ژنتیک نوین
سال:1386 | دوره:2 | شماره:2 |تعداد مقالات:9

جمع آوری و نگهداری ذخایر توارثی گیاه در سراسر دنیا دارای اهمیت بسزایی است. جمع آوری منابع ژنتیکی گیاهان مختلف به ویژه گیاهان وحشی و علفی یکی از وظایف اساسی بانک های ژن می باشد که با اهداف گوناگون انجام می شود. یکی از اهداف عمده جمع آوری ها بررسی تنوع ژنتیکی ژرم پلاسم می باشد. تنوع مهمترین و اساسی ترین عامل در جمع آوری منابع ژنتیکی به منظور حفاظت طولانی مدت و بهره برداری آن در برنامه های تحقیقاتی و پایه و اساس به نژادی و توسعه کشاورزی است. مهمترین وظیفه جمع آوری کنندگان شناخت ساختار ژنتیکی مواد گیاهی مورد نظر و تعریف مناسب راهبرد جمع آوری برای یک گونه و منطقه می باشد. راهبرد جمع آوری گیاهان بر اساس چهار عامل: 1) نمونه گیری از حدود 50 جمعیت در یک منطقه جغرافیایی، 2) نمونه گیری از حدود 50 گیاه در هر جمعیت، 3) نمونه گیری تصادفی در هر منطقه برداشت، 4) نمونه گیری کافی از بذور و یا مواد رویشی هر بوته گیاهی می باشد. برای جمع آوری، مواد ژنتیکی با هدف بررسی تنوع ژنتیکی و حفاظت طولانی مدت در بانک های ژن تهیه می شوند. لازم است مواد جمع آوری شده از جمعیت گونه و خزانه ژنی متنوع باشد. در برنامه های جمع آوری اولویت با گونه و جمعیت های در حال فرسایش ژنتیکی می باشد، جمع آوری کننده باید از چگونگی گشیدن و گرده افشانی گیاه آگاهی کامل داشته باشد. عوامل مهم در برنامه ریزی جمع آوری در گیاهان وحشی و خانواده های خویشاوند گیاهان زراعی و علفی عبارتست از: الف - مناسب ترین زمان برای جمع آوری، ب - منطقه مورد جمع آوری دارای تنوع اقلیمی مناسب باشد. پ - در منطقه تعداد هر چه بیشتر انواع گیاهان مختلف و نمونه های متنوع از هر گیاه موجود باشد. ت - رعایت استانداردهای لازم برای محل برداشت، فواصل محل برداشت، تعداد گیاه، تعداد بذر در هر نمونه، شناسایی نمونه ها و ثبت اطلاعات شناسنامه ای آن ضروری است. تنوع ژنتیکی در توده های بومی یک منطقه خاص نیز از ضروریات برنامه جمع آوری است. تنوع ژنتیکی در توده های بومی یک منطقه خاص نیز از ضروریات برنامه جمع آوری است. هر چه مزارع دورافتاده تر باشند امکان وجود تنوع در آنها بیشتر است. اگر شرایط آب و هوایی منطقه یکسان و ارتفاع از سطح دریا یکنواخت باشد فواصل دو مزرعه در حدود 50-20 کیلومتر می باشد. جمع آوری گیاهان بومی تقریبا مشابه مواد وحشی است ولی ممکن است یک مرحله ای و یا دو مرحله ای باشد. جمع آوری دو مرحله ای وقتی ضروری است که جستجو برای ژنوتیپ خاص باشد. در مواردی که گیاهان دارای بذر ریز باشند (مانند شبدر و یونجه) لازم است نمونه های بزرگتری جمع آوری شوند تا تنوع مطلوب بدست آید. به طور کلی لازم است ضمن رعایت نکات علمی در برنامه های جمع آوری منابع ژنتیکی برای دستیابی به تنوع هر چه بیشتر در نمونه که هدف نهایی جمع آوری کننده است حتی الامکان نحوه جمع آوری به گونه ای باشد که سبب فرسایش شدید و انهدام کامل آن به ویژه در مواردی نشود که بذر گیاه در طبیعت کم و محدود است.

