دانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078314120241022Study of promising Iranian pomegranate (Punica granatum L.) genotypes based on morphological and pomological characteristicsراهبردهای انتخاب ژنوتیپهای امیدبخش گونه Punica granatum L. با استفاده از صفات مورفولوژیک و پومولوژیک1141121010.30473/cb.2024.71803.1974FAمریمفارسیگروه مهندسی کشاورزی واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران.مهرشادزین العابدینیگروه زیست شناسی سامانهها، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.منصورکلانتر چاهوکیگروه مهندسی کشاورزی واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران.محمد رضاوظیفه شناسبخش تحقیقات علوم زراعی و باغبانی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی یزد،ریحانهعسگرپوربخش زیست شناسی سامانه ها، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایرانJournal Article20240717Pomegranate is a valuable fruit tree that exhibits favorable genetic diversity in Iran. The investigation of genetic diversity is the basis of plant breeding and is of particular importance. For this purpose, 38 morphological and pomological traits of 30 pomegranate genotypes were evaluated over two consecutive years. The results indicated that the genotypes displayed a high diversity in the studied traits, with the exception of the presence of anthocyanin in the branch of this year, aril color, fruit size, fruitful flower size, and intermediate cut of the leaf. The physiological disorder of fruit skin sensitivity to bursting had a positive correlation with fruit skin sensitivity to sunburn, but it showed a negative relationship with fruit skin thickness and tree mean yield. A positive correlation was observed between fruit size and fruitful flower size, and between fruitful flower percentage and flower position. The results of the principle component analysis revealed that the characteristics of fruit skin sensitivity to bursting, tree mean yield, fruit skin thickness, flower position, and fruit shape were the most key traits in determining the diversity between the studied genotypes. Based on the results of cluster analysis, the genotypes were divided into three groups, and the first group included genotypes with the lowest fruit skin sensitivity to bursting and sunburn. Among the cultivars studied, Rabab Malas Fars, Garch-shahvar, Shahvar-ghasrdasht, and Malas-Yazdi could be considered superior and desirable cultivars due to their low sensitivity to bursting and sunburn, as well as their high fruit number and tree yieldچکیده: انار یکی از درختان میوه ارزشمند و دارای تنوع ژرمپلاسم مطلوب در ایران است. بررسی تنوع ژنتیکی اساس اصلاح گیاهان بوده و از اهمیت خاصی برخوردار است. بدین منظور، 38 صفت مورفولوژیک و پومولوژیک 30 ژنوتیپ امیدبخش انار طی چهار سال متوالی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که به استثناء برخی از ویژگی ها مانند وجود میزان آنتوسیانین بر روی شاخه سال جاری، رنگ حبه، اندازه میوه، اندازه گل بارور و بریدگی میانی برگ، ژنوتیپهای مورد مطالعه از تنوع بالایی در سایر صفات برخوردار بودند. عارضه فیزیولوژیک حساسیت پوست میوه به ترکیدگی دارای همبستگی مثبت با حساسیت پوست میوه به آفتاب سوختگی بود، ولی ارتباط منفی با ضخامت پوست میوه و میانگین عملکرد میوه نشان داد. همبستگی مثبت بین اندازه میوه با اندازه گل مثمر و درصد گل بارور با موقعیت گل مشاهده شد. نتایج تجزیه به مؤلفههای اصلی نشان داد که صفات حساسیت پوست میوه به ترکیدگی، میانگین عملکرد درخت، ضخامت پوست میوه، موقعیت گل و شکل میوه، کلیدیترین صفات در تعیین تنوع بین ژنوتیپهای مورد بررسی بودند. براساس نتایج تجزیه خوشهای، ژنوتیپها در سه گروه تقسیم شدند که در گروه اول ژنوتیپهایی قرار گرفتند که پایینترین حساسیت پوست میوه به ترکیدگی و آفتاب سوختگی را داشتند. از میان ارقام مورد مطالعه، ارقام رباب ملس فارس، شهوار قصر دشت، شهوار، گرچ شهوار و ملس یزدی، را می توان به دلیل داشتن حساسیت پایین میوه به ترکیدگی و آفتاب سوختگی و نیز تعداد میوه و عملکرد درخت بالا بهعنوان ارقام و ژنوتیپ های برتر .....https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_11210_c95ef734da87c4dd06ec247e4c1c19ec.