علمی پژوهشی
اصلاح نباتات مولکولی
مرجان جنت دوست؛ رضا درویش زاده؛ ستار طهماسبی انفرادی؛ مریم منزه
چکیده
شوری یک تنش اصلی غیر زیستی محدودکننده رشد و بهرهوری گیاهان در بسیاری از مناطق جهان است که به دلیل افزایش استفاده از آب بی-کیفیت برای آبیاری و شوری خاک ایجاد میشود. سازگاری یا تحمل گیاه به تنش شوری شامل تغییر فرآیندهای فیزیولوژیکی و مسیرهای متابولیکی و فعالسازی شبکههای مولکولی یا ژنی است. در این مطالعه از الکتروفو دوبعدی برای ...
بیشتر
شوری یک تنش اصلی غیر زیستی محدودکننده رشد و بهرهوری گیاهان در بسیاری از مناطق جهان است که به دلیل افزایش استفاده از آب بی-کیفیت برای آبیاری و شوری خاک ایجاد میشود. سازگاری یا تحمل گیاه به تنش شوری شامل تغییر فرآیندهای فیزیولوژیکی و مسیرهای متابولیکی و فعالسازی شبکههای مولکولی یا ژنی است. در این مطالعه از الکتروفو دوبعدی برای شناسایی پروتئینهای پاسخدهنده به تنش شوری در ذرت استفاده شد. دو لاین ذرت با واکنش متفاوت به تنش شوری R10 (متحمل) و S46 (حساس) انتخاب شدند. در مرحله هشت برگی، تیمار شوری 8 دسیزیمنس بر متر بر گیاهان به مدت 20 روز اعمال شد و سپس پروتئینهای برگ، استخراج گردید. لکههایی با بیش از 5/1 برابر افزایش یا کاهش بیان جدا گردیدند و توسط دستگاه طیفسنجی جرمی شناسایی و تعیین توالی شدند. طبقهبندی عملکردی لکههای پروتئینی هر لاین بعد از MS/MS نشان داد که پروتئینهای متفاوت بیان شده دارای فعالیتهای متابولیکی مختلفی هستند. در لاین متحمل R10 تعداد پنج لکه افزایش بیان نشان داد که شامل پروتئینهای Pyruvate orthophosphate dikinase، ATP synthase subunit beta، Germin-like protein،Chlorophyll a-b binding protein ، Triosephosphate isomerase و 40S ribosomal protein میباشند. همچنین در لاین حساس S46 یک لکه افزایش بیان نشان داد که شامل پروتئین Proteasome subunit beta میباشد و دو لکه-کاهش بیان نشان دادند که شامل پروتئینهای Chlorophyll a-b binding protein و Ribulose bisphosphate carboxylase small chain میباشند. پروتئینهای شناسایی شده در این مطالعه و مسیرهای بیوشیمیایی احتمالی مرتبط، اطلاعات جدیدی را در پاسخ لاین-های ذرت (R10 و S46) به تنش شوری ارائه میدهند.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
سمیرا محمدی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ حمید نجفی زرینی؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی
چکیده
MicroRNAها گروه بزرگی از RNAهای کوچک و غیرکدکننده هستند که با برش mRNA مورد هدف و یا مهار ترجمه، بیان این ژنها را تنظیم میکنند. خانواده miR164 گیاهی بسیار حفاظتشده بوده و از طریق تنظیم ژنهای NAC مورد هدف خود، در پاسخ گیاهان به تنشهای غیرزیستی نقش دارند. در مطالعه حاضر، 68 ژن بالقوه کدکننده دمین NAC در Aeluropus littoralis بهعنوان یک گیاه هالوفیت از ...
