علمی پژوهشی
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
صالحه نادری؛ براتعلی فاخری؛ صدیقه اسمعیل زاده بهابادی
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1393، صفحه 1-9
چکیده
ریحان (Ocimum basilicum L.) گیاه دارویی از خانواده نعناعیان (Lamiaceae) است که در طب سنتی ایران مورد استفاده قرار میگیرد. اسانس ریحان سرشار از ترکیبات فنیل پروپانوئیدی است. متیل چاویکول و متیل اوژنول از مهمترین اجزا سازنده اسانس ریحان به شمار میروند. کیتوزان از ترکیبات اصلی دیواره سلولی بسیاری از گونههای قارچی است که به عنوان الیسیتور زیستی ...
بیشتر
ریحان (Ocimum basilicum L.) گیاه دارویی از خانواده نعناعیان (Lamiaceae) است که در طب سنتی ایران مورد استفاده قرار میگیرد. اسانس ریحان سرشار از ترکیبات فنیل پروپانوئیدی است. متیل چاویکول و متیل اوژنول از مهمترین اجزا سازنده اسانس ریحان به شمار میروند. کیتوزان از ترکیبات اصلی دیواره سلولی بسیاری از گونههای قارچی است که به عنوان الیسیتور زیستی برای بهبود بخشیدن بیوسنتز متابولیتهای ثانویه استفاده میشود. در این پژوهش، اثر کیتوزان بر میزان متیل چاویکول و بیان ژن چاویکول o-متیل ترانسفراز (CVOMT) و فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدان کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور گیاهچههای ریحان در مرحله پیشگلدهی با غلظت 2 گرم در لیتر کیتوزان تیمار شدند و سپس در زمانهای 1، 2، 3 و 5 روز بعد از اعمال تیمار کیتوزان برداشت شدند. آنالیز اسانس نشان داد که میزان متیلچاویکول تحت تأثیر کیتوزان نسبت به نمونههای شاهد افزایش یافت. همچنین بیان ژن چاویکول o-متیل ترانسفراز و فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدان کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز تحت تأثیر کیتوزان به طور معنیداری افزایش یافت. تغییرات میزان بیان ژن با روند تغییرات متیل چاویکول در مراحل مختلف برداشت مطابقت داشت. بنابراین کیتوزان از طریق افزایش بیان ژن چاویکول o-متیل ترانسفراز باعث افزایش متیلچاویکول گردید.
علمی پژوهشی
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
مرجان بحرآبادی؛ فرهاد شکوهی فر؛ محمدعلی ابراهیمی
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1393، صفحه 11-20
چکیده
پیشبرهای مصنوعی القاپذیر با بیمارگرها (Synthetic pathogen-inducible promoters) جایگزین مناسبی برای پیشبرهای طبیعی در دستورزی ژنتیکی گیاهان با هدف تولید ارقام مقاوم میباشند. یک پیشبر القاپذیر با بیمارگر در شرایط ایدهآل باید تنها در پاسخ به بیمارگرهای هدف فعال شود و ژن مقاومت به بیمارگر را به صورت موضعی و موقتی بیان کند. فقدان این ویژگیها ...
