌های نوین دانشگاه شهید بهشتی، تهران. حسین عسکری دانشیار گروه بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی انرژی و فناوری‌های نوین دانشگاه شهید بهشتی، تهران. عباس سعیدی دانشیار گروه بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی انرژی و فناوری‌های نوین دانشگاه شهید بهشتی، تهران. مسعود سلطانی نجف آبادی دانشیار بخش تحقیقات دانههای روغنی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، کرج. Journal Article 2013 11 06 Soil and water salinity is one of the limiting factors for rice cultivation in the worldwide. Among crops, rice is very sensitive to salinity but the sensitivity is higher at the seedling and heading stages. Study of gene expression patterns besides away of cellular proteins function, could be useful to create of resistance plants to stress such as salinity. In this study, expression of the Coumaroyl coenzyme A -3hydroxylase (C3H) gene and physiological processes was surveyed under salinity stress in Oryza sativa cv. IR65192-4B cultivar, by Complete Randomized Design (CRD) in three replicates and qRT-PCR technique. Physiological results showed that, salinity stress reduced root length in 100mM but not significant in 0 and 50 mM NaCl. In addition, reduction of root dry weight was significant under salinity. On the other hand, data analysis of C3H gene expression shown, expression altered in differentages of the rice roots under one level of NaCl, and also, is variable in one age but in different of NaCl concentrations. Weak gene performance in one branch can lead the loss of other branches efficiency. Therefore, this point must be consider to create of salt resistance plant because can play a major role in overall resistance. چکیده شوری خاک و آب به عنوان یکی از عوامل محدود کننده¬ی کشت برنج در دنیا محسوب می¬شوند. این گیاه نسبت به شوری بسیار حساس است، اما حساسیت آن در مرحله¬ی گیاهچه¬ای و خوشه¬دهی بیشتر می¬باشد. مطالعه¬ی الگوی بیان ژنها به همراه آگاهی از پروتئین¬های کد شونده توسط آن¬ها، می¬تواند در ایجاد گیاهان مقاوم به تنش از جمله شوری نقش مهمی داشته باشد. به همین منظور در این آزمایش تاثیر تنش شوری بر فرآیندهای فیزیولوژیکی و الگوی بیانی ژن کوماریل کوآنزیم¬آ-3-هیدروکسیلاز (C3H) گیاه برنج، بذور رقم (Oryza sativa cv. IR65192-4B)، در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار، با استفاده از تکنیک qRT-PCR مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت وزن خشک و طول ریشه اندازه¬گیری شد. نتایج نشان داد که تنش شوری میانگین طول ریشه¬¬ها را در تیمار 100 میلی¬مولار کاهش داده است، اما در تیمار 50 میلی¬مولار و شاهد نزدیک به هم بوده و اختلاف معنی¬داری مشاهده نشد. از طرفی وزن خشک ریشه در شرایط تنش نسبت به شاهد معنی-دار بودند. همچنین آنالیز داده¬های بیان ژن C3H، نشان داد که بیان این ژن در سنین مختلف ریشه¬ی یک گیاه متفاوت و این تفاوت با مقایسه¬ی بیان یک سن در تیمارهای مختلف، نیز قابل مشاهده است. به طوری که ضعف کارکرد مولکولی ژن های درگیر در یک انشعاب می¬تواند منجر به از بین رفتن ارزش کارکرد موثر ژن¬ها در انشعابات دیگر شود. بنابراین به منظور ایجاد گیاهان مقاوم به شوری، بایستی این نکته به عنوان عاملی تعیین¬کننده در تعیین مقاومت کلی گیاه به تنش شوری در نظر گرفته شود.

https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_834_d240aebe8e6b69966c2de2c189f8f24c.pdf