دانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078315شماره 3 (بهار 1405)20260603Evaluation of the effects of cryopreservation on the genetic stability of potato (Solanum tuberosum) plantlets and first-generation plants in Arinda and Sante cultivars using molecular markersارزیابی تأثیر نگهداری انجماد فراسرد بر پایداری ژنتیکی گیاهچهها و نسل اول گیاهان سیبزمینی (Solanum tuberosum) در ارقام آریندا و سانته با استفاده از نشانگرهای مولکولی 1121310310.30473/cb.2026.75874.2019FAسیدعلیمیربابائی گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد چالوس، دانشگاه آزاد اسلامی، چالوس، ایران.0009-0008-9425-3338مرتضیسام دلیریگروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد چالوسرضاضرغامیبخش تحقیقات کشت بافت وسلول، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزیامیرعباسموسوی گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد چالوس، دانشگاه آزاد اسلامی، چالوس، ایران.علیافتخاریگروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد چالوس، دانشگاه آزاد اسلامی، چالوس، ایران.Journal Article20250923This study was conducted to investigate the effect of cryopreservation on the genetic and physiological stability of two potato cultivars (Arinda and Sante) at two developmental stages (regenerated plantlets and first-generation plants). Virus-free plantlets were first established under in vitro conditions and then subjected to two treatments: (1) in vitro maintenance and (2) cryopreservation using the encapsulation-dehydration technique. After recovery and multiplication, a subset of the samples was analyzed at the plantlet stage for molecular evaluation, while the remaining ones were transferred to the greenhouse to produce minitubers and subsequently assessed in the first generation. Following pot cultivation of the minitubers, samples were collected for molecular analyses. Genetic assessment was carried out using 15 pairs of microsatellite markers under a completely randomized design with three replications (10 plants per replicate) at both stages. The results showed no significant genetic variation between plantlets and first-generation plants derived from the two storage methods. Furthermore, physiological evaluations, including survival rate, vegetative growth, and minituber quality, revealed no meaningful differences between treatments. These findings demonstrate that cryopreservation not only maintains genetic fidelity but also does not adversely affect plant performance or reproductive capacity. Overall, the results confirm that cryopreservation using encapsulation-dehydration is a safe and reliable approach for the long-term conservation of potato germplasm without inducing detectable genetic or physiological alterations. This strategy may play a valuable role in breeding programs, germplasm banks, and the large-scale production of virus-free seed potatoes.این مطالعه با هدف بررسی تأثیر انجماد فراسرد بر ثبات ژنتیکی و فیزیولوژیکی دو رقم سیبزمینی (آریندا و سانته) در دو مرحله رشد (گیاهچههای باززاییشده و گیاهان نسل اول) انجام شد. گیاهچههای عاری از ویروس ابتدا در شرایط درون شیشه تولید شدند و سپس تحت دو تیمار شامل ۱) نگهداری در شرایط درونشیشهای و ۲) انجماد فراسرد به روش کپسولهسازی و دهیدراتهسازی قرار گرفتند. پس از بازیابی و تکثیر، بخشی از نمونهها در مرحله گیاهچه برای ارزیابی مولکولی استفاده شدند و بخش دیگر به گلخانه انتقال یافتند تا مینیتیوبر تولید و در نسل اول مورد ارزیابی قرار گیرند. پس از کاشت مینیتیوبرها در قالب کشت گلدانی، نمونهبرداری برای آزمایشهای مولکولی انجام شد. تحلیل ژنتیکی با ۱۵ جفت نشانگر ریزماهواره و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار (۱۰ گیاه در هر تکرار) در هر دو مرحله صورت گرفت. نتایج نشان داد که هیچگونه تنوع ژنتیکی قابلتوجهی میان گیاهچهها و گیاهان نسل اول حاصل از دو روش نگهداری مشاهده نشد. همچنین ارزیابیهای فیزیولوژیکی، از جمله درصد بقا، رشد رویشی و کیفیت مینیتیوبرها، تفاوت معنیداری را بین تیمارها نشان نداد. این یافتهها بیانگر آن است که روش انجماد فراسرد علاوه بر حفظ تنوع ژنتیکی، بر عملکرد و توان زایشی گیاهان نیز اثر منفی ندارد. در مجموع، نتایج تأیید میکنند که انجماد فراسرد با روش کپسولهسازی و دهیدراتهسازی روشی ایمن و کارآمد برای نگهداری بلندمدت ژرمپلاسم سیبزمینی است، بدون آنکه تغییرات ژنتیکی یا فیزیولوژیکی قابلمشاهدهای ایجاد نماید. این موضوع میتواند نقش مهمی در برنامههای بهنژادی، بانکهای ژن و تولید بذر عاری از ویروس ایفا نماید.