بیشتر
پیشبرهای مصنوعی القاپذیر با بیمارگرها (Synthetic pathogen-inducible promoters) جایگزین مناسبی برای پیشبرهای طبیعی در دستورزی ژنتیکی گیاهان با هدف تولید ارقام مقاوم میباشند. یک پیشبر القاپذیر با بیمارگر در شرایط ایدهآل باید تنها در پاسخ به بیمارگرهای هدف فعال شود و ژن مقاومت به بیمارگر را به صورت موضعی و موقتی بیان کند. فقدان این ویژگیها در پیشبرهای طبیعی، توجه را به سمت طراحی پیشبرهای مصنوعی معطوف داشته است. در ساختار این پیشبرها از اجزائی چون عناصر تنظیمی سیس استفاده میشود که این امر انعطافپذیری بالایی را در تعیین میزان بیان و نوع القاپذیری یک پیشبر مهیا مینماید. یکی از متداولترین روشهای آنالیز یک پیشبر مصنوعی القاپذیر با بیمارگر، استفاده از روش بیان موقت مبتنی بر اگروباکتریوم میباشد. با اعمال تیمارهای زیستی و غیرزیستی و مطالعه بیان تراژن، آنالیز عملکرد پیشبر در زمان کوتاهی قابل انجام است. در این تحقیق، پیشبر مصنوعی SP-DD (متشکل از دو نسخه از عنصر تنظیمی و القایی سیس D Box از منشاء پیشبر ژن PR2 گیاه جعفری) در اتصال با ژن گزارشگر بتاگلوکرونیداز اینتروندار طبق روش اگرواینجکشن به برگهای گیاه توتون گونه بنتامیانا (Nicotiana benthamiana) منتقل شد و عملکرد آن در واکنش به تیمار سالیسیلیک اسید و تنشهای محیطی بررسی گردید. نتایج نشان داد پیشبر مصنوعی SP-DD در پاسخ به سالیسیلیک اسید، ژن بتاگلوکرونیداز را بیان کرد و میزان بیان با گذشت زمان از ۲ ساعت به ۲۴ ساعت از اعمال تیمار، افزایش نشان داد. همچنین پیشبر فوق به تنشهای گرما و سرما حساسیت اندکی نشان داد ولی تنش اشعه ماوراء بنفش بر القاء آن بیاثر بود.
علمی پژوهشی
اصلاح نباتات مولکولی
مهدیه صفرزاده؛ رضا فتوت؛ محمد رضا عظیمی؛ احسان محسنی فرد؛ بهنام بخشی
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1393، صفحه 21-33
چکیده
رشد و متابولیسم گیاه تحت تأثیر انواع محرکهای زنده و غیرزنده از جمله تنشهای محیطی قرار میگیرد که گیاه از طریق هورمونها به آنها پاسخ میدهد. miRNAها، گروهی از RNAهای کوچک غیر کدکننده هستند که برخی از آنها در سیگنالینگ هورمونهای گیاهی نقش دارند. در این مطالعه با استفاده از تکنیک qRT-PCR، الگوی بیان miR159a,b، miR160، miR167a,b و miR171a، که بهترتیب ...
بیشتر
رشد و متابولیسم گیاه تحت تأثیر انواع محرکهای زنده و غیرزنده از جمله تنشهای محیطی قرار میگیرد که گیاه از طریق هورمونها به آنها پاسخ میدهد. miRNAها، گروهی از RNAهای کوچک غیر کدکننده هستند که برخی از آنها در سیگنالینگ هورمونهای گیاهی نقش دارند. در این مطالعه با استفاده از تکنیک qRT-PCR، الگوی بیان miR159a,b، miR160، miR167a,b و miR171a، که بهترتیب در تنظیم بیان فاکتورهای رونویسی MYB، ARF، ARF، SCL نقش دارند، در دو رقم حساس و متحمل به تنش خشکی در گندم مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی میزان شباهت نوکلئوتیدی نشان داد که بیشترین شباهت در هر یک از این خانوادهها در ناحیه تولید کننده miRNA بالغ میباشد. آنالیزهای qRT-PCR نشان داد تحت شرایط تنش خشکی miR159a,bدر رقم حساس و miR160 و miR167a,b در رقم متحمل افزایش بیان معنیداری داشتند. تحت این شرایط در miR171a تغییر بیان معنیداری در هر دو رقم مشاهده نشد. احتمالاً افزایش بیان miR159a,b در رقم حساس منجر به کاهش پاسخ ژنهای MYB درگیر در تنش خشکی خواهد شد. افزایش بیان miR160 و miR167a,b در رقم متحمل، باعث تنظیم اثر متقابل مسیرهای سیگنالینگ اکسین و آبسیزیک اسید و احتمالاً کمک به تحمل تنش، در رقم متحمل به تنش خشکی میشوند. همچنین با عدم تغییر بیان miR171a در هر دو رقم، احتمالاً تحت این شرایط بیان ژنهای SCL از طریق سایر مکانیسمهای گیاهی تنظیم میشوند.
