علمی پژوهشی
اصلاح نباتات مولکولی
سید سجاد سهرابی؛ احمد اسماعیلی؛ فرهاد نظریان فیروزآبادی؛ حسین فلاحی
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1397، صفحه 1-14
چکیده
توسعه برنامههای بهنژادی عدس برای مقابله با عوامل نامساعد محیطی نسبت به سایر حبوبات، به علت کمبود منابع ژنتیکی با چالشهای بیشتری روبرو میباشد. نشانگرهای EST-SSR بهدلیل ایجاد چندشکلی در نواحی کدکننده ژنها، یکی از پرکاربردترین نشانگرهای مولکولی در بسیاری از برنامههای اصلاحی بهشمار میروند. از اینرو در تحقیق حاضر بهمنظور ...
بیشتر
توسعه برنامههای بهنژادی عدس برای مقابله با عوامل نامساعد محیطی نسبت به سایر حبوبات، به علت کمبود منابع ژنتیکی با چالشهای بیشتری روبرو میباشد. نشانگرهای EST-SSR بهدلیل ایجاد چندشکلی در نواحی کدکننده ژنها، یکی از پرکاربردترین نشانگرهای مولکولی در بسیاری از برنامههای اصلاحی بهشمار میروند. از اینرو در تحقیق حاضر بهمنظور توسعه نشانگرهای EST-SSR در مقیاس بالا، از فرآیند سرهمبندی مجموعه خوانشهای کوتاه حاصل از فناوری توالییابی RNA عدس تحت تنش سرما و حالت طبیعی استفاده شد. بهمنظور اعمال تنش سرما، گیاهچههای 21 روزه عدس بهمدت 48 ساعت در معرض دمای 4 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. از نمونههای گیاهی تهیه شده، RNA کل استخراج شد و مورد توالییابی قرار گرفتند. تعداد 8905 مکان ریزماهواره در 7211 یونیژن حاصل از دادههای RNA-seq عدس شناسایی شد که 1293 یونیژن شامل بیش از یک مکان نشانگر SSR بود. فراوانترین نوع نشانگر EST-SSR یافت شده از نوع تک نوکلئوتیدی بود. در این مطالعه موتیفهای A/T، AG/CT و AAG/CTT بهترتیب بیشترین فراوانی را در بین موتیفهای تک، دو و سه نوکلئوتیدی به خود اختصاص دادند. نتایج بلاست یونیژنهای حاوی SSR، نشان داد که 80 درصد از یونیژنها دارای رکورد مشابه در پایگاه پروتئینهای غیرتکراری بودند. تفسیر کارکردی ژنها، حضور یونیژنهای حاوی ریزماهواره را در زیرگروههای مهم پاسخ به تنش سرما نظیر اتصال، سلول و اجزای سلول و متابولیک را نشان داد. همچنین با توجه به نتایج میتوان چنین اظهار نمود که اغلب نشانگرهای شناسایی شده در ژنهایی قرار داشتند که نقش مهمی در پاسخ به تنش سرما دارند و جایگاه احتمالی اغلب آنها نواحی UTR میباشد. از اینرو بررسی بیشتر این نواحی در رونوشت ژنهای کاندید پاسخدهنده به تنش سرما از اهمیت بیشتری برخوردار میباشد.
علمی پژوهشی
پروتئومیکس
مهدی غفاری؛ سعادت شریفی؛ غلامرضا بخشی خانیکی
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1397، صفحه 15-26
چکیده
برای درک مکانیسم مولکولی تحمل به خشکی در ارتباط با ریشه آفتابگردان، الگوی پروتئوم ریشه دو لاین حساس و متحمل به خشکی در شرایط آبیاری محدود و مطلوب بررسی شد. با استفاده از الکتروفورز دو بعدی و مقایسه شدت نسبی لکهها با آزمونt تعداد 12 لکه از 417 لکه پروتئینی در لاین حساس و 17 لکه از 467 لکه پروتئینی در لاین متحمل به طور معنیداری از تنش خشکی ...
