علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
زهرا امین فر؛ بابک ربیعی؛ مسعود توحیدفر؛ محمدحسین میرجلیلی
چکیده
ایزوپرینوئیدها و مشتقات آن ها بزرگترین گروه از ترکیبات طبیعی در گیاهان هستند که از واحدهای پنج کربنه ایزوپرینیل فسفات ساخته میشوند. این واحدهای پنچ کربنه در گیاهان از طریق دو مسیر بیوسنتزی مجزا شامل مسیر موالونات (MVA) در سیتوپلاسم و مسیر متیل اریتریتول فسفات (MEP) در پلاستید، تولید می شوند. به منظور انجام متا-آنالیز ژنهای دو مسیر ...
بیشتر
ایزوپرینوئیدها و مشتقات آن ها بزرگترین گروه از ترکیبات طبیعی در گیاهان هستند که از واحدهای پنج کربنه ایزوپرینیل فسفات ساخته میشوند. این واحدهای پنچ کربنه در گیاهان از طریق دو مسیر بیوسنتزی مجزا شامل مسیر موالونات (MVA) در سیتوپلاسم و مسیر متیل اریتریتول فسفات (MEP) در پلاستید، تولید می شوند. به منظور انجام متا-آنالیز ژنهای دو مسیر MVA و MEP از دادههای بیانی آزمایشات ریزآرایه در بافت های مختلف، مراحل نموی، تنش های زیستی و غیرزیستی در گیاه مدل آرابیدوپسیس استفاده شد. متا-آنالیز ترانسکریپتوم با استفاده از ابزار Genevestigator به عنوان یک بانک اطلاعاتی بزرگ شامل دادههای ترانسکریپتوم مخازن GEO در NCBI و ArrayExpress در EBI، انجام گرفت. نتایج حاصل از متا-آنالیز نشان داد که به طور کلی رونویسی ژنهای کد کننده آنزیمهای دو مسیر MVA و MEP گیاهی با هم هماهنگ نیست و در بافتها، مراحل رشدی و شرایط مختلف الگوی بیانی متفاوتی دارند. ژنهای مسیر MVA بیشترین بیان را در ریشه و اندامهای زایشی نشان میدهند، درحالیکه ژنهای مسیر MEP بیشتر در بافتهای فتوسنتزی بیان میشوند. این نتایج میتواند به درک چگونگی تولید پیش سازهای ایزوپرینوئیدها از طریق دو مسیر با جایگاه متفاوت کمک کرده و همچنین سازماندهی شبکههای ژنی و تنظیم آنها در شرایط، بافتها و مراحل نموی مختلف را آشکار میسازد.
علمی پژوهشی
ایمنی زیستی
نگار باقری؛ مسعود احمدزاده؛ غلامرضا صالحی جوزانی
چکیده
تلقیح توام ریزوباکتریهای افزاینده رشد گیاه و عوامل کنترل زیستی آفات و بیماریها، رویکردی در مدیریت سلامت و بهبود تولید و کیفیت محصولات کشاورزی میباشد. در این تحقیق به مطالعه اثرات متقابل دو سویه باکتریایی Bacillus amyloliquefaciens UTB96 و Azospirillum oryzae NBT506 در تحریک رشد گیاه گندم و بازدارندگی قارچ Fusarium graminearum (عامل بلایت خوشه و پوسیدگی طوقه گندم) ...