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_13103_89a9e1540ac71a2f9a515fc4ea72dde6.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078315شماره 3 (بهار 1405)20260522Identification of domain in some Drought-Tolerant Proteins of Sunflower (Helianthus annuus) Using Bioinformatic toolsشناسایی دمین در برخی از پروتئینهای متحمل به خشکی آفتابگردان توسط ابزارهای بیوانفورماتیکی13291310710.30473/cb.2026.75637.2014FAسارامجیدیان نمیندانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه بهنژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانمحمودتورچیاستاد گروه بهنژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانساحلصفویدانشجوی کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی.دانشگاه تبریز.تبریز.ایرانJournal Article20250830Drought stress is one of the major limiting factors in agricultural crop production, affecting plant physiological processes at various levels. One of the most important plant responses to drought stress is the alteration in protein expression, which depends on physicochemical properties such as half-life, stability index, isoelectric point, molecular weight, and extinction coefficient. Additionally, identifying motifs, patterns, and protein domains enables the prediction of structural and functional changes.<br /><br /><br />
In this study, 18 drought-related proteins were selected based on previous proteomic research and analyzed using bioinformatics tools. Physicochemical properties were assessed using ProtParam, domains were identified with InterProScan and CDD, potential post-translational modification patterns were evaluated using ScanProsite, sequence similarity was determined via BLAST, and conserved blocks were identified through multiple sequence alignment using T-Coffee.<br /><br /><br />
Results showed that 16 proteins had a half-life of more than 20 hours, their molecular weights ranged from 13 to 70 kDa, and 14 proteins had a stability index below 40, indicating they were predicted to be stable. Further analysis of α-tubulin and elongation factor Tu revealed that α-tubulin is a component of microtubules and plays a key role in cell growth. This protein contains TUBULINBAUTOREG and TUBULIN motifs and Alpha-tubulin and PLN00221 domains. Elongation factor Tu includes GTR1 and GTR2 motifs and four domains: EF-Tu, EFTU-II, EFTU-III, and PLN03127. Protein similarity analysis indicated that sequences with 30% to 70% similarity can contribute to a better understanding of protein structure and function.تنش خشکی یکی از عوامل محدودکننده اصلی در تولید محصولات کشاورزی است که فرآیندهای فیزیولوژیکی گیاه را در سطوح مختلف تحت تأثیر قرار میدهد. یکی از مهمترین پاسخهای گیاهان به تنش خشکی، تغییر در بیان پروتئینهاست که به ویژگیهای فیزیکوشیمیایی مانند نیمهعمر، شاخص پایداری، نقطه ایزوالکتریک، وزن مولکولی و ضریب خاموشی وابسته است. علاوه بر این، شناسایی موتیفها، الگوها و دامنههای پروتئینی امکان پیشبینی تغییرات ساختاری و عملکردی آنها را فراهم میکند. در این مطالعه، ۱۸ پروتئین مرتبط با تنش خشکی بر اساس مطالعات قبلی پروتئومیک انتخاب شده و با ابزارهای بیوانفورماتیکی مورد تحلیل قرار گرفتند. خصوصیات فیزیکوشیمیایی با نرمافزار ProtParam بررسی شد، دامنهها با InterProScan و CDD شناسایی شدند، الگوهای احتمالی اصلاحات پساترجمهای با ScanProsite ارزیابی گردید، شباهت با Blast تعیین شد و بلوکهای حفاظتی از طریق همردیفی با T-Coffee شناسایی شدند. نتایج نشان داد که ۱۶ پروتئین نیمهعمری بیش از ۲۰ ساعت دارند، وزن مولکولی آنها بین ۱۳ تا ۷۰ کیلو دالتون متغیر است و ۱۴ پروتئین دارای شاخص پایداری کمتر از ۴۰ بوده و پایدار تخمین زده شدند. بررسی دقیقتر روی α-توبولین و فاکتور طویلسازی Tu نشان داد که α-توبولین بخشی از میکروتوبولها بوده و نقش کلیدی در رشد سلولی دارد. این پروتئین شامل الگوهای TUBULIN_B_AUTOREG و TUBULIN و دامنههای Alpha-tubulin و PLN00221 است. فاکتور طویلسازی TU دارای موتیفهای G_TR_1 و G_TR_2 و چهار دامنه EF-Tu، EFTU-II، EFTU-III و PLN03127 میباشد. تحلیل شباهت پروتئینها نشان داد که توالیهای دارای ۳۰ تا ۷۰ درصد شباهت میتوانند در درک بهتر ساختار و عملکرد پروتئین کمک کنند.