علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
سپیده سنجری؛ رضا شیرزادیان خرم آباد؛ زهراسادات شبّر؛ مریم شهبازی
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1397، صفحه 1-15
چکیده
سورگوم علیرغم تحمل قابلتوجه به خشکی، در دوران قبل و بعد از گلدهی در صورت مواجهه با تنش خشکی، دچار کاهش عملکرد دانهای میشود. عوامل رونویسیNAC ، نقش کلیدی در سازگاری سورگوم به خشکی ایفا میکنند. در این مطالعه، اطلاعات مربوط به خانواده پروتئینیNAC از پایگاههای اطلاعاتی جمعآوری شد. سپس، مدل مخفی مارکوف دمین NAC (PF02365) بر علیه پروتئینهای ...
بیشتر
سورگوم علیرغم تحمل قابلتوجه به خشکی، در دوران قبل و بعد از گلدهی در صورت مواجهه با تنش خشکی، دچار کاهش عملکرد دانهای میشود. عوامل رونویسیNAC ، نقش کلیدی در سازگاری سورگوم به خشکی ایفا میکنند. در این مطالعه، اطلاعات مربوط به خانواده پروتئینیNAC از پایگاههای اطلاعاتی جمعآوری شد. سپس، مدل مخفی مارکوف دمین NAC (PF02365) بر علیه پروتئینهای سورگوم مورد جستجو قرار گرفت. در مجموع، 183 توالی پروتئینی کدشونده توسط 131 مکان ژنی شناسایی شدند. درخت فیلوژنی بر اساس دمینNAC خانواده ژنیNAC سورگوم، بههمراه 11 توالی پروتئینی شناخته شده در سایر گیاهان، با روش نزدیکترین همسایهها ترسیم شد که این خانواده را به 15 زیرخانواده طبقهبندی نمود. 13 عضو از خانواده پروتئینی NAC سورگوم به زیرخانوادهSNAC های سایر گیاهان پیوستند که احتمالا در تحمل به تنشهای غیرزیستی دخیل باشند. 14 نوع عنصر تنظیمی پاسخدهنده به تنشها و هورمونها در راهانداز ژنهای زیرگروه SNAC پیشبینی شد. بهمنظور بررسی الگوی بیانی نسبی ژنهای SNAC، کشت مزرعهای بهصورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی اجرا شد. آبیاری در دو سطح شامل آبیاری معمولی و تنش خشکی (قطع آبیاری پس از گلدهی) و ارقام در دو سطح شامل کیمیا (متحمل) و سپیده (حساس) لحاظ گردید. با توجه به الگوی بیانی SbSNACها، انتظار میرود که برخی از اعضا بهعنوان تنظیمکنندههای رونویسی مثبت (سه عضو) و منفی (سه عضو) در پاسخ به تنش خشکی پس از گلدهی در سورگوم فعالیت کنند. همچنین، برخی در پیری برگ (دو عضو) و فرایند انتقال مجدد فلزات (دو عضو) نقش دارند.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
سارا دژستان؛ مهدی بهنامیان؛ سحر فتحی اجیرلو؛ محمدعلی ابراهیمی؛ بنیامین یزدانی
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1397، صفحه 17-35
چکیده
خانواده ژنی NAC یک خانواده بزرگ عوامل نسخهبرداری اختصاصی گیاهی است که نقشهای متنوعی در مراحل نمو گیاهی و پاسخ به تنشها ایفا میکند. با تکمیل پروژه توالییابی ژنوم Hordeum vulgare cv. Morex امکان مطالعات بیوانفورماتیکی خانواده ژنی NAC در جو فراهم گردید. در این پژوهش با استفاده از پایش ژنومی، در کل 73 ژن غیرتکراری رمزکننده NAC در توالیهای ژنومی ...