علمی پژوهشی
اصلاح نباتات مولکولی
پروانه محمودی؛ احمد معینی؛ سید مجتبی خیام نکویی؛ محسن مردی؛ قاسم حسینی سالکده
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1393، صفحه 35-46
چکیده
زعفران (Crocus sativus L.)، ارزشمندترین و محبوبترین ادویه جهانی، گونهای تریپلوئید از خانواده Iridaceae میباشد. این گونه با کلالههای قرمز، بلند و معطر، از سایر گونههای این خانواده متمایز است. با پیشرفتهای سریع بوجود آمده در نسل دوم توالییابی، توالییابی RNA (RNAseq.) ابزار قدرتمندتر و ارزانتری در مطالعات ترانسکریپتوم شده است. گردآوری ...
بیشتر
زعفران (Crocus sativus L.)، ارزشمندترین و محبوبترین ادویه جهانی، گونهای تریپلوئید از خانواده Iridaceae میباشد. این گونه با کلالههای قرمز، بلند و معطر، از سایر گونههای این خانواده متمایز است. با پیشرفتهای سریع بوجود آمده در نسل دوم توالییابی، توالییابی RNA (RNAseq.) ابزار قدرتمندتر و ارزانتری در مطالعات ترانسکریپتوم شده است. گردآوری مجدد توالیهای ترانسکریپتوم، راه حل مناسبی برای مطالعه ترانسکریپتوم موجوداتی است که توالی ژنوم آنها در دسترس نیست. توالییابی دقیق و مونتاژ قابل اعتماد در دادههای ترانسکریپتوم، برای آنالیزهای پاییندست ضروری میباشد. در این مطالعه با جداسازی و تعیین توالی ترانسکریپتوم کلاله زعفران زراعی با استفاده از نسل دوم توالییابی نتایج عملکرد تجزیه و تحلیل داده ها بوسیله دو نرمافزار پرکاربرد به نامهای SOAPdenovo و Trinity مقایسه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که میانگین طول توالیها و تعداد یونیژنهای بدست آمده در Trinity بیشتر از SOAPdenovo میباشد (میانگین 689 برای Trinity و 624 برای SOAPdenovo). نتایج مونتاژ بهتر توسط مونتاژگر مناسب وقتی به پروتئین ترجمه میشود منجر به افزایش معنی-داری در تعداد رکوردهای بهدست آمده در پایگاههای اطلاعاتی میشود و تعداد بیشتر یونیژن امکان شناسایی مسیرهای بیوسنتزی متابولیتهای مهم بیشتری را فراهم میکند. یونیژنهای مونتاژ شده در Trinity فاقد فاصله بوده و میانگین آن حدود دو برابر یونیژنهای مونتاژ شده بوسیله SOAPdenovo بود. بهطور کلی انتخاب ابزار و پارامترهای مناسب برای مونتاژ ترانسکریپتوم بدون درک کاملی از عملکرد ابزارهای مختلف و تنظیمات آنها کار مشکلی است. با مقایسه عملکرد نرمافزارهای مختلف بر روی موجودات مختلف میتوان توصیههایی در زمینه استفاده از آنها ارائه داد و نرمافزار مناسبتر را انتخاب کرد.
علمی پژوهشی
ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک
مسعود توحیدفر؛ ابراهیم قریشی؛ براتعلی فاخری؛ مطهره محسن پور
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1393، صفحه 47-59
چکیده
تنشهای غیرزیستی از جمله خشکی و شوری اولین عامل کاهش محصول در دنیا است. در این تحقیق ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز (badh) هم به عنوان یک نشانگر غیرآنتیبیوتیکی و هم به عنوان یکی از ژنهای کاندید در تحمل به تنشهای غیرزیستی به همراه ژن فلاودکسین (fld) در ساخت ناقل کلروپلاستی برای گیاه برنج مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور ابتدا دو ...