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078314120241022The effect of 24-epibrasinolide (24-EBL)on physiological and biochemical pathways of lettuce (Lactuca Sativa L.) under drought stress conditionsاثر 24-اپیبراسینولید بر مسیرهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه کاهو (Lactuca Sativa L.) تحت شرایط تنش خشکی15281121310.30473/cb.2024.70956.1964FAزینبچقاکبودیگروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی. دانشکده کشاورزی دانشگاه رازی کرمانشاه.سید حسنموسویپژوهشکده گلخانه و محیط های کنترل شده، موسسه تحقیقات علوم باغبانی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران پژوهشکده سبزی و صیفی، موسسه تحقیقات علوم باغبانی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.مهدیکاکاییدانشکده فنی مهندسی، گروه علوم کشاورزی،
دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.Journal Article20240406Brassinosteroids are steroid hormones that are essential for the growth and development of plants and play a significant role in plant responses to stress. This study delves into examining how 24-epibrassinolide influences seedling indices, physiological and biochemical traits in specific lettuce genotypes under drought stress. The factorial experiment was conducted using a completely randomized statistical design with four replicates at the research laboratory of plant physiology, Faculty of Agriculture, Agriculture and Natural Resources Campus, Razi University, Kermanshah, Iran in 2023. The experiment included two selected lettuce genotypes, namely Icy and Romance, as the first factor. The second factor comprised seed pretreatment at four levels of priming with 24-epibrassinolide (0, 50, 100, and 150 μM), while the third factor consisted of drought stress at four levels (0%, 10%, 20%, and 30%) induced by mannitol. The assessed traits encompassed germination rate, root length, stem length, Relative Water Content (RWC), total sugar content, total phenol content, and flavonoid content. Comparative analysis of average traits revealed that the levels of biochemical traits, specifically total sugar (0.480 mg/l), phenol (460.83 mg/l), and flavonoid (1.047 μg/l), escalated with higher levels of drought stress. Principal component analysis indicated that the first two components elucidated 64% of the variations. The findings suggest that priming with 150μM of 24-epibrassinolide hormone is advisable to attain the highest seedling indices in lettuce. According to the results obtained in this research, the Roman line is introduced as the best line in drought stress conditions.براسینواستروئیدها هورمون های استروئیدی هستند که برای رشد و نمو گیاه ضروری هستند و نقش مهمی در پاسخ به تنش در گیاهان دارند. در این تحقیق اثر 24- اپی براسینولید بر روی شاخصهای گیاهچه و صفات بیوشیمیایی ژنوتیپهای انتخابی گیاه کاهو تحت تنش خشکی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح آماری کاملا تصادفی با چهار تکرار در آزمایشگاه تحقیقاتی فیزیولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی در سال 1402 اجرا گردید. در این آزمایش فاکتور اول شامل دو لاین انتخابی کاهو شامل ( یخی و رومن ) بود. فاکتور دوم شامل پیش تیمار بذر در چهار سطح پرایمینگ با 24- اپی براسینولید ( صفر، 50، 100 و 150 میکرومولار) و فاکتور سوم شامل تنش خشکی در چهار سطح ( 0، 10%، 20% و 30% ) با مانیتول بود. صفات مورد اندازه گیری شامل سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه، طول ساقه چه، محتوای آب نسبی، محتوای قند کل، محتوای فنول کل و محتوای فلاوونوئید بود. مقایسه میانگین اثرات متقابل سه گانه نشان داد که با افزایش سطح تنش خشکی محتوای صفات بیوشیمایی شامل قند کل (480/0 میلی گرم در لیتر)، فنول (83/460 میلی گرم در لیتر) و فلاوونوئید (047/1 میکروگرم در لیتر) افزایش یافتند. تجزیه به مولفه های اصلی نیز نشان داد که دو مولفه اول 64 درصد از تغییرات را توجیه کردند. نتایج نشان داد که پرایمینگ با 150 میکرومولار هورمون 24- اپی براسینولید برای دستیابی به بیش ترین مقدار شاخصهای گیاهچه گیاه کاهو توصیه می گردد.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_11213_28ad3e630d5e75c1852ed7d6fe843642.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078314120241022Identification of functional pathways and key genes effective in response to nitrogen deficiency stress in riceشناسایی مسیرهای عملکردی و ژنهای کلیدی مؤثر در پاسخ به تنش کمبود نیتروژن در برنج29431121210.30473/cb.2024.71521.1971FAشایانکاظمی-لیفشاگرددانشجوی کارشناسی ارشد ژنتیک و به نژادی گیاهی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایرانعاطفهصبوریگروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران.زهراپزشکیان1- گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
