علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
عباس سعیدی؛ زهره حاجی برات
چکیده
کالمودولین به‌معنای پروتئین تنظیم‌شده کلسیم است و به پروتئین داخل سلولی کوچکی گفته‌می‌شود که خاصیت اتصال به یون کلسیم و ایجاد واسطه در بسیاری از اقدامات داخل سلولی آن را دارد. فاکتورهای فعال کننده‌های رونویسی متصل‌شونده به کالمودولین (CAMTA) به‌عنوان یکی از پروتئین‌های پاسخ‌دهنده به استرس شناخته شده‌اند. در این مطالعه ژن‌های ...
بیشتر
کالمودولین به‌معنای پروتئین تنظیم‌شده کلسیم است و به پروتئین داخل سلولی کوچکی گفته‌می‌شود که خاصیت اتصال به یون کلسیم و ایجاد واسطه در بسیاری از اقدامات داخل سلولی آن را دارد. فاکتورهای فعال کننده‌های رونویسی متصل‌شونده به کالمودولین (CAMTA) به‌عنوان یکی از پروتئین‌های پاسخ‌دهنده به استرس شناخته شده‌اند. در این مطالعه ژن‌های خانواده CAMTA در گیاه ذرت انتخاب شدند و توزیع کروموزومی، ساختار ژن، الگوهای دمین، درخت فیلوژنتیکی ژن‌های CAMTA در ذرت برای بررسی بیشتر عملکرد آنها مورد آنالیز قرار گرفت. همچنین برای شناسایی الگوی بیان در بافت‌های مختلف گیاه ذرت، آنالیز بیان ژن‌های ZmCAMTA در پاسخ به تنش گرما و جوانه‌زنی مشخص شد. ژن‌های ZmCAMTA1 و ZmCAMTA2 در تمام مراحل رشدی گیاه بیان نشان دادند. ساختار ژن در اکثر پروتئین‌ها مشابه بود و طبقه‌بندی فیلوژنتیکی CAMTA را تأیید می‌کند. پیش‌بینی سیس المنت‌ها در ناحیه پروموتری ژن‌ها نشان داد که bZIP و AP2/ERF بالاترین سیس المنت در ناحیه پروموتری ژن‌های ZmCAMTA را به خود اختصاص دادند. در بافت برگ در پاسخ به تنش گرمایی ژن ZmCAMTA1 افزایش بیان نشان داد. در صورتی‌که ژن ZmCAMTA2 در بافت ساقه در پاسخ به تنش گرمایی افزایش بیان نشان داد. ژن ZmCAMTA2 در پاسخ به جوانه‌زنی افزایش بیان نشان داد. این مطالعه می‌تواند به‌عنوان یک منبع مفید برای مطالعات بیشتر ZmCAMTA در آینده در گونه‌های مختلف گیاهی در نظر گرفته شود و اطلاعات مفیدی برای یافتن ژن کاندیدا در پاسخ به تنش فراهم کند.
علمی پژوهشی
اصلاح نباتات مولکولی
سمیه ابراهیمی؛ احمد اسماعیلی؛ سید سجاد سهرابی؛ حسن ترابی پوده
چکیده
تنش‌های غیرزیستی از جمله کم‌آبی در گیاهان منجر به تغییرات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی می‌شوند. گیاهان مانند سایر موجودات زنده با تنظیم بیان ژن به تغییرات محیطی پاسخ می‌دهند. عوامل رونویسی، کلیدی‌ترین عناصر مولکولی برای تنظیم بیان ژن‌ها به‌شمار می‌روند. نقش عوامل رونویسی شوک حرارتی (HSFs) در مکانیسم مولکولی پاسخ به انواع تنش‌های ...