بیشتر
تنشهای غیرزیستی از جمله خشکی و شوری اولین عامل کاهش محصول در دنیا است. در این تحقیق ژن بتائین آلدهید دهیدروژناز (badh) هم به عنوان یک نشانگر غیرآنتیبیوتیکی و هم به عنوان یکی از ژنهای کاندید در تحمل به تنشهای غیرزیستی به همراه ژن فلاودکسین (fld) در ساخت ناقل کلروپلاستی برای گیاه برنج مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور ابتدا دو قسمت از یک ناحیه اختصاصی هدفگیری کننده به پلاستوم برنج (FR) با افزودن جایگاه آنزیمی مناسب جهت ورود کاست-های ژنی به مرکز آن، در دو مرحله به گونهای با استفاده از PCR از ژنوم کلروپلاستی برنج جداسازی شد که امکان اتصال مجدد آنها ضمن کلونسازی ایجاد گردد. سپس طراحی کاست ژنی برای ژن های fld و badh تحت نواحی تنظیمی کلروپلاستی انجام شد، به طوریکه ژن fld همراه با rbcl 5'UTR و ژن badh همراه با T7gene10 5'UTR به صورت پلیسیسترونی تحت پیشبر قوی کلروپلاستی Prrn و پایانبر rbcl 3'UTR کلونسازی شدند. سرانجام کاست کامل دو ژنی fld/badh به همراه نواحی تنظیمی از ناقل نوترکیب حاصل موسوم به pBF جدا و در مرکز ناحیه هدفگیری کننده به کلروپلاست برنج در دو جهت کلونسازی گردید. دو ناقل مختص کلروپلاست حاصل موسوم به pFrFB(-) و pFrFB(+) پتانسیل الحاق هدفدار ژنهای مقاومت به شوری و خشکی را با دو جهتگیری مختلف نسبت به نواحی داخلی ژنوم کلروپلاستی گیاه برنج دارا بوده و قادرند با هدف ایجاد مقاومت بالا به شوری، خشکی و سرما در انتقال ژن به کلروپلاست گیاه برنج با استفاده از تفنگ ژنی مورد استفاده قرار گیرند.
علمی پژوهشی
ژنومیکس
مرجان جنت دوست؛ رضا درویش زاده؛ محمدعلی ابراهیمی
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1393، صفحه 61-72
چکیده
تنوع ژنتیکی بین و درون 50 توده آفتابگردان آجیلی با استفاده از 10 نشانگر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. تعداد آلل در مکانهای ژنی بین 2 تا 3 با میانگین 1/2 آلل به ازای هر مکانژنی بود. تعداد آلل مؤثر بین 948/1 در مکانژنی ORS785 و 468/1 در مکانژنی ORS1088 با میانگین 825/1 آلل برآورد شد. بیشترین میزان هتروزیگوسیتی مورد انتظار (484/0) در مکانژنی ORS785 ...
بیشتر
تنوع ژنتیکی بین و درون 50 توده آفتابگردان آجیلی با استفاده از 10 نشانگر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. تعداد آلل در مکانهای ژنی بین 2 تا 3 با میانگین 1/2 آلل به ازای هر مکانژنی بود. تعداد آلل مؤثر بین 948/1 در مکانژنی ORS785 و 468/1 در مکانژنی ORS1088 با میانگین 825/1 آلل برآورد شد. بیشترین میزان هتروزیگوسیتی مورد انتظار (484/0) در مکانژنی ORS785 و کمترین آن (268/0) در مکانژنی ORS1088 برآورد شد. میانگین هتروزیگوسیتی مورد انتظار و مشاهده شده به ترتیب برابر 435/0 و 722/0 بود. محتوای اطلاعات چند شکلی (PIC) بین 573/0 در مکانژنی ORS785 و 334/0 در مکانژنی ORS1088 با میانگین 503/0 برآورد گردید. تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) نشان داد دو مؤلفه اصلی اول مجموعا 71/31% از واریانس کل را توجیه می نمایند. گروهبندی تودههای آفتابگردان آجیلی مورد مطالعه براساس ضریب فاصله ژنتیکی نی و با استفاده از الگوریتم Complete، آنها را در 3 گروه مجزا قرار داد. تجزیه واریانس مولکولی نشان داد تنوع درون تودهها بیشتر از تنوع بین تودها میباشد. بنابراین در برنامههای بهنژادی آفتابگردان آجیلی، میتوان انتخاب را درون تودهها انجام داد.