2- بخش تحقیق و توسعه شرکت بیوژن تک، مرکز رشد واحدهای فناور پژوهشکدهمحمد مهدیسوهانیاستاد بیوتکنولوژی، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران.Journal Article20240607Rice, as the primary food source for a large portion of the global population, holds significant strategic importance worldwide. Variations in the availability of elements such as nitrogen can greatly impact rice production. Nitrogen is crucial for rice growth, development, and performance by influencing various physiological and biochemical processes in plant cells. Considering the importance of the role of nitrogen, the aim of this research was to identify key genes, study biological pathways, and analyze important protein-protein interactions in rice under nitrogen deficiency stress. In this regard microarray expression data sets were extracted from the NCBI database, and differentially expressed genes between control and stress conditions were identified. Using DAVID online tools, the molecular functions, pathways, and biological processes related to these genes were investigated. Cytoscape software was used to construct a gene network, and ten key genes were identified. The study revealed that signaling pathways and amino acid production are prominently activated in the initial hours of nitrogen stress. Under nitrogen deficiency, the expression of genes involved in iron ion transport and amino acid biosynthesis significantly increases. The synthesis of iron ion transporters is crucial for photosynthesis in plant leaves, contributing to the balance and stability of photosynthetic products and leading to changes in the plant's morphological characteristics and performance. It is expected that these key genes can be used in breeding programs to deal with nitrogen deficiency stress.برنج، بهعنوان غذای اصلی قشر وسیعی از مردم دنیا، نقشی مهم و استراتژیک در سراسر جهان ایفا میکند. در فرآیند تولید برنج، تغییر در میزان عناصر در دسترس این گیاه از جمله نیتروژن، میتواند عملکرد این گیاه را به طور قابل توجهی تحت تأثیر قرار دهد. نیتروژن با تأثیر قابل توجه بر فرآیندهای مختلف فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در سلولهای گیاهی، نقش مهمی در تولید برنج ایفا میکند و بر رشد، نمو و عملکرد آن تأثیر میگذارد. با توجه به اهمیت نقش نیتروژن، هدف از این تحقیق، شناسایی ژنها، مطالعه مسیرهای بیولوژیکی و برهمکنشهای پروتئین-پروتئین مهم در برنج در واکنش به تنش کمبود نیتروژن بود. در این راستا مجموعه داده بیان ریزآرایه از پایگاه داده NCBI استخراج و ژنهای با بیان متفاوت بین تیمار شاهد و شرایط تنش شناسایی شد. عملکردهای مولکولی و مسیرها و فرآیندهای بیولوژیکی مرتبط با این ژنها با استفاده از ابزار برخط DAVID مورد بررسی و شناسایی قرار گرفت. به کمک نرمافزار Cytoscape پس از ترسیم شبکه ژنی، تعداد ده ژن بهعنوان ژنهای کلیدی در شبکه، انتخاب شدند. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد فرآیند مواجهه و پاسخ گیاه به تنش در ساعات ابتدایی اعمال تنش، شامل مسیرهای سیگنال دهی و تولید آمینواسیدها است. در شرایط کمبود نیتروژن در خاک، بیان ژنهای دخیل در فرآیند انتقال یون آهن و بیوسنتز آمینواسیدها به طور معنیداری افزایش مییابد. سنتز ناقلهای یون آهن در فرآیند فتوسنتز برگ گیاه دخیل بوده و به نحوی موجب ایجاد تعادل و پایداری تولیدات فتوسنتزی میشود و باعث تغییر در خصوصیات مورفولوژی و عملکرد گیاه میشود. انتظار میرود که از این ژنهای کلیدی، بتوان در برنامههای بهنژادی در مقابله با تنش کمبود نیتروژن استفاده کرد.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_11212_57310a5ecaa4e5393b160a5e569615ec.