بیشتر
خانواده ژنی NAC یک خانواده بزرگ عوامل نسخهبرداری اختصاصی گیاهی است که نقشهای متنوعی در مراحل نمو گیاهی و پاسخ به تنشها ایفا میکند. با تکمیل پروژه توالییابی ژنوم Hordeum vulgare cv. Morex امکان مطالعات بیوانفورماتیکی خانواده ژنی NAC در جو فراهم گردید. در این پژوهش با استفاده از پایش ژنومی، در کل 73 ژن غیرتکراری رمزکننده NAC در توالیهای ژنومی Hordeum vulgare cv. Morex شناسایی شد. یک درخت تبارشناسی مرکب با توالیهای پروتئینی HvNAC و تعدادی از توالیهای پروتئینی NAC شناختهشده برنج و آرابیدوپسیس ترسیم شد و آنها به 15 زیرگروه مشخص طبقهبندی شدند. مشخص شد که پراکنش ژنهای HvNAC روی کروموزومهای جو غیریکنواخت است. بیشتر ژنهای NAC بهصورت انفرادی قرار گرفتهاند و معدودی از آنها با دو یا سه ژن خوشهبندی شدهاند. بیشتر عناصر cis ردیابیشده در نواحی بالادست و پاییندست ژنهای HvNAC در پاسخ به نور، پاسخ به تنشهای غیرزیستی و به مقدار نسبتاً اندک در پاسخ به تنش-های زیستی دخیل هستند. در آنالیز in silico بیان ژن، ژنهای HvNAC در دامنه گستردهای از بافتهای مختلف بیان شدند و در مراحل نموی به-طور عمده بیان نشدند، همچنین، ژنهای HvNAC در شرایط تنش غیرزیستی تا حدودی و به مقدار نسبتاً کمتر در تنشهای زیستی بیان شدند. این اطلاعات بیوانفورماتیکی چارچوبی برای مطالعات ژنومی و عملکردی این خانواده ژنی در جو فراهم میکند.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
سیده مریم یوسف موسوی؛ بهرام ملکی زنجانی؛ عباس بهاری
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1397، صفحه 37-45
چکیده
کیفیت گندم نان تحت تاثیر محتوای پروتئین و نشاسته دانه است که خواص آرد و خمیر را در فرایند پخت نان تعیین میکنند. ترکیب کلیدی آندوسپرم شامل پروتئینهای گلوتن است. با توجه به اینکه یکی از ملزومات بهنژادی و تولید ارقام پرمحصول، اطلاع از ساختار ژنتیکی منابع گیاهی میباشد، توالی نوکلئوتیدی نواحی کدکننده زیر واحد گلوتنین با وزن مولکولی ...
بیشتر
کیفیت گندم نان تحت تاثیر محتوای پروتئین و نشاسته دانه است که خواص آرد و خمیر را در فرایند پخت نان تعیین میکنند. ترکیب کلیدی آندوسپرم شامل پروتئینهای گلوتن است. با توجه به اینکه یکی از ملزومات بهنژادی و تولید ارقام پرمحصول، اطلاع از ساختار ژنتیکی منابع گیاهی میباشد، توالی نوکلئوتیدی نواحی کدکننده زیر واحد گلوتنین با وزن مولکولی بالا در ارقام گلستان، خزر یک و نسل F1 آنها مورد بررسی قرار گرفت و تفاوتها و شباهتهایی در توالی نوکلئوتیدی نمونههای مورد مطاللعه آشکار گردید. توالی آمینو اسیدی ارقام والدینی و F1 حاصل از آنها با توالی EGEAS شروع میشود. این پنج آمینواسید به عنوان پنج آمینواسید آغازین ژن HMW-گلوتنین شناخته شدهاند. نتایج نشان می-دهد که تعداد آمینو اسیدها در نواحی انتهایی N و C در ارقام والدینی و نسل F1 باهم برابر و به ترتیب دارای 104 عدد رزیدو و 42 عدد رزیدو در نواحی انتهایی N و C هستند ولی در تعداد سیستئینهای موجود در ناحیهی N تفاوت وجود دارد. تعداد سیستئینهای موجود در ناحیهی انتهایی C در هر سه مورد باهم برابر بوده و 1 عدد میباشد. درخت فیلوژنتیکی بر اساس توالی آمینواسیدی ژن HMW-گلوتنین بین ارقام والدینی، نسل F1 و تعدادی از توالیهای موجود در پایگاههای داده رسم گردید. با توجه به اینکه تفاوتهایی در توالی آمینواسیدی نسل F1 با والدین مشاهده گردید. امید است که در نسلهای بعدی به تنوع بیشتری در رابطه با این پروتئین دست یابیم که در برنامههای اصلاحی گندم با هدف بهبود کیفیت نانوایی مورد استفاده قرار گیرد.
علمی پژوهشی
بیوتکنولوژی گیاهان دارویی
منصوره کرمانی؛ بهاره کریمی؛ الهام عزیزی؛ علی معصومی
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1397، صفحه 47-57
چکیده
استویا با نام علمی Stevia rebaudiana bertoni یک شیرینکننده طبیعی است که از قند شیرینتر بوده، با این حال میزان کالری آن صفر میباشد و میتواند برای بیماران دیابتی استفاده شود. شیرینی این گیاه به دلیل گلیکوزیدهای انباشته شده در برگ آن است. ریبادیوساید A تا F و استویوساید ترکیبهای اصلی استویا هستند. ژنهای KO وUGT85C2 دو ژن مهم در مسیر بیوسنتز استویول ...