علمی پژوهشی
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
سیده فرزانه فاطمی اردستانی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ حسین عسکری؛ حمیدرضا هاشمی
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1393، صفحه 73-83
چکیده
شوری خاک با ایجاد تنش اسمزی و بر هم زدن تعادل یونی تولیدات گیاهی را محدود میکند و منجر به خسارت در سطح مولکولی و نهایتاً مرگ سلول میگردد. در این تحقیق آنالیز بیان ژن مبتنی بر تکنیک cDNA-AFLP جهت مقایسه پروفایل بیانی ناشی از تنش شوری KCl در سه سطح 0 (شاهد)، 200 و 400 میلی مولار در گیاه آلوروپوس لیتورالیس که نزدیکترین خانواده به غلات میباشد، ...
بیشتر
شوری خاک با ایجاد تنش اسمزی و بر هم زدن تعادل یونی تولیدات گیاهی را محدود میکند و منجر به خسارت در سطح مولکولی و نهایتاً مرگ سلول میگردد. در این تحقیق آنالیز بیان ژن مبتنی بر تکنیک cDNA-AFLP جهت مقایسه پروفایل بیانی ناشی از تنش شوری KCl در سه سطح 0 (شاهد)، 200 و 400 میلی مولار در گیاه آلوروپوس لیتورالیس که نزدیکترین خانواده به غلات میباشد، انجام شد. از میان 34 عدد EST جداسازی شده، 27 عدد EST با طول میانگین 280 جفت باز بدست آمد. در این میان 80% از رونوشتها با پروتئینها و توالیهای اسید نوکلئیک شناسایی شده در ارگانیسمهای دیگر، شباهت نشان دادند. از طرفی دیگر، 6 رونوشت به عنوان ژنهای جدید در نظر گرفته شدند. در نهایت 27 عدد EST در بانک ژن به ثبت رسید که مهمترین آنها شامل گروههای پروتئینی سینتاکسین، آدنوزیل متیونین دکربوکسیلاز و پروتئینهای ریبوزومی میباشند. گروهبندی ESTها بر مبنای نوع پاسخ به تنشها، آنالیز عملکردی و خصوصیت یابی ژنهای پاسخگو در ریشه گیاه آلوروپوس لیتورالیس به تنش مذکور را در مطالعات آتی روی این گیاه که از اعضای خانواده غلات میباشد، تسهیل خواهد کرد.
علمی پژوهشی
اصلاح نباتات مولکولی
زهره حاجی برات؛ عباس سعیدی؛ رضا طالبی؛ زهرا حاجی برات
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1393، صفحه 85-94
چکیده
شناخت تنوع ژنتیکی و طبقهبندی ذخایر توارثی (ژرمپلاسم) از فعالیتهای مهم و ضروری در بهنژادی و مدیریت حفظ ذخایر ژنتیکی گیاهان میباشد. در این آزمایش تنوع ژنتیکی 48 ژنوتیپ نخود با استفاده از 38 جفت نشانگر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از استخراج DNA ژنومی و انجام واکنش زنجیرهای پلیمراز، آغازگرها در مجموع 117 باند چندشکل تولید ...