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078314120241022The growth promoting effect of native cyanobacterial strains on rice germination, as well as a In silico analysis of ammonium transporter (OsAMT) gene familyاثر محرک رشدی سویههای بومی سیانوباکتری بر جوانهزنی برنج همراه با تحلیل بیوانفورماتیکی خانواده ژنی آمونیوم ترانسپورتر (OsAMTs)45651114610.30473/cb.2024.70775.1961FAعلی اکبرباباجانپور بورادانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.0009-0007-0349-157Xغلامعلیرنجبرگروه بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایرانسید حمیدرضاهاشمی پطرودیگروه مهندسی ژنتیک و بیولوژی، پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری0000-0002-0870-1691قربانعلینعمت زادههیئت علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری و رئیس پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری طبرستانحمیدنجفی زرینیگروه ژنتیک و بهنژادی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع
طبیعی ساری، ساری، ایرانJournal Article20240310Cyanobacteria improve soil fertility and organic product productivity by synthesizing growth-promoting substances, phosphate solubilization, and biological nitrogen fixation. We investigated the effect of eight various cyanobacterial strains on the germination-stage development of three different rice varieties namely Fajr, Roshan, and Tarem. The ammonium transporter (AMT) gene family was studied because ammonium is the most favored form of nitrogen that flooded rice can absorb. The majority of the experimental parameters were considerably impacted by cyanobacteria. In contrast to the qualitative cultivar Tarem Hashemi, germination characteristics were considerably enhanced when eight cyanobacteria strains were co-cultivated with two high-yielding cultivars, Roshan and Fajr. The amounts of nitrate and ammonium were highest in strain 7, with concentrations of 0.08 μg/ml and 0.010 μg/ml, respectively, out of the eight strains tested for nitrogen excretion. In silico analysis discovered 12 gene loci and 15 OsAMT isoforms in the rice genome. Examining the OsAMT gene family members in protein domain-specific databases revealed that all of the examined genes (excluding OsAMT3;4) include an ammonium-transporting protein domain. Three groups of OsAMTs were identified based on their gene structures and evolutionary relationships; each group shared common motif patterns and exon/intron order. The identification of active and inactive OsAMT genes in bioinformatic analysis could bring new insights into functional genomics studies of the rice ammonium transporter gene family, particularly in co-cultivation with cyanobacteria.سیانوباکتریها به دلیل تثبیت بیولوژیکی نیتروژن، محلولسازیفسفات و تولید مواد تقویتکننده رشد نقش مهمی در بهبود حاصلخیزی خاک و افزایش بهرهوری محصولات ارگانیک دارند. این تحقیق تأثیر سویههای مختلف سیانوباکتری (هشت سویه) بر رشد سه رقم برنج (فجر، روشن و طارم) در مرحله جوانهزنی، بررسی شد. با توجه به فرم ترجیحی جذب نیتروژن در برنجهای غرقاب (آمونیوم)، مطالعه خانواده ژنی انتقال دهندههای آمونیوم (AMT) مدنظر قرار گرفت. در این آزمایش اثر سیانوباکتری بر صفتهای درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، طول ریشهچه، نسبت طول ریشهچه به ساقهچه، وزن خشک تک بوته و وزن تر تک بوته مورد مطالعه معنیدار بود. بهبود شاخصهای جوانهزنی در همکشتی دو رقم پرمحصول روشن و فجر با هشت سویه سیانوباکتر، نسبت به رقم کیفی طارم هاشمی معنیدار بود. میزان برونریزش ازت در هر هشت سویه متفاوت بوده و بالاترین میزان برونریزش نیترات و آمونیوم در سویه شماره 7 به ترتیب به مقدار 08/0 میکروگرم بر میلیلیتر و 010/0 میکروگرم بر میلیلیتر مشاهده شد. در بررسی بیوانفورماتیکی، 12 مکان ژنی و 15 ایزوفرم OsAMT در ژنوم گیاه برنج شناسایی شد. بررسی اعضای خانواده ژنی OsAMT در پایگاههای اختصاصی دمین نشان داد که همه ژنهای مورد بررسی (بجز OsAMT 3.4) دارای دمین پروتئینی انتقالدهنده آمونیوم میباشند. بررسی ساختار ژنی و روابط تکاملی OsAMTها نشان داد، همه OsAMTها در سه گروه طبقهبندیشده که هر گروه از الگوهای موتیف و ساختارهای اگزون/اینترون مشابه برخوردارند. شناسایی ژنهای فعال و غیرفعال OsAMT در آنالیز اینسیلیکو میتواند در مطالعات بررسی ژنومیکس عملکردی خانواده ژنی انتقالدهنده آمونیوم برنج خصوصاً در شرایط همکشتی با سویههای سیانوباکتر راهگشا باشد.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_11146_167a4a312ee6403916cb3a35fd4b95ca.