بیشتر
تلقیح توام ریزوباکتریهای افزاینده رشد گیاه و عوامل کنترل زیستی آفات و بیماریها، رویکردی در مدیریت سلامت و بهبود تولید و کیفیت محصولات کشاورزی میباشد. در این تحقیق به مطالعه اثرات متقابل دو سویه باکتریایی Bacillus amyloliquefaciens UTB96 و Azospirillum oryzae NBT506 در تحریک رشد گیاه گندم و بازدارندگی قارچ Fusarium graminearum (عامل بلایت خوشه و پوسیدگی طوقه گندم) در دو حالت کشت منفرد و همکشتی پرداخته شد. نتایج نشان داد که باکتریها در کشت منفرد و همکشتی بخوبی از رشد قارچ بیماریزا بهصورت مستقیم و با ترکیبات فرار جلوگیری کردند و این نتایج در شرایط اتاقک رشد هم مشاهده شد که همکشتی دو سویه به شدت باعث افزایش شاخصهای رشدی گیاه و کاهش خسارت و علائم بیماری نسبت به شاهد شد. بهترین تیمارهای باکتریها در حالت محلولپاشی در سطح خاک بودند. در محلولپاشی سطح خاک با این عوامل میکروبی، طول ریشه 80-14 درصد، وزن تر ریشه 167-18 درصد، وزن خشک ریشه 110-4 درصد، طول ساقه 61-17 درصد، وزن تر ساقه 169-47 درصد و وزن خشک ساقه 90-4/0 درصد افزایش را نشان دادند همچنین درصد کاهش شاخص بیماری نیز 100- 62 درصد در تیمارهای مختلف برآورد شد. بهطور کلی همکشتی دو باکتری اثرات همافزایی در افزایش رشد گندم و کاهش رشد قارچ بیمارگر نشان داد.
علمی پژوهشی
ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک
نیلوفر پیکاری؛ کتایون زمانی
چکیده
ایجاد گیاهان تراریخته نیازمند پروموترهای جدید است. با ظهور فناوریهای توالییابی نسل نو و تولید انبوه دادههای ژنومی برای گونههای مختلف گیاهان زراعی که با توسعه ابزارهای بیوانفورماتیکی همراه شده، فرصت مناسبی برای شناسایی، جداسازی و بررسی ویژگیهای پروموترهای جدید فراهم آمده است. بهدلیل وجود ملاحظاتی در مورد استفاده از ...
بیشتر
ایجاد گیاهان تراریخته نیازمند پروموترهای جدید است. با ظهور فناوریهای توالییابی نسل نو و تولید انبوه دادههای ژنومی برای گونههای مختلف گیاهان زراعی که با توسعه ابزارهای بیوانفورماتیکی همراه شده، فرصت مناسبی برای شناسایی، جداسازی و بررسی ویژگیهای پروموترهای جدید فراهم آمده است. بهدلیل وجود ملاحظاتی در مورد استفاده از پروموترهای ویروسی در گیاهان تراریخته لزوم همسانهسازی و استفاده از پروموترهایی با منشأ گیاهی احساس میشود. پروموترهای دائمی با منشأ گیاهی معمولاً دارای عناصر تنظیمی غیر اختصاصی بوده و به سادگی قابلیت بیشتری را در بهکارگیری ماشین رونویسی سلول گیاهی برای رونویسی از ژنها دارا هستند. بر اساس نحوه بیان ژنها، پروموترها به سه دسته دائمی، القایی و ویژه بافت طبقهبندی میشوند. ژنهای خانهدار بهترین و مهمترین منبع برای جداسازی پروموترهای دائمی هستند. در این پژوهش، بیان ژن گزارشگر بتا-گلوکورونیداز تحت کنترل پروموتر ژن پلییوبیکوئیتین 10 نخود (Cicer ariethinum) در بافتهای توتون بررسی شد. عملکرد CaUBQ10 در برگ، ساقه و ریشههای گیاهان تراریخته پایدار توتون تأیید شد که نشان میدهد CaUBQ10 یک پروموتر دائمی است و میتواند انتخاب مناسبی برای بیان بالای ژنهای مورد نظر در کلیه مراحل زندگی گیاه باشد.
علمی پژوهشی
فیزیولوژی مولکولی
راضیه رحمتی؛ محمدعلی ابراهیمی؛ حمید سبحانیان؛ سید قاسم حسینی سالکده؛ محمد رضا غفاری
چکیده
گیاه ادریسی (Hydrangea macrophylla) گیاهی است که رنگ گلهای آن در حضور آلومینیوم از صورتی به آبی تغییر میکند. از این رو میتواند به عنوان یک گیاه مدل برای شناسایی شبکههای متابولیکی درگیر در تشکیل رنگ آبی مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق آنالیز پروفایل متابولیتها با استفاده از کروماتوگرافی یونی جفت شده با اسپکترومتری جرمی (IC-MS/MS) و کروماتوگرافی ...