بیشتر
شناخت تنوع ژنتیکی و طبقهبندی ذخایر توارثی (ژرمپلاسم) از فعالیتهای مهم و ضروری در بهنژادی و مدیریت حفظ ذخایر ژنتیکی گیاهان میباشد. در این آزمایش تنوع ژنتیکی 48 ژنوتیپ نخود با استفاده از 38 جفت نشانگر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از استخراج DNA ژنومی و انجام واکنش زنجیرهای پلیمراز، آغازگرها در مجموع 117 باند چندشکل تولید نمودند که متوسط تعداد باند چندشکل به ازای هر آغازگر 5/3 بود. میانگین PIC برای کل آغازگر 48/0 به دست آمد و بیشترین میزان اطلاعات چندشکلی (PIC) مربوط به آغازگرهای TAA170 با مقدار 77/0 و کمترین مقدار آن مربوط به آغازگر Cstms5 با مقدار 08/0 بود. با محاسبه ضریب تشابه جاکارد، ارزشهای تشابه بین ژنوتیپها دامنهای از 47/0 تا 94/0 را داشتند. تجزیه خوشهبندی با روش NJ و با استفاده از نرمافزار (Splitstree ver 4.13.1) به منظور بررسی روابط ژنتیکی انجام شد. در مجموع این نتایج مطالعه بر روی نخود با آغازگرهای SSR، نشان داد که این آغازگرها در گیاه نخود کارایی بالایی دارند و نشانگرهای مورد استفاده توانستند تمامی ژنوتیپها را به خوبی از هم جدا کنند.
علمی پژوهشی
ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک
سمیه خسروجردی؛ مریم هاشمی؛ مریم موسیوند
دوره 3، شماره 2 ، شهریور 1393، صفحه 95-105
چکیده
سلولازها با فعالیت همزمان سه آنزیم اندو-بتا-1و4-گلوکاناز، سلوبیوهیدرولاز و بتا-گلکوزیداز میتوانند سلولز را به واحدهای گلوکز تجزیه کنند. در حال حاضر، سلولازها اغلب در صنایع خوراک دام، نساجی، تصفیه پساب، آبجوسازی و تولید سوختهای زیستی استفاده میشوند و تقاضا برای خرید این آنزیمها با ویژگیهای کاتالیتیکی خاص رشد فزایندهای دارد. ...
بیشتر
سلولازها با فعالیت همزمان سه آنزیم اندو-بتا-1و4-گلوکاناز، سلوبیوهیدرولاز و بتا-گلکوزیداز میتوانند سلولز را به واحدهای گلوکز تجزیه کنند. در حال حاضر، سلولازها اغلب در صنایع خوراک دام، نساجی، تصفیه پساب، آبجوسازی و تولید سوختهای زیستی استفاده میشوند و تقاضا برای خرید این آنزیمها با ویژگیهای کاتالیتیکی خاص رشد فزایندهای دارد. در این مطالعه سویه Bacillus subtilis A14h با قابلیت تولید آنزیم سلولاز با استفاده از روشهای بیوشیمیایی و مولکولی (ژن 16SrDNA) شناسایی شد. شرایط بهینه عملکرد آنزیم تولید شده توسط سویه مورد نظر در حضور دو نوع سوبسترا (کربوکسی متیل سلولز و بتا گلوکان) ودر محدوده دمایی C°70-30 و در pH 6/4 ارزیابی شد. همچنین ژن اندو-بتا-1و4-گلوکاناز نیز با استفاده از پرایمرهای اختصاصی تکثیر، توالی یابی ونتیجه در پایگاه اطلاعاتی NCBI ثبت شد. آنالیز توالیهای به دست آمده و رسم درخت فیلوژنی با استفاده از نرمافزار Vector NTI و Mega.4 انجام شد. نتایج نشان داد که جدایه مورد بررسی متعلق به گونه B. subtilis است. همچنین نتایج آنالیز فیلوژنتیکی و مقایسه توالی آمینو اسیدی ژن اندو-بتا-1و4-گلوکاناز سویه مورد بررسی نشان داد که ناحیه کاتالیتیکی آنزیم مذکور متعلق به خانواده 5 گلیکوزیل هیدرولازها بوده و ناحیه غیرکاتالیتیکی آن در خانواده 3CBM قرار گرفته و بیشترین شباهت را به آنزیم سلولاز سویههای B. subtilis دارند. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین میزان فعالیت آنزیمی در حضور سوبسترای بتاگلوکان و دمای 55 درجه سانتیگراد معادل U/ml 1464 تخمین زده شد.