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_13107_4b6a29d08fb7e1a1b866227303ec17e1.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078315شماره 3 (بهار 1405)20260522Optimization of in vitro culture and transformation of betaine aldehyde dehydrogenase gene (BADH) into Solanum lycopersicum to produce of drought stress tolerant plant.توسعه سامانه کشت در شیشه و بهبود تحمل به خشکی در گوجهفرنگی از طریق انتقال ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز (BADH)31461320410.30473/cb.2026.75643.2015FAپریساجنوبیتهمینهلهراسبیگروه زیست فرآورده های گیاهی، پژوهشکده زیست فناوری کشاورزی، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایرانرویاسلطانیگروه علوم گیاهی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایراندیانادانشیانگروه علوم همگرا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرکزی تهران ، ایرانJournal Article20250902Tomato (Solanum lycopersicum L.), a major Solanaceae crop, is sensitive to drought and osmotic stress. Enhancing tolerance via genetic transformation is promising for sustainable production. This study examined two cultivars, CH and Rio Grande, optimizing in vitro regeneration and introducing the spinach betaine aldehyde dehydrogenase (BADH) gene, which aids glycine betaine biosynthesis, an osmoprotectant. Cotyledonary and hypocotyl explants from 10-day-old seedlings were cultured with varying benzyl adenine (BA) and indole acetic acid (IAA) concentrations. In CH, cotyledons showed 96.26% regeneration and hypocotyls 92.53% on 3 mg l-1 BA with 0.1 mg l-1 IAA. Rio Grande had 73.0% regeneration in cotyledons at 2.5 mg l-1 BA + 0.1 mg l-1 IAA and 66.6% in hypocotyls at 3 mg l-1 BA. Cotyledons produced more shoots consistently. Shoot multiplication improved with gibberellic acid (GA3) + IAA; 3 mg l-1 GA3 and 0.1 mg l-1 IAA yielded 6.67 and 6.33 shoots per cotyledon explant in CH and Rio Grande, respectively. Agrobacterium tumefaciens carrying pRI201-AN with BADH infected cotyledons for 30 seconds, followed by 48-hour dark co-cultivation at 28°C with 40 mg l-1 acetosyringone, maximizing transformation. PCR confirmed a 1668 bp BADH transgene band in resistant plants. Under mannitol-induced osmotic stress at –6 bar, controls showed chlorosis and death, while transgenic plants survived and grew, demonstrating enhanced osmotic tolerance. This study shows optimized regeneration and BADH gene transfer improved tomato osmotic stress tolerance, supporting BADH's role in breeding stress-resilient tomatoes.گوجهفرنگی (Solanum lycopersicum L.) از خانوادهی Solanaceae یکی از محصولات مهم زراعی است که به دلیل حساسیت بالا به تنشهای زیستی و غیرزیستی، بهویژه خشکی، نیازمند بهکارگیری رویکردهای نوین اصلاحی میباشد. در این پژوهش ژن BADH که درگیر در مسیر سنتز گلایسین بتائسن می باشد، از اسفناج جداسازی و به رقمهایCH وRio Grande گوجهفرنگی منتقل شد. به منظور بهینهسازی شاخهزایی، جداکشتهای کوتیلدونی و هیپوکوتیل در تیمارهای هورمونی مختلف ارزیابی شدند. بیشترین درصد باززایی در محیط حاوی 3 میلیگرم بر لیتر BA و 1/0 میلیگرم بر لیتر IAA حاصل شد؛ بهطوریکه در رقم CH بهترتیب 53/92 درصد و 26/96 درصد و در Rio Grande بهترتیب 30/70 درصد و 60/66 درصد باززایی مشاهده گردید. همچنین بهترین رشد شاخهها در محیط حاوی 3 میلیگرم بر لیتر GA3 همراه با 1/0 میلیگرم بر لیتر IAA بود. برای انجام فرایند تراریختی، هیپوکوتیل ها باAgrobacterium tumefaciens حامل وکتور pRI201-AN حاوی ژن BADH و40 میلیگرم بر لیتر استوسیرینگون، بهمدت 48 ساعت در تاریکی تیمار شدند. گیاهان سبز مقاوم به 15 میلی گرم بر لیتر کانامایسین از محیط باززای انتخاب شدند و توسط PCR ارزیابی شدند. حضور باند 1668 جفتباز مربوط به ژن BADH بیانگر انتقال موفق ژن به گیاهان تراریخت بود. ارزیابی مقاومت گیاهان تراریخت در محیطهای با فشار اسمزی مختلف نشان داد این گیاهان در تنش 6- بار پایدار ماندند، درحالیکه گیاهان شاهد از بین رفتند. از اینرو انتقال ژن BADH میتواند راهبردی کارآمد در اصلاح مولکولی گوجهفرنگی و افزایش تحمل آن به تنشهای اسمزی باشد.