بیشتر
برای درک مکانیسم مولکولی تحمل به خشکی در ارتباط با ریشه آفتابگردان، الگوی پروتئوم ریشه دو لاین حساس و متحمل به خشکی در شرایط آبیاری محدود و مطلوب بررسی شد. با استفاده از الکتروفورز دو بعدی و مقایسه شدت نسبی لکهها با آزمونt تعداد 12 لکه از 417 لکه پروتئینی در لاین حساس و 17 لکه از 467 لکه پروتئینی در لاین متحمل به طور معنیداری از تنش خشکی متأثر شد. لکههای پروتئینی با استفاده از طیفسنجی جرمی nano-LC MS/MS توسط جستجوگر مسکات با در نظر گرفتن حداقل 10% همپوشانی و امتیاز بالاتر از 80 در پایگاه NCBI شناسایی شدند. پروتئینهای سیتوپلاسمی و هستهای به ترتیب بیش از سایر پروتئینها از محدودیت آب متأثر شدند. سه لکه پروتئینی انولاز، گلیسرآلدئید تری فسفات دهیدروژناز و چالکون سینتاز با بیان متمایز در هر دو لاین حساس و متحمل شناسایی شد. کاهش شدت نسبی انولاز در لاین متحمل دلالت بر آسیب متابولیکی بود که میتواند منجر به کاهش فرایندهای پایین دست در اثر محدودیت ناشی از خشکی باشد. در مقابل افزایش شدت نسبی گلیسرآلدئید تریفسفات دهیدروژناز و چالکونسینتاز در لاین متحمل نشاندهنده توانایی این لاین در سمیتزدایی/ترمیم آسیب-های ناشی از تخریب اکسیداتیو و دفاع ضداکسیداتیو در شرایط تنش بود. افزایش شدت نسبی پروتئین شوکدمایی، دیهیدروفلاونول ردوکتاز، لیپو-اکسیژناز لینولئاتدانه، یوبیکوئیتین کربوکسیلترمینال هیدرولاز و جی پروتئین در لاین متحمل نشاندهنده اهمیت فرایندهای دفاعی، حفاظتی و ترارسانی برای کاهش آسیبهای ناشی از خشکی است.
علمی پژوهشی
اصلاح نباتات مولکولی
محسن رضایی؛ حسین صبوری؛ عبدالطیف قلیزاده؛ رحمت الله محمدی گنبد
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1397، صفحه 27-39
چکیده
خاکهای اسیدی یک تهدید جدی برای تولید گیاهان زراعی در سرتاسر جهان محسوب میشوند. به منظور بررسی آللهای مرتبط با تحمل به اسیدیته خاک در گیاه جو و همچنین گروههای هاپلوتایپ اثرگذار، آزمایش فنوتیپی در گلدانهای حاوی خاک اسیدی و در قالب طرح اگمنت با 96 ژنوتیپ و 4 شاهد اجرا شد و 27 صفت بر روی بوتهها مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی ...
بیشتر
خاکهای اسیدی یک تهدید جدی برای تولید گیاهان زراعی در سرتاسر جهان محسوب میشوند. به منظور بررسی آللهای مرتبط با تحمل به اسیدیته خاک در گیاه جو و همچنین گروههای هاپلوتایپ اثرگذار، آزمایش فنوتیپی در گلدانهای حاوی خاک اسیدی و در قالب طرح اگمنت با 96 ژنوتیپ و 4 شاهد اجرا شد و 27 صفت بر روی بوتهها مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی تنوع آللی و هاپلوتایپی، ژنوتیپهای مورد آزمایش به وسیله 7 نشانگر ریزماهواره مرتبط با تحمل به اسیدیته خاک تعیین ژنوتیپ شدند. بررسی تنوع آللی نشان داد که بیشترین محتوی اطلاعات چند شکل و تنوع ژنی به ترتیب 429/3، 441/0 و 490/0 بوده که به نشانگر HvMATE-21indel تعلق داشت و نشانگر Cit7 دارای کمترین مقدار بود. همچنین نتایج بررسی هاپلوتایپی 41 گروه هاپلوتایپ را نشان داد. گروه 16 که شامل ژنوتیپ 6 بود با عملکرد 017/2 گرم در هر بوته بیشترین عملکرد و مقاومت در برابر اسیدیته خاک را داشت. تجزیه ارتباط بین دادههای مولکولی و فنوتیپی بیان گر این موضوع بود که از میان 20 آلل مؤثر بر صفات مورد ارزیابی آلل Do-D با اثرگذاری بر روی سه صفت تعداد دانه در سنبله، تعداد خوشه بارور و عملکرد (در بوته) دارای بیشترین اثرگذاری بر روی عملکرد و اجزای آن بود. آلل Do-B نیز با R2 5/39 برای صفت تعداد سنبله در بوته بالاترین R2 در بین آللهای دخیل در صفات مربوط به عملکرد و اجزا عملکرد را دارا بود. از نشانگر-های مرتبط با هاپلوتایپهای متحمل و ژنوتیپهای متحمل در این مطالعه میتوان در تحقیقات و برنامههای بهنژادی استفاده نمود.