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078314120241022Gene and regulatory network modeling of transcriptomic patterns in defense priming of rapeseed against Sclerotinia sclerotiorum infectionمدلسازی شبکه ژنی و تنظیمی الگوهای رونوشتی در القای سامانه دفاعی کلزا در برابر Sclerotinia sclerotiorum67861131110.30473/cb.2024.71791.1973FAهنگامهطاهریاستادیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان. ملاثانی. ایران.محمد حامدقدوم پاریزی پوردانشیار، گروه گیاه پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان. ملاثانی. ایران.Journal Article20240715Sclerotinia stem rot (SSR), caused by the soil-borne fungus Sclerotinia sclerotiorum, adversely impacts seed quality in rapeseed (Brassica napus) causing a 10-20% reduction in crop yield. The biological control agent Pseudomonas chlororaphis PA23 can protect rapeseed from the deleterious effects of the hemibiotrophic fungus S. sclerotiorum by inducing systemic resistance. However, little is known about the molecular mechanisms underlying defense priming and its regulatory processes. In this study, we amid to identify the protein-protein interaction (PPI) networks, with a particular focus on potential hub genes, gene ontology (GO), Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG), and regulatory network analysis including hub genes promoter analysis and miRNA prediction in canola plants pre-treated by PA23 in the presence of S. sclerotiorum using transcriptome data. Using the computational algorithms of the CytoHubba plugin in the Cytoscape platform, nodes with the highest interactions within the gene network were identified as hub genes, which are mainly involved in the maintenance and retrieval of metabolic pathways and photosynthetic activities, controlling cellular oxidation/reduction (redox) status, biosynthesis of aromatic amino acids and plant hormones, activation of MAPK-mediated defense signals, regulation of sulfur assimilation and cysteine biosynthesis. Using clustering analysis based on the IPCA algorithm in the Cytocluster plugin, functional modules effective in defense priming against SSR infection were identified. These modules were primarily involved in the biosynthesis of aromatic amino acids and the production of defensive metabolites in the shikimate pathway. The promoter analysis of 5′UTR region of hub genes identified various cis-regulatory elements (CREs), such as auxin signaling-responsive motifs involved in regulating defense responses against S. sclerotiorum infection. Prediction of miRNAs targeting hub genes, using the web-based psRNATarget program, revealed that miRNAs belonging to the families miR172, miR395, miR6028, miR6029, miR6032, miR6035, miR166, miR156, miR396 and miR824 play key roles as regulatory elements in the gene expression network of hub genes. These findings can aid in establishing biological control systems for plant disease management and protection of agricultural systems, as well as in advancing the fundamental mechanisms for developing disease-tolerant varieties.پوسیدگی ساقه اسکلروتینیایی (SSR) که توسط قارچ خاکزاد Sclerotinia sclerotiorum ایجاد میشود، علاوه بر کاهش 10-20 درصدی عملکرد محصول، منجر به کاهش کیفیت بذر در کلزا (Brassica napus) میشود. عامل مهار زیستی Pseudomonas chlororaphis PA23 قادر است با القاء مقاومت سیستمیک، گیاه کلزا را از اثرات مخرب قارچ همیبیوتروف S. sclerotiorum مصون نگه دارد. با این حال سازوکار ملکولی القای مقاومت در برابر این بیمارگر تا حدود زیادی ناشناخته است. از این رو در مطالعه حاضر، الگوهای رونوشتی در گیاه کلزا با استفاده از سیستم کنترل زیستی باکتری PA23 مورد بررسی قرار گرفت تا با بررسی شبکههای برهمکنش پروتئین-پروتئین (PPI) بهویژه تمرکز بر ژنهای کلیدی (Hub genes) احتمالی، هستی شناسی ژنها (Gene Ontology)، مسیرهای بیوشیمیایی و بررسی شبکههای تنظیمی از طریق بررسی پروموتر ژنهای کلیدی و پیشبینی miRNAها در برهمکنش گیاه-بیمارگر، به اطلاعات جامعتری از پاسخ گیاه کلزا پیش تیمار شده با PA23 در برابر آلودگی S. sclerotiorum رسید. با استفاده از الگوریتمهای محاسباتی افزونه CytoHubba در نرمافزار Cytoscape، گرههایی (Nodes) با بیشترین درجه برهمکنشی با سایر ژنها در شبکه ژنی تحت