بیشتر
MicroRNAها گروه بزرگی از RNAهای کوچک و غیرکدکننده هستند که با برش mRNA مورد هدف و یا مهار ترجمه، بیان این ژنها را تنظیم میکنند. خانواده miR164 گیاهی بسیار حفاظتشده بوده و از طریق تنظیم ژنهای NAC مورد هدف خود، در پاسخ گیاهان به تنشهای غیرزیستی نقش دارند. در مطالعه حاضر، 68 ژن بالقوه کدکننده دمین NAC در Aeluropus littoralis بهعنوان یک گیاه هالوفیت از خانواده Poaceae شناسایی شد. در میان ژنهای AlNAC شناسایی شده، 4 ژن بهعنوان هدف miR164 پیشبینی شدند. حفظشدگی بالای جایگاههای تششخیص miR164 در ژنهای AlNAC حاکی از نقش ضروری جایگاههای هدف در کارکرد طبیعی این ژنها بهعنوان عوامل رونویسی میباشد. الگوی بیان ژن انتخابی AlNAC1L.1 در پاسخ به تنشهای شوری و خشکی و فیتوهورمون ABA در بافتهای برگ، ساقه و ریشه با استفاده از RT-qPCR مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ژن AlNAC1L.1 در زمان 6 ساعت بعد از اعمال تنش در تمامی بافتها کاهش بیان نشان میدهد. در بین تیمارها، تیمار سدیمکلرید 600 میلیمولار بیان AlNAC1L.1 را در بافتهای برگ، ساقه و ریشه به ترتیب حدود 217- ، 26- و 9- برابر کاهش داد. بنابراین، AlNAC1L.1 بهعنوان ارتولوگ ژن OMTN6 (ژن NAC هدف miR164 در برنج) میتواند نقش تنظیمکننده منفی در پاسخ به تیمارهای شوری، خشکی و ABA ایفا نماید. این نتایج نشان داد که کارکرد برخی از پروتئینهای NAC میتواند در بین گونهها حفاظتشده باشد. در مجموع، این یافتهها منبع مفیدی برای تجزیه و تحلیل بیشتر میانکنشهای بین ژنهای NAC و خانواده miR164 در پاسخ به تنشهای غیرزیستی فراهم آورده است.
علمی پژوهشی
اصلاح نباتات مولکولی
امیر فرقانی سراوانی؛ بابک ربیعی؛ علی اکبر عبادی
چکیده
کیفیت دانه برنج یک ویژگی پیچیده است که میتوان آن را به کیفیت تبدیل، کیفیت ظاهری، کیفیت پخت و خوراک و کیفیت تغذیهای تقسیم کرد. بیشتر مطالعات انجام شده در زمینه کیفیت دانه برنج، اهمیت کروموزومهای شماره یک و شش برنج را در کنترل ژنتیکی صفات مختلف مرتبط با آن نشان میدهند. در مطالعه حاضر، اعتبارسنجی ۳۵ نشانگر ریزماهواره پیوسته با ...
بیشتر
کیفیت دانه برنج یک ویژگی پیچیده است که میتوان آن را به کیفیت تبدیل، کیفیت ظاهری، کیفیت پخت و خوراک و کیفیت تغذیهای تقسیم کرد. بیشتر مطالعات انجام شده در زمینه کیفیت دانه برنج، اهمیت کروموزومهای شماره یک و شش برنج را در کنترل ژنتیکی صفات مختلف مرتبط با آن نشان میدهند. در مطالعه حاضر، اعتبارسنجی ۳۵ نشانگر ریزماهواره پیوسته با ویژگیهای کیفیت دانه برنج که همگی روی دو کروموزوم شماره یک و شش قرار داشتند، در 144 لاین خویشآمیخته نوترکیب نسل F10 حاصل از تلاقی ارقام سپیدرود (یک رقم اصلاح شده ایرانی با کیفیت ضعیف) و غریب (یک رقم محلی ایرانی با کیفیت خوب) انجام شد. نتایج تجزیه رگرسیونی نشان داد که تعداد 25 نشانگر مورد مطالعه با صفات مختلف کمی و کیفی پیوسته بودند و بین 16 تا 39 درصد از تنوع صفات مختلف را توجیه کردند، اما نشانگرهای RM253، RM246، RM190، RM104، RM314، RM3827 و RM7434 دارای پیوستگی قویتری بودند. تهیه نقشه پیوستگی 35 نشانگر ریزماهواره در جمعیت مورد مطالعه نشان داد که طول نقشه حاصل 5/236 سانتی-مورگان و متوسط فاصله بین نشانگرهای مجاور 95/6 سانتیمورگان بود. تجزیه QTL با روش مکانیابی فاصلهای مرکب نشان داد که تعداد چهل QTL کنترل صفات اندازهگیری شده در جمعیت مورد مطالعه را برعهده داشتند و تنوع فنوتیپی کنترلشده توسط QTLهای شناسایی شده از 57/7 تا 41/37 درصد بهترتیب برای صفات بازده تبدیل دانه و درصد برنج سالم متغیر بود. بر اساس این تجزیه تعداد 23 نشانگر در فاصله نزدیکتری به QTLهای کنترلکننده صفات مورد مطالعه در این پژوهش بودند. از این تعداد برخی نشانگرها با چند صفت مختلف پیوسته بودند. در مجموع نتایج حاصل از تجزیه رگرسیونی و تجزیه QTL نشان داد که نشانگرهای آگاهیبخش پیوسته با ویژگیهای کیفیت دانه شامل نشانگرهای RM253، RM246، RM340، RM243، RM4128، RM314، RM3827، RM7434، RM104 و RM190 بودند که با تحقیقات کاملتر میتوان از آنها در برنامههای انتخاب بهکمک نشانگر در آینده استفاده کرد.