بیشتر
تنش‌های غیرزیستی از جمله کم‌آبی در گیاهان منجر به تغییرات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی می‌شوند. گیاهان مانند سایر موجودات زنده با تنظیم بیان ژن به تغییرات محیطی پاسخ می‌دهند. عوامل رونویسی، کلیدی‌ترین عناصر مولکولی برای تنظیم بیان ژن‌ها به‌شمار می‌روند. نقش عوامل رونویسی شوک حرارتی (HSFs) در مکانیسم مولکولی پاسخ به انواع تنش‌های غیرزیستی مورد تأیید قرارگرفته است، از این رو، در مطالعه حاضر برای شناسایی، طبقه‌بندی و بررسی تغییرات بیانHSFها در عدس تحت تنش کم‌آبی از تجزیه و تحلیل داده‌های توالی‌یابی شده RNA استفاده شد و در نهایت بیان برخی از رونوشت‌ها با استفاده از روش qRT-PCR مورد بررسی قرار گرفت. از مجموع رونوشت‌های سرهم‌بندی شده عدس، 35 رونوشت متعلق به سه کلاس HSF شناسایی شد. همچنین نتایج نشان داد که در شرایط کم‌آبی از میان HSFهای شناسایی‌شده، بیان چهار رونوشت شامل HSFA9 و HSFA2 افزایش و در مقابل بیان HSFA6B و HSFB4 کاهش‌یافته است. علاوه بر این یافته‌های ما نشان داد که در پاسخ به تنش خشکی تغییری در بیان رونوشت‌های HSF کلاس C دیده نمی‌شود. به‌طورکلی، یافته‌های این پژوهش بینشی در مورد ژن‌های HSF عدس و نقش احتمالی آنها در پاسخ به تنش کم‌آبی ایجاد نموده‌است که می‌توان از آن به‌عنوان پایه‌ای در آزمایش‌های آتی برای درک بهتر مکانیسم مولکولی تحمل عدس به تنش کم‌آبی استفاده نمود.
علمی پژوهشی
ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک
سپیده چرخ انداز؛ کریم سرخه
چکیده
عملکرد کلزا و کیفیت قابل‌قبول روغن، این گیاه را به عنوان یکی از مهم-ترین گیاهان برای تأمین روغن خوراکی قرار داده‌است. با توجه به قرار گرفتن کشور ایران در اقلیم گرم و خشک و نیاز بذر برای جوانه‌زنی و استقرار مناسب گیاهچه‌ها به آب، ضرورت یافتن راهکاری در جهت بهبود جوانه‌زنی و استقرار گیاهچه‌ها احساس می‌شود. استفاده از پرایمینگ بذر ...
بیشتر
عملکرد کلزا و کیفیت قابل‌قبول روغن، این گیاه را به عنوان یکی از مهم-ترین گیاهان برای تأمین روغن خوراکی قرار داده‌است. با توجه به قرار گرفتن کشور ایران در اقلیم گرم و خشک و نیاز بذر برای جوانه‌زنی و استقرار مناسب گیاهچه‌ها به آب، ضرورت یافتن راهکاری در جهت بهبود جوانه‌زنی و استقرار گیاهچه‌ها احساس می‌شود. استفاده از پرایمینگ بذر و نیز تیمار گیاهچه‌ها با عصاره‌ی جلبک دریایی Ascophyllum nodosum یکی از راهکارها برای بهبود یکنواختی سبز شدن و استقرار گیاهچه است. پژوهش حاضر به تأثیر کاربرد عصارة جلبک دریایی بر