بیشتر
استویا با نام علمی Stevia rebaudiana bertoni یک شیرینکننده طبیعی است که از قند شیرینتر بوده، با این حال میزان کالری آن صفر میباشد و میتواند برای بیماران دیابتی استفاده شود. شیرینی این گیاه به دلیل گلیکوزیدهای انباشته شده در برگ آن است. ریبادیوساید A تا F و استویوساید ترکیبهای اصلی استویا هستند. ژنهای KO وUGT85C2 دو ژن مهم در مسیر بیوسنتز استویول و استویولمونوساید هستند که پیشساز سنتز سایر گلیکوزیدهای استویا میباشند. بهدلیل جوانهزنی ضعیف بذر استویا، کشت بافت سریعترین روش برای تکثیر این گیاه است. بنابراین، بهینه سازی ترکیب محیط کشت غذایی، برای افزایش تولید مواد مؤثرره داروئی در گیاه استویا ضروری است. در این مطالعه، تأثیر محیط MS حاوی غلظتهای مختلف نمک KH2PO4 (0، 25/4، 5/8، 17 و 34 میکرومولار) بر روی بیان ژنهایKO وUGT85C2 به روش RT-PCR نیمهکمی و نیز ظرفیت آنتی-اکسیدانی و میزان قندهای محلول گیاه استویا بررسی گردید. نتایج تجزیه واریانس دادهها نشاندهنده اختلاف معنیدار بین تیمارها در سطح 01/0 بود. مقایسه میانگین تیمارها با روش LSD در سطح 05/0 نشان داد که ژنهای UGT85C2 و KO به ترتیب در غلظتهای 25/4 و 17 میکرو-مولار KH2PO4 بیشترین افزایش بیان را داشتند. همچنین گیاه استویا در غلظت 34 میکرومولار KH2PO4 بالاترین میزان قند محلول و بیشترین فعالیت آنتیاکسیدانی را دارا بود. بهطورکلی با توجه به نتایج این آزمایش بهنظر میرسد که KH2PO4 میتواند باعث افزایش تولید کل قندهای استویا بشود اما تأثیر آن بر روی گلیکوزیدهای مختلف، یکسان نیست و احتمالاً نسبت گلیکوزیدهای مختلف در این گیاه را تغییر میدهد.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
رضا میر دریکوند؛ سید محسن سهرابی؛ کامران سمیعی
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1397، صفحه 59-70
چکیده
دیفنسینهای گیاهی، خانوادهای بزرگ از پپتیدهای ضد میکروبی غنی از سیستئین هستند. این پپتیدها، مولکولهایی با جرم مولکولی 5 تا 7 کیلودالتون و دارای هشت اسید آمینه سیستئین محافظت شده هستند که در ایجاد پیوندهای دیسولفیدی نقش دارند. در این پژوهش برخی اعضاء خانواده ژنی دیفنسین در ژنوتیپهای مختلف گیاه عدس جداسازی و بررسی شدند. ابتدا، ...
بیشتر
دیفنسینهای گیاهی، خانوادهای بزرگ از پپتیدهای ضد میکروبی غنی از سیستئین هستند. این پپتیدها، مولکولهایی با جرم مولکولی 5 تا 7 کیلودالتون و دارای هشت اسید آمینه سیستئین محافظت شده هستند که در ایجاد پیوندهای دیسولفیدی نقش دارند. در این پژوهش برخی اعضاء خانواده ژنی دیفنسین در ژنوتیپهای مختلف گیاه عدس جداسازی و بررسی شدند. ابتدا، تمام توالیهای کد کنندهی ژنهای دیفنسین گیاهان دو لپهای از بانک ژن دریافت شد. توالیهای کد کنندهی دریافت شده، در کتابخانه EST گیاه عدس همردیف و نتایج حاصل با هم مخلوط و سر همبندی شدند. کانتیگها و سینگلتونهای حاصل از سرهمبندی با استفاده از ابزار BLASTn، علیه پایگاه داده nr همردیف شدند. از کانتیگها و سینگلتونهای دارای چارچوب خوانش باز کامل دیفنسین برای طراحی آغازگرها استفاده شد. در مرحلهی بعدی، از ژنوتیپهای گچساران، محلی، Filip2003-2L، Filip2003-9L، Filip2005-2L و Filip2006-10L گیاه عدس استخراج DNA صورت گرفت. در نهایت، توالی ژنومی دیفنسینها با استفاده از واکنش PCR تکثیر شد و پس از همسانهسازی در ناقل pTZ57R/T مورد توالییابی قرار گرفت. نتایج، شباهت کامل را در دیفنسینهای جداسازی شده از ژنوتیپهای مورد بررسی نشان داد. ژنهای شناسایی شده همچنین دارای اینترونهایی با طول متغیر بودند که ساختاری محافظت شده داشتند و حاوی عناصر تنظیمی برای پاسخ به عوامل و شرایط مختلف بودند. در این پژوهش برای اولین بار، توالی ژنومی سه ژن از ژنهای خانواده دیفنسین از ژنوتیپهای مختلف گیاه عدس جداسازی و ساختار و ویژگیهای آنها مشخص شد.