بیشتر
گیاه ادریسی (Hydrangea macrophylla) گیاهی است که رنگ گلهای آن در حضور آلومینیوم از صورتی به آبی تغییر میکند. از این رو میتواند به عنوان یک گیاه مدل برای شناسایی شبکههای متابولیکی درگیر در تشکیل رنگ آبی مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق آنالیز پروفایل متابولیتها با استفاده از کروماتوگرافی یونی جفت شده با اسپکترومتری جرمی (IC-MS/MS) و کروماتوگرافی مایع در فشار بالا (UPLC) به منظور بررسی شبکههای تنظیمی بین متابولیتها در زمان تغییر رنگ گل از صورتی به آبی، در حضور و عدم حضور آلومینیوم، در گیاه H. macrophylla انجام شد. تعیین پروفایل متابولیتها منجر به به شناسایی 35 نوع متابولیت شامل 2 قند محلول، ۴ قندفسفات، 2 قند نوکلئوتیده، 4 اسید آلی، 4 نوکلئوتید و 17 آمینواسید شد. همچنین یک تغییر هماهنگ در متابولیت های گلیگولیز یافت شد که نشانگر تغییر در شار متابولیت ها در یک مسیر بیوشمیایی در زمان تغییر رنگ بود. همچنین یک همبستگی بالا بین ترکیبات نیتروژندار از قبیل گلوتامین، آسپارتات، گلوتامات، گلایسین و ترئونین وجود داشت که بیانگر نقش مهم متابولیسم نیتروژن در تشکیل رنگ آبی است. این یافتهها مطالعات جامع بر روی شبکههای تنظیمی تغییر رنگ در گل H. macrophylla را تسهیل خواهد کرد.
علمی پژوهشی
بیوانفورماتیک
رضا میر دریکوند؛ سید سجاد سهرابی؛ سید محسن سهرابی؛ کامران سمیعی
چکیده
میکرو RNAها (miRNAs) گروهی از مولکولهای RNA کوچک و غیر کدکننده با طولی حدود 24-18 نوکلئوتید هستند که بیان ژنهای هدف خود را در سطوح مختلف رونویسی و پس از رونویسی در گیاهان کنترل میکنند. میکرو RNAها در فرآیندهای مختلفی مانند رشد و نمو، فرآیندهای زیستی، تکثیر سلولی و پاسخ به تنشها در گیاهان نقش مهمی بازی میکنند. گشنیز زراعی با نام علمی ...
بیشتر
میکرو RNAها (miRNAs) گروهی از مولکولهای RNA کوچک و غیر کدکننده با طولی حدود 24-18 نوکلئوتید هستند که بیان ژنهای هدف خود را در سطوح مختلف رونویسی و پس از رونویسی در گیاهان کنترل میکنند. میکرو RNAها در فرآیندهای مختلفی مانند رشد و نمو، فرآیندهای زیستی، تکثیر سلولی و پاسخ به تنشها در گیاهان نقش مهمی بازی میکنند. گشنیز زراعی با نام علمی (Coriandrum sativum L.) گیاهی از خانواده چتریان (Apiaceae) است که دارای کاربردهای غذایی و دارویی مختلفی است. ژنوم این گیاه تاکنون توالییابی نشده است و هیچگونه گزارشی از شناسایی میکرو RNAها برای آن ثبت نشده است. مطالعه حاضر بهمنظور شناسایی میکرو RNAهای محافظت شده بالقوه و ژنهای هدف آنها در ترنسکریپتوم گیاه گشنیز صورت گرفت. ابتدا ترنسکریپتوم بافتهای بذر و برگ این گیاه سرهمبندی شد و رونوشتهای غیر کدکننده به پروتئین شناسایی و بهعنوان توالیهای کاندید پیشساز میکرو RNA در نظر گرفته شدند. در نهایت از بین توالیهای کاندید سه میکرو RNA با نامهای csa-miR162، csa-miR169 و csa-miR399 متعلق به سه خانواده محافظت شده میکرو RNA پس از اعمال فیلترهای سختگیرانه شناسایی شد. میکرو RNAهای شناسایی شده دارای بیان متفاوتی در بافتهای بذر و برگ بودند و نقش ژنهای هدفشان در فرآیندهای مختلف زیستی نیز مورد تأیید قرار گرفت. در مجموع با توجه به اینکه میکرو RNAهای شناسایی شده در مطالعه حاضر دارای نقش تنظیمی بر طیف وسیعی از شبکههای ژنی و فرآیندهای زیستی مختلف در گیاه گشنیز هستند، میتوان از آنها بهعنوان ژنهای کاندید در بهبود عملکرد کمی و کیفی و همچنین مقاومت به تنشهای مختلف در این گیاه بهره برد.