جوانه‌زنی بذر کلزا و تغییرات الگوی بیان نسبی برخی ژن‌های چرخه بیوسنتز جیبرلیک اسید و براسینواستروئید دخیل در جوانه‌زنی و تقویت‌کننده رشد و نمو کلزا با استفاده از روش Real time- PCR پرداخته‌است. برای این منظور شاخص‌های جوانه‌زنی در اثر اعمال تیمار اندازه‌گیری شد، همچنین اعمال تیمار غلظت 1/0 درصد حجمی عصاره‌ی جلبک در چهار سطح تیمار زمانی (0، 10، 15 و 30 روز یک‌بار) تا زمان گل‌دهی گیاه صورت گرفت و نمونه‌برداری از برگ‌های گیاه مربوط برای هر تیمار در سه تکرار بیولوژیک در دو آزمایش جداگانه گلخانه‌ای و آزمایشگاهی انجام شد. نتایج این مطالعه، مؤثر بودن استفاده از تیمار عصارة جلبک دریایی را بر افزایش درصد جوانه‌زنی و بنیه بذر نشان داد به‌گونه‌ای که صد در صد جوانه‌زنی بذرهای تحت تیمار در روز سوم صورت پذیرفت. در بخش ارزیابی میزان بیان نسبی کاربرد تیمار مذکور افزایش در بیان ژن‌های EXP، ATI، ENTKO، AEC و BINSP که همگی از جمله ژن‌های مهّم و کلیدی در فرآیند جوانه‌زنی هستند را نسبت به تیمار شاهد نشان داد. استفاده از تیمار عصارة جلبک دریایی بیشترین میزان بیان نسبی را در ژن‌های ATI و ENTKO به‌ترتیب به میزان 39/4 و 70/5 در تیمار زمانی 30 روز و کمترین میزان بیان برای ژن‌های GIB و EXP در هر سه تیمار زمانی 10، 15 و 30 روز به‌دست آمد. همچنین، بیشترین میزان همبستگی مثبت در سطح احتمال %5 بین ژن‌های XEN با GIB (همبستگی 1) و ENTKO با BINSP (همبستگی 98/0) مشخص شد. همبستگی ژن‌های یاد شده در اثر کاربرد عصارة جلبک در نهایت منجر به تأثیر مثبت بر فرایند جوانه‌زنی بذرهای کلزا داشت. همچنین ژن‌های GIB و ATI (همبستگی 50/0-) و نیز XEN با ATI (همبستگی 49/0-) دارای همبستگی منفی در سطح احتمال 5% بودند و افزایش یکی، کاهش دیگری و برعکس کاهش بیان یک ژن، افزایش بیان ژن دیگر را به‌دنبال داشت و مشخص می‌کند که فعالیت فراورده پایانی هر کدام از این ژن‌ها قادر است بر فرآیند جوانه‌زنی و فرایندهای تقویت‌کننده رشد و نمو تأثیرگذار باشد.
علمی پژوهشی
اصلاح نباتات مولکولی
محمد حسن کفاش مقدم؛ فروغ سنجریان؛ علاءالدین کردناییج؛ مهرداد چائی چی؛ امیر محمد ناجی
چکیده
گندم به‌عنوان مهم‌ترین غله در بسیاری از مناطق جهان است و غذای اصلی اکثر مردم را تشکیل می‌دهد. با این وجود، اغلب مناطق تولید گندم در جهان در بخشی از فصل رشد و بیشتر در مراحل انتهایی رشد با کمبود آب مواجه هستند. لذا شناسایی ارقام متحمل و نیز مطالعه‌ی مکانیسم‌های افزایش‌دهنده مقاومت به تنش خشکی از راهکارهای مناسب جهت مقابله با عوارض ...