مروری
مهندسی ژنتیک و انتقال ژن
معصومه فلاح زیارانی؛ مسعود توحیدفر
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1397، صفحه 71-79
چکیده
امروزه تغییر رنگ گل به دلیل اهمیت تجاری آن یکی از اهداف محققان است. با ایجاد تنوع در رنگ گلبرگ گیاهان زینتی میتوان درآمدزایی بالایی برای کشور ایجاد کرد و راه را برای صادرات آن به سایر نقاط دنیا هموار کرد. در گذشته به روش سنتی و مهندسی ژنتیک تلاشهایی در راستای تغییر رنگ صورت گرفته است، اما با کندی همراه بوده است. با کشف سیستم کریسپر ...
بیشتر
امروزه تغییر رنگ گل به دلیل اهمیت تجاری آن یکی از اهداف محققان است. با ایجاد تنوع در رنگ گلبرگ گیاهان زینتی میتوان درآمدزایی بالایی برای کشور ایجاد کرد و راه را برای صادرات آن به سایر نقاط دنیا هموار کرد. در گذشته به روش سنتی و مهندسی ژنتیک تلاشهایی در راستای تغییر رنگ صورت گرفته است، اما با کندی همراه بوده است. با کشف سیستم کریسپر امکان ایجاد تغییرات هدفمند در سطح ژنوم سرعت بیشتری بخود گرفت. برای ایجاد تغییر بوسیلهی کریسپر باید ژن مورد نظر و ناحیه هدف شناسایی شود که اینکار بوسیلهی ابزار بیوانفورماتیک قابل انجام است. تغییر مورد نظر از طریق طراحی gRNA اعمال میشود. در ادامه پروتئین طبیعی و پروتئین جهش یافته عملکردشان بررسی خواهد شد. امروزه به منظور افزایش کارایی سیستم کریسپر از روش donor DNA استفاده میشود. در این سیستم با عمل نوترکیبی همولوگ میتوان کارایی کریسپر را در راستای جایگزینی ژن سالم و یا خاموشی آن افزایش داد و از ایجاد تغییرات غیر اختصاصی در ژنوم جلوگیری کرد.
علمی پژوهشی
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
نازنین امیربختیار؛ زهرا سادات شبر؛ احمد اسماعیلی؛ فرهاد نظریان فیروز آبادی؛ محمد رضا غفاری
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1397، صفحه 81-94
چکیده
تنش شوری یکی از مهمترین عوامل محدودکننده محیطی در تولید گندم میباشد و تحقیقات در راستای ایجاد ارقام متحمل به تنش شوری از اهمیت فوقالعادهای برخوردار است. شناسایی ژنها و سازوکارهای دخیل در تحمل به شوری در راستای اصلاح مولکولی این گیاه برای تحمل به شوری ضروری است. در این تحقیق به منظور شناسایی ژنهای پاسخ-دهنده به تنش شوری در ...
بیشتر
تنش شوری یکی از مهمترین عوامل محدودکننده محیطی در تولید گندم میباشد و تحقیقات در راستای ایجاد ارقام متحمل به تنش شوری از اهمیت فوقالعادهای برخوردار است. شناسایی ژنها و سازوکارهای دخیل در تحمل به شوری در راستای اصلاح مولکولی این گیاه برای تحمل به شوری ضروری است. در این تحقیق به منظور شناسایی ژنهای پاسخ-دهنده به تنش شوری در گندم، دو سری داده ریزآرایه مرتبط با تنش شوری گندم از پایگاه داده NCBI مورد آنالیز قرار گرفتند. نتیجه این تجزیه و تحلیل، شناسایی 3096 و 2060 ژن پاسخدهنده به تنش شوری به ترتیب در ریشه و اندام هوایی بود. نتایج هستیشناسی (Ontology) ژن-های افتراقی در هر دو بافت نشان داد که این ژنها در بخش فرایندهای زیستی برای پاسخ به محرکهای شیمیایی، پاسخ به تنش اکسیداتیو، انتقال، تنظیم رونویسی و پردازش متالبولیکی کربوهیدراتها و در بخش عملکرد مولکولی برای فعالیت کاتالیتیکی، فعالیت اتصال و فعالیت اکسیدوردوکتازی دارای فراوانی بالای معنیداری بودند. همچنین، به منظور تعیین ژنهای کلیدی در ایجاد تحمل به شوری، ژنهای پاسخ دهنده در ریشه تحت آنالیز هاب قرار گرفتند. بر اساس نتایج بهدست آمده، نقش ژنهای تنظیمکنندهای مانند پروتئین کینازها، پروتئین فسفاتازها و عوامل رونویسی همانند MYB و WRKY در ایجاد تحمل به تنش شوری مورد تاکید قرار گرفت.