عنوان ژنهای کلیدی شناسایی شدند که عمدتاً در حفظ و بازیابی مسیرهای متابولیکی و فعالیت فتوسنتزی، کنترل وضعیت اکسیداسیون/ احیای (redox) سلولی، بیوسنتز اسیدهای آمینه آروماتیک و هورمونهای گیاهی، فعالسازی پیامرسانهای دفاعی وابسته به MAPK، تنظیم اسیمیلاسیون سولفور و بیوسنتز سیستئین نقش داشتند. همچنین تحلیل خوشهبندی شبکه با استفاده از الگوریتم IPCA در افزونه Cytocluster، ماژولهای عملکردی را که عمدتاً در بیوسنتز اسیدهای آمینه آروماتیک و تولید متابولیتهای دفاعی در مسیر شیکیمات نقش داشتند را به عنوان مسیرهای اصلی پاسخ دفاعی حاصل از PA23 در برابر SSR معرفی کرد. آنالیز پروموتر ژنهای کلیدی در ناحیه5′UTR ، عناصر تنظیمی سیس (CRE) متنوعی نظیر موتیفهای وابسته به پیامرسان اکسین را در تنظیم پاسخهای دفاعی بر علیه آلودگی S. sclerotiorum شناسایی کرد. پیشبینی miRNAهایی که با ژنهای کلیدی برهمکنش دارند، با استفاده از برنامه وب محور psRNATarget، miRNAهای متعلق به خانوادههای miR172، miR395، miR6028، miR6029، miR6032، miR6035، miR166، miR156، miR396 و miR824 را به عنوان عناصر اصلی شبکه تنظیمی بیان ژنهای کلیدی معرفی کرد. شناخت این برهمکنشها در القای سامانه دفاعی کلزا در برابر آلودگی قارچی SSR میتواند به توسعه سیستمهای کنترل بیولوژیکی جهت مدیریت بیماریهای گیاهی و حفاظت از سیستمهای زراعی کمک کند و مکانیسمهای پایه جهت ایجاد واریتههای متحمل به بیماری را توسعه دهد.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_11311_3b0f7ad7f8e2aba1d8c2dcc263a49f56.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078314120241022Identification of FAD family genes in the genome of Spirulina (Arthrospira platensis) microalgae and investigation of cellular functions in response to abiotic stressesژنهای خانواده FAD در گستره ژنوم ریزجلبک اسپیرولینا (Arthrospira platensis) و بررسی عملکردهای سلولی در پاسخ به تنشهای غیر زیستی871061121110.30473/cb.2024.70853.1963FAسحرفرجیدانشکده علوم زراعی، گروه اصلاح نباتات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساریقربانعلینعمت زادهاستاد، گروه مهندسی ژنتیک و بیولوژی، پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایرانسیدکمالکاظمی تباردانشیار، گروه اصلاح نباتات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایرانعلیپاکدین پاریزیگروه مرکبات و گیاهان دارویی، پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایرانJournal Article20240316Arthrospira platensis (Spirulina) is a valuable photosynthesizing prokaryote with numerous industrial and food applications. Fatty acid desaturase enzymes (FADs) are responsible for the production of monounsaturated and polyunsaturated fatty acids. In the present study, the genome of A. platensis C1 was investigated using bioinformatics methods in order to identify ApFAD genes family. A total of 8 ApFAD genes were identified in Spirulina genome and classified into Omega, Sphingolipid, CrtR_beta-carotene-hydroxylase and Acyl-CoA groups. Four conserved histidine motifs that are essential for binding to the di-iron structures and catalytic activities were identified. Investigation of post-translational modifications of ApFAD proteins revealed a wide range of glycosylation and phosphorylation changes. Evaluation of FAD gene promoter regions revealed different types of cis-regulatory elements responsive to phytohormones and stress conditions, especially in Omega (ApFAD-6) and Acyl-lipid (ApFAD-3) desaturases. Also, protein-protein interaction networks showed the relations between ApFADs and genes involved in dealing with stresses through the biosynthetic process of secondary metabolites and electron transfer. Analysis of RNA-seq data of orthologous genes in Arabidopsis showed the potential of Omega and Acyl-lipid genes, such as ApFAD-3, ApFAD-6 and ApFAD-7, in response to various environmental stresses. In general, the results of this study can contribute to a more complete understanding of the function of FAD genes in Spirulina and lay the basis for the transgenic study of these genes with the aim of increasing the content of unsaturated fatty acids, improving the nutritional value of oils, as well as promoting the stress tolerance of plants.