بیشتر
گندم به‌عنوان مهم‌ترین غله در بسیاری از مناطق جهان است و غذای اصلی اکثر مردم را تشکیل می‌دهد. با این وجود، اغلب مناطق تولید گندم در جهان در بخشی از فصل رشد و بیشتر در مراحل انتهایی رشد با کمبود آب مواجه هستند. لذا شناسایی ارقام متحمل و نیز مطالعه‌ی مکانیسم‌های افزایش‌دهنده مقاومت به تنش خشکی از راهکارهای مناسب جهت مقابله با عوارض تنش خشکی خواهد بود. تحقیق حاضر با هدف بررسی سطح بیان هشت ژن منتخب مرتبط با تحمل به خشکی P450 ,NCED ،ABF ، HKT ، PAL ، ABC transporter, bHLH و لیپواکسیژناز در دو ژرم پلاسم بومی‌گندم زمستانه ایرانی حساس و متحمل به خشکی انجام گرفت. سنجش بیان این ژن‌ها بر روی نمونه‌های برگی جمع‌آوری‌شده در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و دو سطح تیماری (نرمال و تنش خشکی) از گیاهان کشت شده در گلخانه، صورت گرفت. برای این منظور پس از تکثیر cDNA با ژن‌های منتخب، بیان آنها با استفاده از روش نورترن‌بلات معکوس نسبت به یک ژن کنترل داخلی (TEF-1α) سنجیده و با استفاده از نرم‌افزار توتال لب کمی‌گردید. مطالعه بیان نسبی هر ژن نسبت به ژن کنترل داخلی نشان داد که اعمال تنش خشکی بر میزان بیان تمامی ژن‌ها به جزء ژن bHLH اثر معنی‌داری داشته‌است. نمودار دوطرفه بر پایه مولفه‌های اول و دوم، جداسازی ژنوتیپ‌ها را در تنش کم‌آبی بر اساس مقدار بیان هفت ژن مورد ارزیابی امکان‌پذیر کرد. این روش می‌تواند در غربالگری و شناسایی ژنوتیپ‌های متحمل در توده‌های بومی‌گندم کاربرد مؤثری داشته‌باشد.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
مریم رمضانی؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی؛ احمد اسماعیلی؛ سید سجاد سهرابی
چکیده
گیاه دارویی کلوس یا کرفس‌کوهی (Kelussia odoratissima Mozaff.) منبعی غنی از مواد فعال دارویی با اثرات درمانی است که به‌صورت انحصاری در رشته‌کوه‌های زاگرس مرکزی ایران یافت می‌شود. با وجود خطر انقراض این‌گونه گیاهی، اطلاعاتی درباره ژنوم / ترنسکریپتوم و بیوسنتز ترکیبات ارزشمند این گیاه وجود ندارد. در بین مولکول‌های حیاتی، اگرچه مولکول‌های microRNA ...
بیشتر
گیاه دارویی کلوس یا کرفس‌کوهی (Kelussia odoratissima Mozaff.) منبعی غنی از مواد فعال دارویی با اثرات درمانی است که به‌صورت انحصاری در رشته‌کوه‌های زاگرس مرکزی ایران یافت می‌شود. با وجود خطر انقراض این‌گونه گیاهی، اطلاعاتی درباره ژنوم / ترنسکریپتوم و بیوسنتز ترکیبات ارزشمند این گیاه وجود ندارد. در بین مولکول‌های حیاتی، اگرچه مولکول‌های microRNA (miRNAs) نقش مهمی در فرآیندهای مختلف زیستی به‌ویژه در بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه در گیاهان دارویی دارند، در حال حاضر، هیچ گزارشی از وضعیت miRNAها در گیاه کلوس منتشر نشده است. مطالعه حاضر به‌منظور شناسایی miRNAهای محافظت‌شده و ژن‌های هدف آنها در ترنسکریپتوم برگ کلوس انجام شد. پس از توالی‌یابی RNA با پلتفرم Illumina HiSeq 2500، خوانش‌های کوتاه پردازش شده سرهم‌بندی شدند. در این مطالعه، تعداد 4658 یونی‌ژن حاوی توالی miRNAهای بالقوه شناسایی شدند. پس از پالایه کردن دقیق، پنج توالی