علمی پژوهشی
مژگان شاهیوند؛ رضا میر دریکوند؛ مسعود گماریان؛ کامران سمیعی
چکیده
روش PCR در زمان واقعی یک تکنیک بسیار قدرتمند برای تجزیه و تحلیل بیان ژن در موجودات گوناگون است. با این حال، نرمالسازی دادههای بیان ژن حاصل از این تکنیک و همچنین بهدست آوردن نتایج قابل اعتماد تا حد زیادی به انتخاب ژنهای مرجع مناسب و پایدار بستگی دارد. در این مطالعه، پایداری بیان شش ژن مرجع پرکاربرد (EF-1α ، 18S rRNA ، ACTIN ، β-Tubulin ، HSP و GAPDH) ...
بیشتر
روش PCR در زمان واقعی یک تکنیک بسیار قدرتمند برای تجزیه و تحلیل بیان ژن در موجودات گوناگون است. با این حال، نرمالسازی دادههای بیان ژن حاصل از این تکنیک و همچنین بهدست آوردن نتایج قابل اعتماد تا حد زیادی به انتخاب ژنهای مرجع مناسب و پایدار بستگی دارد. در این مطالعه، پایداری بیان شش ژن مرجع پرکاربرد (EF-1α ، 18S rRNA ، ACTIN ، β-Tubulin ، HSP و GAPDH) در ارقام سبز و قرمز ریحان شیرین تحت پنج تنش غیرزیستی (سرما، خشکی، گرما، شوری و تاریکی) مورد بررسی قرار گرفت. پایداری ژنهای مرجع مذکور با استفاده از نرمافزارهای BestKeeper و NormFinder مورد تجزیه و تحلیل قرار داده شد. نتایج نشان داد که تمامی ژنهای مرجع مورد بررسی دارای سطوح بیان متفاوتی در تنشهای غیرزیستی در گیاه ریحان شیرین هستند. ژنهای مرجع مورد بررسی از نظر میزان بیان تفاوت معنیداری بین ارقام سبز و قرمز نشان ندادند. بالاترین و پایینترین مقادیر بیان ژن در ارقام سبز و قرمز ریحان شیرین تحت تنشهای غیرزیستی به ترتیب برای ژنهای مرجع β-Tubulin و18S rRNA محاسبه شد. نتایج بررسی با نرمافزار BestKeeper به ترتیب ژنهای HSP و ACTIN را بهعنوان ژن مرجع پایدار مشخص کرد. نرم افزار NormFinder ژن β-Tubulin را بهعنوان ژن مرجع پایدار شناسایی کرد. رتبهبندی نهایی نتایج نرم افزارهای BestKeeper و NormFinder ژن ACTIN را به عنوان پایدارترین ژن مرجع برای مطالعات بیان ژن در ارقام سبز و قرمز ریحان شیرین با استفاده از تکنیک PCR در زمان واقعی مشخص کرد.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
حدیث برون؛ امیر سیاهپوش؛ سید محسن سهرابی؛ محمد رضا نیکبخت؛ جواد قاسمیان یادگاری؛ محسن محمدی؛ سید سجاد سهرابی
چکیده
پپتیدهای ضد میکروبی یکی از مهمترین سدهای دفاعی گیاهان در مقابل طیف وسیعی از پاتوژنها به شمار میروند. در این بین، اسنیکینها توجه ویژهای را به خود جلب میکنند، زیرا یکی از مهمترین پپتیدهای غنی از سیستئین در میان پپتیدهای ضد میکروبی گیاهی هستند. در مطالعه حاضر، برخی از اعضای خانواده ژنی اسنیکین در گیاه پیاز از طریق روشهای ...