علمی پژوهشی
بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده
سید حمیدرضا هاشمی پطرودی؛ قربانعلی نعمت زاده؛ مارکوس کولمن
چکیده
یکی از راهبردهای متداول جهت پیشبینی عملکرد ژنها، تجزیه و تحلیل گستره ژنومی و شناسایی خوشههای ارتولوگ و پارالوگ در گونههای مختلف میباشد. با توجه به اهمیت ژنهای پارالوگ در سازگاری یک گونه به شرایط خاص محیطی، در این تحقیق شناسایی ژنهای پارالوگ در گیاه هالوفیت آلوروپوس لیتورالیس مدنظر قرار گرفت. بدین منظور پروتئوم این گیاه ...
بیشتر
یکی از راهبردهای متداول جهت پیشبینی عملکرد ژنها، تجزیه و تحلیل گستره ژنومی و شناسایی خوشههای ارتولوگ و پارالوگ در گونههای مختلف میباشد. با توجه به اهمیت ژنهای پارالوگ در سازگاری یک گونه به شرایط خاص محیطی، در این تحقیق شناسایی ژنهای پارالوگ در گیاه هالوفیت آلوروپوس لیتورالیس مدنظر قرار گرفت. بدین منظور پروتئوم این گیاه با برخی از گیاهان تیره گندمیان نظیر برنج، چمنجاوری و سورگوم در گستره ژنومی مقایسه شد. بر مبنای آنالیز OrthoMCL، بررسی مقایسهای تعداد 15916 ژن آلوروپوس با توالی پروتئوم دیگر گیاهان، منجر به شناسایی بیش از 10312 گروه ژنی اورتولوگ گردید که در همه گونههای مورد بررسی مشترک بوده، در حالیکه70 گروه ژنی پارالوگ به گیاه آلوروپوس اختصاص پیدا نمود. مستندسازی این خوشهها بر مبنای ژنانتولوژی حاکی از کارکرد آنها در مسیرهای مهم زیستی نظیر فرایندهای سلولی، فرایندهای متابولیکی DNA، سازماندهی کروماتین، پاسخ به محرکهای محیطی، رشد و چرخه سلولی بوده است. بررسی بزرگترین گروه این مجموعه، منجر به شناسایی خانوادهای از پلیپپتیدهای کوچک با اندازه 72-39 اسید آمینه به نام DEVIL (DVL) گردید. بررسی موتیفهای این گروه ژنی نشان داد 3 موتیف مختلف با مجموع 10 جایگاه در این گروه پروتئینی وجود دارد. نمودار Heatmap بر مبنای آنالیز ترانسکریپتوم نشان داد، الگوی متنوعی از بیان ژن در خانواده ژنی DVL وجود داشته که گواهی بر بازآرایی وظایف این ژنها در فرایندهای زیستی و کارکردهای مولکولی سلول میباشد. بررسی عملکردی پپتیدهای فیتوهورمونی AlDVL در مطالعات آتی میتواند به شناسایی نقش احتمالی آنها در مکانیسمهای دخیل در تحمل به تنش خشکی و شوری سودمند باشد.