ریزجلبک Arthrospira platensis یک پروکاریوت فتوسنتزکننده ارزشمند با مصارف صنعتی و غذایی متعدد میباشد. آنزیمهای اسید چرب دساچوراز (FADs) مسئول تولید اسیدهای چرب غیراشباع تک و چندگانه هستند. در مطالعه حاضر با استفاده از راهکارهای بیوانفورماتیکی، ژنوم A. platensis C1 به منظور شناسایی ژنهای خانواده ApFAD بررسی شد. تعداد 8 ژن ApFAD در ژنوم اسپیرولینا شناسایی و به گروههای Omega، Sphingolipid، CrtR_beta-carotene-hydroxylase و Acyl-CoA، طبقهبندی شدند. چهار موتیف هیستیدینی حفاظت شده که برای اتصال به ساختارهای دای-آهن و فعالیتهای کاتالیزوری ضروری هستند، شناسایی شدند. بررسی تغییرات پس از ترجمه پروتئینهای ApFAD طیف گستردهای از تغییرات گلیکوزیلاسیون و فسفریلاسیون را نشان داد. بررسی نواحی پروموتری ژن FAD انواع مختلفی از عناصر تنظیمی سیس پاسخگو به فیتوهورمونها و شرایط تنش، بهویژه در دساچورازهای امگا (ApFAD-6) و آسیل-لیپید (ApFAD-3) را نمایان ساخت. همچنین، شبکههای برهمکنش پروتئین-پروتئین تعامل بین ApFADها و ژنهای دخیل در مقابله با تنش به واسطه فرآیند بیوسنتزی متابولیتهای ثانویه و نیز انتقال الکترون را نشان دادند. آنالیز دادههای RNA-seq ژنهای ارتولوگ در آرابیدوپسیس، پتانسیل ژنهای گروه امگا و آسیل-لیپید در اسپیرولینا، مانند ژنهای ApFAD-3، ApFAD-6 و ApFAD-7، را در پاسخ به تنشهای محیطی مختلف نشان داد. بطورکلی، نتایج این تحقیق میتواند به درک و شناخت کاملتر عملکرد ژنهای FAD در اسپیرولینا کمک کرده و زمینه را برای دستورزی این ژنها با هدف افزایش محتوای اسیدهای چرب غیراشباع و بهبود ارزش تغذیهای روغنها و نیز افزایش تحمل گیاهان به تنشهای محیطی مختلف فراهم نماید.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_11211_f7b583305c59aafd7b5b3f76a86a5c9b.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078314120241022Algae-based biofertilizers: applications and challengesکودهای زیستی مبتنی بر جلبک: کاربردها و چالشها1071211121410.30473/cb.2024.71040.1965FAمجیدعزیزیپژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران0000-0003-3629-3055سعیدسهیلی ونداستادیار پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.Journal Article20240416The global algae market was valued at USD 19.8 Billion in the year 2021 and it is expected to reach USD 36 Billion in 2028 by Compound Annual Growth Rate (CAGR) of 10.5%. Eukaryotic green algae and Gram-negative prokaryotic cyanobacteria are widely used in pharmaceutical, food, cosmetic, aquaculture, poultry and biofuel industries. Algae are also used in agriculture based on sustainable development by facilitating increased access to nutrients, maintaining organic carbon and soil fertility, increasing plant growth and crop yield, and stimulating soil microbial activity. Heterocyte-forming cyanobacteria, which have acclimated to diverse environmental conditions, represent a unique subset of photosynthetic prokaryotes capable of nitrogen fixation via the nitrogenase enzyme system. In addition, green algae and cyanobacteria by producing metabolites such as growth hormones, polysaccharides and antimicrobial compounds play an important role in their colonization in the phyllosphere and rhizosphere of plants and the proliferation of microbial and eukaryotic communities in the soil. Currently, the development of the consortium of cyanobacteria with bacteria or fungi or microalgae and biofilms based on them has expanded the scope of using algae. This review focuses on the application of algae in the production of crops and the protection and management of natural resources, the challenges of using algae and their commercial aspects in agriculture.تجارت جهانی جلبکها، 8/19 میلیارد دلار در سال 2021 بوده و پیشبینی میشود در سال 2028 با نرخ رشد مرکب سالیانه 5/10 درصد به به 36 میلیارد دلار برسد. جلبکهای سبز یوکاریوتی و سیانوباکتریهای پروکاریوتی گرم منفی در صنایع دارویی، غذایی، آرایشی، آبزیپروری، جیره غذایی طیور و سوختهای زیستی کاربرد گستردهای دارند. همچنین، جلبکها به واسطه افزایش دسترسی به مواد مغذی، حفظ کربن آلی و حاصلخیزی خاک، افزایش رشد و عملکرد گیاه و تحریک فعالیت میکروبی خاک؛ در کشاورزی مبتنی بر توسعه پایدار کاربرد دارند. سیانوباکتریهای تولیدکننده هتروسیت که نسبت به دامنه وسیعی از شرایط محیطی سازگار شده اند، گروه ویژهای از پروکاریوتهای فتوسنتزکننده هستند که قادرند نیتروژن اتمسفری را توسط سیستم آنزیمی نیتروژناژ تثبیت کنند. علاوه بر این، جلبکهای سبز و سیانوباکتریها با تولید متابولیتهایی مانند هورمونهای رشد، پلی ساکاریدها و ترکیبات ضد میکروبی نقش مهمی در کلونیزه شدن آنها در فیلوسفر و ریزوسفر گیاهان و تکثیر جوامع میکروبی و یوکاریوتی در خاک دارند. در حال حاضر، توسعه کنسرسیوم سیانوباکتریها با باکتریها یا قارچها یا ریزجلبکها و بیوفیلمهای مبتنی بر آنها دامنه استفاده از جلبکها را توسعه بخشیده است. این بررسی به کاربرد جلبکها در تولید محصولات زراعی، چالشهای کاربرد جلبکها و جنبههای تجاری آنها در بخش کشاورزی تمرکز دارد.