علمی پژوهشی
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
نوشین آشوری؛ رضا فتوت؛ مریم مرتضائی؛ نسترن مهری
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1397، صفحه 41-50
چکیده
بسیاری از گیاهان سازگار با اقلیمهای سرد تنها پس از یک دورهی طولانی سرما گل میدهند که بهارهسازی نامیده میشود. در طول زندگی غلات زمستانه، گلدهی ناشی از بهارهسازی تنها یک قسمت از فرآیند تولیدمثلی نبوده بلکه یک مرحله نموی مهم است که میتواند از گیاه در مقابل تنشهای محیطی محافظت بکند. این فرآیند در غلاتی مثل گندم زمستانه توسط ...
بیشتر
بسیاری از گیاهان سازگار با اقلیمهای سرد تنها پس از یک دورهی طولانی سرما گل میدهند که بهارهسازی نامیده میشود. در طول زندگی غلات زمستانه، گلدهی ناشی از بهارهسازی تنها یک قسمت از فرآیند تولیدمثلی نبوده بلکه یک مرحله نموی مهم است که میتواند از گیاه در مقابل تنشهای محیطی محافظت بکند. این فرآیند در غلاتی مثل گندم زمستانه توسط ژنهای بهارهسازی و عمدتا توسط ژنهای VRN1 وVRN2 کنترل میشود. اگر چه مطالعات بسیاری بر روی بهارهسازی در گندم گزارش شده است، اما مکانیسم مولکولی بهارهسازی هنوز تا حد زیادی ناشناخته است. مطالعات اخیر نشان داده است که یک کلاس از RNAهای غیرکدکننده کوچک، microRNAها (miRNAs)، نقش مهمی را در گلدهی با مشارکت در مسیرهای شناختهشده گلدهی ایفا میکند. در مطالعه حاضر، miR319 و ژن هدف موردنظر آن، فاکتور رونویسی MYB3 تحت تیمارهای بهارهسازی در دو رقم گندم بهاره و زمستانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بیان miR319 در طی بهارهسازی در هر دو رقم القا شد، اما مقدار بیان ژن miR319در رقم نورستار کاهش و در رقم بهارهی باز افزایش داشت. هم چنین سطوح بیان ژن MYB3 در هر دو رقم تحت بهارهسازی کاهش یافت. رابطه معکوس بین بیان miR319 و ژن هدف MYB3 آن وجود داشت. این نتایج نشان دهنده پیچیدگی اثر متقابل ژنوتیپ و سطوح بیان miRNA و ژن هدف تحت تیمارهای متفاوت بهارهسازی بود.
علمی پژوهشی
کشاورزی مولکولی
نسیم احتشام راثی؛ احمد روحی بخش؛ بیتا سهیلی مقدم؛ ناهید مسعودی
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1397، صفحه 51-64
چکیده
ویروس S سیبزمینی (PVS) متعلق به جنس Carlavirus از تیره Betaflexiviridae یکی از ویروسهای مهم خسارتزا در سیبزمینی میباشد. به منظور ردیابی ویروس S سیبزمینی، نمونهبرداری از مزارع سیبزمینی استان اردبیل، طی تابستان سالهای 95-1394، صورت گرفت. گیاهان محک در گلخانه، به منظور بررسی بیولوژیکی نمونههای برگی مشکوک به آلودگی، مایه زنی شدند. نمونهها ...