miRNA (miR156-3P، miR408، miR169، miR171 و miR398) از میان توالی‌های نامزد شناسایی و ژن‌های هدف آنها مشخص شدند. نتایج این مطالعه نشان داد که miRNAها در مسیرهای متابولیکی مختلفی از جمله متابولیسم بوتانوات، متابولیسم گلیکوزیلات و دی‌کربوکسیلات، متابولیسم نشاسته و ساکارز، تثبیت کربن در اندامک‌های فتوسنتزی، تخریب پراکسی‌زوم و تخریب اسیدهای چرب درگیر بودند. miR408 با تنظیم ژن‌های شش مسیر متابولیکی، به‌عنوان تأثیرگذارترین miRNA محافظت‌شده در پروفایل بیانی کلوس شناخته شد. به‌طور کلی، با توجه به نقش تنظیمی miRNAهای شناسایی‌شده بر روی طیف گسترده‌ای از شبکه‌های ژنی و فرآیندهای بیولوژیکی گیاه کلوس در مطالعه حاضر، می‌توان از این miRNAها به‌عنوان ژن‌های نامزد برای بهبود صفات کمی و کیفی این گیاه استفاده‌کرد.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
سولماز عزیزی؛ ناصر زارع
چکیده
لیپواکسیژنازها (LOX) دی‌اکسیژنازهای دارای آهن غیرهم بوده و در مسیر آپوپتوتید (مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول)، پاسخ گیاهان به تنش‌های زیستی و غیرزیستی نقش دارند. در این مطالعه 95 ژن همولوگ LOX در چهار گونه از خانواده بقولات (نخود، سویا، لوبیا و یونجه یکساله) شناسایی شد که این ژن‌ها بر اساس روابط فیلوژنتیکی با آرابیدوپسیس، برنج، ارزن و جو ...
بیشتر
لیپواکسیژنازها (LOX) دی‌اکسیژنازهای دارای آهن غیرهم بوده و در مسیر آپوپتوتید (مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول)، پاسخ گیاهان به تنش‌های زیستی و غیرزیستی نقش دارند. در این مطالعه 95 ژن همولوگ LOX در چهار گونه از خانواده بقولات (نخود، سویا، لوبیا و یونجه یکساله) شناسایی شد که این ژن‌ها بر اساس روابط فیلوژنتیکی با آرابیدوپسیس، برنج، ارزن و جو به زیرگروه‌های 9-LOX، 13-LOX تیپ یک و 13-LOX تیپ دو تقسیم می‌شوند. ژن‌های LOX به‌صورت غیریکنواخت بر روی کروموزوم‌ها پخش شده‌اند. آنزیم‌های کد شده به‌وسیله این ژن‌ها در سیتوپلاسم و کلروپلاست فعال هستند. این ژن‌ها غنی از اینترون دارای شش‌تا نه اینترون بوده و دارای ساختار ژنی و فاز اینترونی حفاظت‌شده هستند. ژن‌های LOX مورد مطالعه دارای دارای دمین‌های حفاظت‌شده لیپواکسیژناز و PLAT/LH2 هستند. وجود چندین عنصر تنظیمی سیس پاسخ به هورمون‌ها و تنش‌ها نظیر ERE، MYB و MYC در پروموتر ژن‌های LOX نشان‌دهنده نقش این ژن‌ها در نمو گیاه و پاسخ آنها به تنش‌های محیطی می‌باشد. افزون بر این، انواع مولکول‌های miRNA شناسایی‌شده بیان پس از رونویسی ژن‌های LOX را از طریق برش یا ممانعت از ترجمه تنظیم می‌کند. آنالیز بیان ژن‌ها بر پایه داده‌های ترانسکریپتومیکس نشان داد که الگوی بیان ژن‌های LOX سویا در شرایط تنش‌های غیرزیستی متفاوت بوده و ژن‌های GmLOX4، GmLOX21، GmLOX25، GmLOX5، GmLOX22، GmLOX24، GmLOX14، GmLOX16، GmLOX7 و GmLOX26 بیان بالایی در پاسخ به شوری، خشکی، سرما و گرما دارند که بر نقش آنها در افزایش تحمل سویا به تنش‌های غیرزیستی دلالت دارد. این مطالعه اطلاعات ارزشمندی را برای درک بهتر کارکردهای ژن‌های LOX و کشفیات بیشتر خانواده ژنی LOX بقولات فراهم می‌کند.