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_13204_3182f1911f36ab74d904e5e62de40121.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078315شماره 3 (بهار 1405)20260522Impact of Fungal Infection on the Expression of Fruit Ripening-Related Genes in Tomato (Solanum lycopersicum L.): A Bioinformatics Studyتأثیر آلودگی قارچی بر بیان ژنهای مرتبط با رسیدگی میوه در گوجهفرنگی(Solanum lycopersicum L.): یک مطالعه بیوانفورماتیکی1310810.30473/cb.2026.76475.2025FAسید محسنسهرابیگروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایرانآناهیتاپنجیگروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایرانعلیاکبرآبادیبخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزیJournal Article20251112Tomato (Solanum lycopersicum L.) is an important agricultural crop that is affected by fungal diseases that reduce yield and quality of its product. In this study, transcriptomic changes in tomato affected by different fungi were investigated to identify key genes related to resistance and fruit ripening process. In this study, transcriptomic data of fungal infected tomato fruits were obtained from databases and differentially expressed genes and related transcription factors were identified. Also, the characteristics of key genes were investigated using bioinformatics tools. Results showed different effect of fungi on tomato gene expression and showed the highest transcriptomic changes under Colletotrichum gloeosporioides infection. Data analysis identified 56 common genes between fungal treatments that played a role in pathways related to disease resistance and fruit ripening regulation. Also, six key genes were identified as potential factors in the regulation of fruit ripening under the influence of fungi. The promoter analysis of these genes showed that most of them comprised regulatory elements related to the response to biotic and abiotic stresses. Also, the presence of hormonal elements related to ethylene, methyl jasmonate and abscisic acid indicates that these genes can be regulated by hormonal pathways related to fruit ripening and the response to fungi. The results of this study showed that similar regulatory mechanisms are activated in response to fungal stress and the ripening process, which can be effective in developing breeding strategies to improve tomato resistance to fungal diseases and control fruit ripening.گوجهفرنگی (Solanum lycopersicum L.) یکی از محصولات کشاورزی مهم است که تحت تأثیر بیماریهای قارچی قرار میگیرد که موجب کاهش عملکرد و کیفیت محصول آن میشود. در این پژوهش، تغییرات ترانسکریپتومی گوجهفرنگی تحت تأثیر قارچهای مختلف بررسی شد تا ژنهای کلیدی مرتبط با مقاومت و فرآیند رسیدگی میوه شناسایی شوند. برای این مطالعه، دادههای ترانسکریپتومی از میوههای گوجهفرنگی آلوده به برخی از قارچها از پایگاههای داده استخراج شد و ژنهای با بیان متفاوت و فاکتورهای رونویسی مرتبط شاسایی شدند. همچنین، خصوصیات ژنهای کلیدی با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تأثیر قارچهای مختلف بر بیان ژنهای گوجهفرنگی متفاوت است، بهطوریکه بیشترین تغییرات ترانسکریپتومی در تیمار با قارچ Colletotrichum gloeosporioides مشاهده شد. تحلیل دادهها 56 ژن مشترک بین تیمارهای قارچی را شناسایی کرد که در مسیرهای مرتبط با مقاومت به بیماری و تنظیم رسیدگی میوه نقش داشتند. همچنین، شش ژن کلیدی به عنوان عوامل احتمالی در تنظیم رسیدگی میوه تحت تأثیر قارچها شناسایی شدند. بررسی توالیهای راهانداز این ژنها نشان داد که اغلب آنها دارای عناصر تنظیمی مرتبط با پاسخ به تنشهای زیستی و غیرزیستی هستند. همچنین، حضور عناصر هورمونی مرتبط با اتیلن، متیلجاسمونات و آبسیزیک اسید نشان میدهد که این ژنها میتوانند تحت تنظیم مسیرهای هورمونی مرتبط با رسیدگی میوه و پاسخ به قارچها قرار گیرند. نتایج این پژوهش نشان داد که مکانیسمهای تنظیمی مشابهی در پاسخ به تنش قارچی و فرآیند رسیدگی فعال میشوند، که میتواند در توسعه راهکارهای اصلاحی برای بهبود مقاومت گوجهفرنگی به بیماریهای قارچی و کنترل رسیدگی میوه مؤثر باشد.