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_11214_b857b63152ad4d92fb13992564a85c6e.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078314120241022Comparative analysis of secondary metabolite clusters synteny in eleven Oryza species and three related speciesبررسی سینتنی خوشههای ژنی متابولیتهای ثانویه در یازده گونة مختلف Oryza و سه گونة خویشاوند1231341130910.30473/cb.2024.70435.1953FAسهندساسانیگروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانسجادرشیدی منفردگروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.دانیالکهریزیگروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.معصومهخان احمدیموسسه آموزش عالی جهاددانشگاهی استان کرمانشاهJournal Article20240130The rice (Oryza sativa) is part of the Poacea family and is one of the most important crops in the world. In this project, the presence of synteny in the clusters involved in the biosynthesis of secondary metabolites is known in the rice plant with 11 different species of Oryza and 3 related species. Genome sequences of all studied species were received from the NCBI database, and then the genes involved in the biosynthesis of secondary metabolites, which were located in the specific clusters were retrieved from the planti smash database. All genes were selected to align against 13 other species to identify sequences which similar to rice gene clusters using blastn tools. To map the genes of each species with the genome of the same species, gmap software was used. In the last step, gene blocks with synteny were identified using MCScanX software. According to the results, the existence of synteny in the clusters was proven in O. rufipogom, O. punctata and O. sativa indica species. After identifying the common regulatory factors of gene clusters, it is possible to regulate the expression of all gene clusters simultaneously to produce more content for the final products. On the other hand, due to the Co-inheritance of the genes located in each cluster, it could be possible to transfer desirable gene clusters by producing substitution lines that carry that gene cluster.گیاه برنج با نام علمی Oryza sativa جز خانوادة poacea میباشد و یکی از مهمترین گیاهان زراعی در کل دنیا میباشد، در این پروژه وجود سینتنی در خوشههای ژنی دخیل در بیوسنتز متابولیتهای اولیه و ثانویه شناخته شده در گیاه برنج با 11 گونة مختلف oryza و 3 گونة خویشاوند آن بررسی شده است که بدین منظور در این توالی آنها از بانک اطلاعاتی NCBI دریافت شد و در ادامه ژنهای دخیل در سنتز متابولیتهای ثانویه که بهصورت خوشه ژنی قرار داشتند از وبسایت planti smash دریافت شدند، در مرحله بعد ژنهایی که از طریق پایگاه دادهها برای این پژوهش انتخاب شدند را در تمام 13 گونة دیگر بهمنظور شناسایی توالیهای مشابه برنج در سایر گونة دیگر با استفاده از blastn پیدا کرده و توالی این ژنها را از دیتابیس NCBI دریافت شدند. بهمنظور مپکردن ژنهای مربوط به هر گونه با ژنوم همانگونه از نرمافزار gmap استفاده گردید. همچنین بر روی همه ژنها blastn صورت گرفت طور یکه query ژنهای خوشههای ژنی تولیدکننده متابولیتهای ثانویه در گیاه برنج و subject ژنهای معادل در سایر 13 گونهها بودند. در مرحلة آخر نیز با استفاده از نرمافزار MCScanX بلوکهای ژنی دارای سینتنی مشخص شدند. با توجهبه نتایج بدست آمده وجود سینتنی در این خوشههای ژنی در گیاهان O. rufipogom، O. punctata و O. sativa indica ثابت شد. میتوان با شناسایی عوامل تنظیمی مشترک در خوشههای ژنی بهمنظور مهندسی تنظیمی آنها بهره جست یا بهدلیل وراثت باهم ژنهای آن خوشهها، با تولید لاینهایی با جایگزین کروموزومی حامل خوشة ژنی به انتقال خوشههای ژنی مطلوب مبادرت ورزید.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_11309_83e9991a12a12a730200ed98c5264587.pdf