بیشتر
پپتیدهای ضد میکروبی یکی از مهمترین سدهای دفاعی گیاهان در مقابل طیف وسیعی از پاتوژنها به شمار میروند. در این بین، اسنیکینها توجه ویژهای را به خود جلب میکنند، زیرا یکی از مهمترین پپتیدهای غنی از سیستئین در میان پپتیدهای ضد میکروبی گیاهی هستند. در مطالعه حاضر، برخی از اعضای خانواده ژنی اسنیکین در گیاه پیاز از طریق روشهای بیوانفورماتیکی و آزمایشگاهی شناسایی و تعیین خصوصیت شدند. بدین منظور تمام توالیهای پروتئینی اسنیکینهای گیاهی از پایگاه NCBI دریافت شدند. توالی مورد توافق اسنکین با همترازی چندگانه توالیهای دریافت شده ایجاد شد. سپس توالی مورد توافق اسنکین با استفاده از ابزار tBLASTn در برابر ترنسکریپتوم گیاه پیاز همترازی موضعی شد. توالیهای حاصل از tBLASTn، سرهمبندی شده و برای تعیین چارچوب خوانش باز کامل و پیشبینی دمینهای عملکردی، سیگنال پپتید، محل تجمع سلولی، خصوصیات فیزیکوشیمیایی، فراوانی اسیدهای آمینه و فعالیت ضد میکروبی مورد بررسی قرار گرفتند. با استفاده از واکنش PCR توالی کد کننده کامل اسنیکینها تکثیر شد. در نهایت، وجود هفت ژن اسنیکین با چارچوبهای خوانش باز با طول متوسط 323 جفت باز در گیاه پیاز تأیید شد. تجزیه و تحلیلهای بیوانفورماتیکی، شباهت بالای ژنهای اسنیکین پیاز با همولوگهای اسنیکن در سایر گونههای گیاهی، از نظر توالی نوکلئوتیدی و پروتئینی و همچنین خصوصیات ساختاری را نشان داد. نتایج همچنین نشان داد که تمامی اسنیکینهای شناسایی شده در گیاه پیاز دارای خاصیت ضد میکروبی بالقوه بودند. با توجه به اثرات ضد میکروبی بالقوه در پپتیدهای شناسایی شده، میتوان با تولید این پپتیدها در سیستمهای بیانی مختلف از آنها به عنوان عوامل ضد میکروبی جدید در مقابله با پاتوژنهای انسانی، دامی و گیاهی استفاده کرد.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
مژده عرب؛ حمید نجفی زرینی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ سید حمیدرضا هاشمی پطرودی
چکیده
پروتئینهای شبهکالسینئورین B (CBL) یکی از اجزای کلیدی حسگرهای کلسیم بوده که در فرایندهای مختلف رشد و نموی و همچنین تنشهای محیطی مشارکت دارند. در این تحقیق به دلیل نقش و کارکرد ژنهای CBL در هدایت پیام در تنشهای غیرزیستی و زیستی، شناسایی عناصر سیس این خانواده ژنی در گیاهان Oryza sativa (OsCBL)، Arabidopsis thaliana (AtCBL) و A. littoralis (AlCBL) مدنظر قرار گرفت. ...
بیشتر
پروتئینهای شبهکالسینئورین B (CBL) یکی از اجزای کلیدی حسگرهای کلسیم بوده که در فرایندهای مختلف رشد و نموی و همچنین تنشهای محیطی مشارکت دارند. در این تحقیق به دلیل نقش و کارکرد ژنهای CBL در هدایت پیام در تنشهای غیرزیستی و زیستی، شناسایی عناصر سیس این خانواده ژنی در گیاهان Oryza sativa (OsCBL)، Arabidopsis thaliana (AtCBL) و A. littoralis (AlCBL) مدنظر قرار گرفت. در مکانیابی ده ژن AtCBL، ده ژن OsCBL و شش ژن AlCBL، پروتئینهای AtCBL4، AtCBL10، AlCBL4.2، AlCBL4.3 و AlCBL10 در غشای پلاسمایی قرار گرفتند. بر اساس درخت فیلوژنتیکی، 26 ژن CBL مورد بررسی به دو گروه اصلی تقسیم شدند به نحویکه تقریبا همه CBLها در مجاورت با ژنهای ارتولوگشان طبقهبندی شدند. در بررسی مقایسهای ساختار ژنی خانواده ژنی CBLها مشاهده گردید که حدود 66 درصد ژنهای AlCBL، 60 درصد ژنهای AtCBL و 80 درصد ژنهای OsCBL دارای هشت اگزون و هفت اینترون بودند. شناسایی و طبقهبندی عناصر تنظیمی سیس در هشت گروه مختلف صورت گرفت که از مهمترین عناصر سیس مرتبط به تنش میتوان به موتیفهای ABRE، ARE، موتیف-GC،MBS ، DRE، STRE و LTR اشاره نمود. تنوع مشاهده شده در بیان اعضای خانواده ژنی بهدلیل وجود مکانیسمهای تنظیمی متفاوت در تنظیمات بیان این ژنها بوده که به دلیل وجود عناصر تنظیمی اختصاصی بافت و اختصاصی تنش در پروموتر اعضای این خانواده است. بررسی عملکردی ژن AlCBL4.2 به دلیل دارا بودن شش موتیف as-1 با توجه به ماهیت بیان اختصاصی و بیان افزاینده این موتیف میتواند اطلاعات با اهمیتی را در خصوص فرایندهای تنظیمی این ژن ارائه نماید.