دانشگاه پیام نورفصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی2252-078315شماره 3 (بهار 1405)20260522Comparing the role of inoculating C3 and C4 cereal seeds with Streptomyces growth-promoting bacteria in increasing yield and plant defense power under environmental stressesمقایسه نقش تلقیح بذر غلات سهکربنه و چهارکربنه با باکتریهای محرک رشد استرپتومایسسی در افزایش عملکرد و قدرت دفاعی گیاه تحت تنشهای محیطی1299710.30473/cb.2026.76031.2021FAپریساکوبازبلوارشهید فهمیده. محوطه موسسات تحقیقاتی اصلاح و بذر.پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزیشیداهشترودیفارغ التحصیل دانشگاه آزادJournal Article20251004Climate change is a major challenge with widespread impacts including biotic and abiotic stresses. Increasing temperatures, decreasing precipitation, and drought exert pressure on water resources, soil, and vegetation, leading to reduced yields, especially in two group cereals. It is crucial to utilize novel strategies to mitigate these impacts, especially yield reduction. One of these strategies is the use of biological growth promoters such as plant growth-promoting bacteria (PGPR) such as Streptomyces spp. These bacteria enhance plant growth and resistance through direct and indirect mechanisms. C3 and C4 cereals respond to growth-promoting bacteria in a similar manner despite different photosynthetic mechanisms. Inoculation with Streptomyces modulates the plant’s physiological, biochemical, and molecular processes, resulting in improved water and nutrient uptake, increased growth and yield, enhanced activity of antioxidant enzymes, and accumulation of osmolytes. It also modulates the expression of genes related to growth hormones and specific plant metabolites. The role of growth-promoting strains of Streptomyces in conditions of abiotic stresses (drought and salinity) and biotic stresses (pests and diseases) by antioxidant enzymes production, the secretion of antimicrobial compounds such as antibiotics and siderophores, activation of plant defense pathways and the production of secondary metabolites including volatile organic compounds, phytohormones such as Indole Acetic Acid improve plant growth and protect against environmental stresses. Investigation of these mechanisms in two groups of C3 and C4 cereals cereal will provide a deeper understanding of the role of Streptomyces in ensuring food security and its use as a beneficial growth promoterتغییر اقلیم چالشی اساسی با اثرات گسترده شامل تنشهای زیستی و غیرزیستی است. افزایش دما، کاهش بارش، و خشکسالی به منابع آبی، خاک و پوشش گیاهی فشار آورده و منجر به کاهش عملکرد بخصوص در هر دو گروه غلات غلات میشود. بهرهگیری از راهکارهای نوین برای تعدیل این اثرات، به ویژه کاهش عملکرد، حیاتی است. یکی از این راهکارها، استفاده از محرکهای رشد زیستی مانند باکتریهای محرک رشد گیاه (PGPR) نظیر استرپتومایسس است. این باکتریها با مکانیسمهای مستقیم و غیرمستقیم رشد و مقاومت گیاه را بهبود میبخشند. غلات سه و چهارکربنه با وجود مکانیسم متفاوت فتوسنتزی به شکل مشابهی نسبت به باکتریهای محرک رشد واکنش نشان میدهند. تلقیح با استرپتومایسس، مکانیسمهای فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی گیاه را تحت تأثیر قرار میدهد. این تغییرات موجب بهبود جذب آب و مواد مغذی، افزایش رشد و عملکرد گیاه، افزایش فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانت و تولید اسمولیتها، تنظیم بیان ژنهای مرتبط با هورمونهای رشد و متابولیتهای خاص گیاهی است. نقش سویههای محرک رشد استرپتومایسسی در شرایط تنشهای غیرزیستی (خشکی و شوری) و تنشهای زیستی(آفت و بیماری) با تولید آنزیمهای آنتی اکسیدانت، ترشح ترکیبات ضد میکروبی مانند آنتیبیوتیکها، فعالسازی مسیرهای دفاعی گیاه و تولید متابولیتهای ثانویه از جمله مواد آلی فرار و فیتوهورمونهایی نظیر ایندول استیک اسید موجب بهبود رشد و محافظت گیاهان در برابر تنشهای محیطی میشود. بررسی این مکانیسمها در دو گروه غلات سه و چهارکربنه با ساختار و عملکرد فتوسنتزی متفاوت، درک عمیقتری از نقش استرپتومایسس در تضمین امنیت غذایی و استفاده از آن به عنوان محرک رشد سودمند ارائه میدهد.https://cropbiotech.journals.pnu.ac.ir/article_12997_8fc3843df1d8a0d4d3f81c557f3160c8.pdf