بیشتر
ویروس S سیبزمینی (PVS) متعلق به جنس Carlavirus از تیره Betaflexiviridae یکی از ویروسهای مهم خسارتزا در سیبزمینی میباشد. به منظور ردیابی ویروس S سیبزمینی، نمونهبرداری از مزارع سیبزمینی استان اردبیل، طی تابستان سالهای 95-1394، صورت گرفت. گیاهان محک در گلخانه، به منظور بررسی بیولوژیکی نمونههای برگی مشکوک به آلودگی، مایه زنی شدند. نمونهها با آزمون الیزا از نظر آلودگی به ویروس PVS مورد بررسی قرار گرفتند. جهت ردیابی مولکولی، از روش RT-PCR با استفاده از آغازگرهای اختصاصی مربوط به ناحیه پروتئین پوششی ویروس PVS استفاده شد. توالی نوکلئوتیدی ژن پروتئین پوششی مربوط به دو جدایه از ویروس (با رسشمار MH159207 و MH159208) جدا شده از ارقام آگریا و اوشینا تعیین شد. توالی پروتئین پوششی دو جدایه با یکدیگر و با 29 جدایه دیگر قابل دسترسی در بانک ژن مقایسه شد. درخت تبارزایی رسم شده نشان داد که جدایهها به دو گروه اصلی I (زیرگروههای IA وIB ) و II تقسیم شدند. دو جدایه Ag-9-PVS-F و Os-11-PVS-F در زیرگروه IB همراه با جدایههای آذربایجان، کرمان، همدان و اصفهان و جدایههایی از مجارستان، اوکراین، اسکاتلند و هند قرارگرفتند. همردیفی توالی اسیدآمینه فرضی پروتئین پوششی دو جدایه مورد بررسی با شش جدایه ایرانی و پنج جدایه خارجی این ویروس بیانگر اختلاف در هشت و 25 اسیدآمینه به-ترتیب برای جدایههای Ag-9-PVS-F و Os-11-PVS-F بود. نتایج نشاندهنده وجود جدایههای متنوع ویروس PVS در کشور بوده و تفاوت در توالی اسید نوکلئوتیدی و اسید آمینهای میتواند حاکی از تفاوت در منشا جفرافیایی و به تبع آن نحوه و زمان ورود جدایههای ویروس به منطقه باشد.
مروری
مهندسی ژنتیک و انتقال ژن
کتایون زمانی
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1397، صفحه 65-79
چکیده
تراریختی گذرای گیاهان روشی مفید و در برخی موارد جایگزینی مناسب برای تراریختی پایدار به ویژه در غلات، گیاهان درختی و گیاهانی است که باززایی و یا تراریختی آنها با مشکل مواجه است. در این روش در زمانی کوتاه تعداد زیادی از نسخههای تراژن وارد سلول گیاهی شده، رونویسی و ترجمه میشوند و چون توالی DNA در ژنوم میزبان وارد نمیشود، بیان ژن تحت ...
بیشتر
تراریختی گذرای گیاهان روشی مفید و در برخی موارد جایگزینی مناسب برای تراریختی پایدار به ویژه در غلات، گیاهان درختی و گیاهانی است که باززایی و یا تراریختی آنها با مشکل مواجه است. در این روش در زمانی کوتاه تعداد زیادی از نسخههای تراژن وارد سلول گیاهی شده، رونویسی و ترجمه میشوند و چون توالی DNA در ژنوم میزبان وارد نمیشود، بیان ژن تحت تاثیر محل درج و تغییرات اپیژنتیکی قرار نمیگیرد. تراریختی گذرا روشی مفید و کارآمد در مطالعات بررسی عملکرد ژنها مانند بیش بیان ژن، خاموش کردن ژن، شبکه بیانی ژنها، تعیین محل استقرار پروتئین، بررسی پروموتر، شناسایی مسیرهای بیوسنتزی و ... است. همچنین استفاده از این روش در صنایع بیوتکنولوژی همچون تولید پروتئینهای نوترکیب (پلنتیبادیها، واکسنها و ترکیبات دارویی) رشد فزایندهای داشته است. انتقال ژن در گیاهان با روشهای مختلفی انجام میشود که در بسیاری از موارد این روشها با هم همپوشانی داشته و از تلفیق آنها برای بیانگذرا استفاده میشود. در مقاله حاضر انواع روشهای انتقال و بیانگذرای ژن، مزایا و معایب آنها و آخرین پیشرفتها در ارتباط با بیانگذرا در گیاهان مدل و زراعی مطرح شده است. همچنین قابلیتها و محدودیتهای این روشها در تحقیقات و صنعت مورد بررسی قرار گرفته است.