در این پژوهش نسل جدیدی از گزارشگرها بر اساس آنزیم متحمل به حرارت لیچناز (b-1,3 -1,4 glucunase) باکتری Clostridium thermocellum برای بررسی نحوه تنظیم تظاهر ژن ها در سلول های پروکاریوت (E.coli) و یوکاریوت (مخمر و گیاه) توسعه یافت. لیچناز یک آنزیم مقاوم به حرارت می باشد که پیوندهای مجاور b-1,4 , b-1,3 را در پلی گلوکان های حاوی پیوند مخلوط تجزیه می کند ولی در گلوکان های حاوی یکی از پیوندها تاثیری ندارد. شناسایی و آشکارسازی فعالیت این پروتئین بسیار راحت و ساده بوده و از طریق روش های مختلف مثل آزمون پتریدیش و زیموگرام صورت می پذیرد. برای اثبات اینکه ژن licBM2 (رمزکننده لیچناز) را می توان به عنوان گزارشگر در سطح رونویسی در موجودات مختلف استفاده نمود، توالی تغییر یافته ژن لیچناز تحت کنترل پیشبردهای مختلف T7 و در Gal, (E.coli) Lacz و TDH (در مخمر)، و Rbcs (در گیاه سیب زمینی) قرار گرفت. نتایج تظاهر تحت پیشبردهای مختلف، نشان داد که این ژن می تواند در بررسی های پیشبردهای مختلف کاربرد داشته باشد. علاوه بر آن برای بررسی امکان استفاده از ژن لیچناز به عنوان گزاشگر در سطح ترجمه، ژن licBM2 به ژن طبیعی E.coli، مخمر و سیب زمینی توسط توالی های دو رگ cry3a-licBM2 و cry3aM-licBM2 تراریخت شدند. به کمک اندازه گیری میزان فعالیت آنزیم لیچناز در ساختار پروتئین های دو رگ، مشخص گردید که میزان بیان ژن های طبیعی و تغییر یافته cry3a در مخمر به عنوان یک یوکاریوت به طور معنی داری افزایش نشان داد. نتایج تراریختی گیاه، بررسی فعالیت پیشبر اختصاصی (فعال در شرایط نور) و زیست سنجی بر علیه سوسک کلرادو نشان داد که میزان تظاهر ژن ساختگی در گیاه نسبت به ژن وحشی حدود 100 برابر شده است. نتایج آزمایش ها نشان داد که لیچناز می تواند به عنوان یک ژن گزارشگر که دارای حساسیت بالا و کار با آن بسیار ساده می باشد، برای انتخاب سلول های تراریخت و بررسی میزان بیان تراژن ها در مطالعات پایه و یا کاربردی استفاده شود.

برخی گیاهان از طریق تثبیت زیستی قادر به استفاده از نیتروژن هوا هستند. در سویا گره های تثبیت ازت حاصل از اثر متقابل بین Bradyrhizobium japonicum و ریشه است. هر دو موجود در این همزیستی سود می برند: گیاه نیتروژن احیا شده و باکتری قند بدست می آورد تنظیم این همزیستی برای نمو متعادل گیاه ضروری است. مهمترین سازوکار ژنتیکی کنترل گره زایی، خود تنظیمی گره زایی یا AON است. برای بررسی ژن های دخیل در این سازوکار، الگوی بیانی ژن ها در برگ و ریشه نوع وحشی و جهش یافته GmNARK AON یا فوق گره زایی سویا با ریزآرایه افیمتریکس و RT-PCR با زمان واقعی مطالعه شدند. آزمایش های QRT-PCR، نتیجه ریزآرایه برای دو ژن (GmaAffx.32318.1 و Gma5873) تحت کنترل GmNARK را با کاهش بیان در نوع وحشی نسبت به جهش یافته در بافت برگی و با رفتاری مستقل از آلودگی ریزوبیومی تایید کردند. ژن GmaAffx.32318.1 پس از همسانه سازی و تعیین توالی، دارای 80 درصد مشابهت با هترولوگوس ناقل کلسیمی خود در برنج شد. بررسی های QRT-PCR چهار ژن نامزد دیگر نیز موید نتایج ریزآرایه ای آنها گردید و تفاوت معنی داری بین بیان نسبی هر یک از آنها در بافت برگ نوع وحشی و جهش یافته دیده نشد. تجزیه و تحلیل های بیان ژن HMGR1 توسط PCR کمی و ریزآرایه در نواحی خاصی از ریشه گیاهان نوع وحشی و جهش یافته GmNARK، نشان داد که بیان آن می تواند در تنظیم تعداد گره ریشه اهمیت داشته باشد. این ژن پس از گزینش کتابخانه BAC همسانه سازی شد و توالی پروتئین پیش بینی شده آن 85% مشابهت با HMGR1 آرابیدوپسیس داشت. کشف ترکیبات جدید برای چرخه AON موجب افزایش توانایی ما برای جستجو کنترل سیستمیک نمو گیاهی و تلفیق آن با سایر شبکه های پیام رسانی می گردد.

از راهکارهای موجود برای ایجاد مقاومت به علف کش گلایفوسیت، افزایش تولید آنزیم 5- انول پیروویل شیکیمات -3- فسفات سنتاز (EPSPS) در گیاهان هدف می باشد. در این راستا، ژن های EPSPS نوع وحشی از منابع مختلف گیاهی و باکتریایی در گیاه زراعی کلزا تحت پیش بر CaMV35S افزایش بیان یافتند. (در این پژوهش، پس از بذردهی این گیاهان، نسل دوم (T1) آنها از جنبه های متعدد مورد بررسی قرار گرفت.) به این ترتیب، مقاومت به آنتی بیوتیک کانامایسین و علف کش گلایفوسیت در گیاهچه ها و قطعات محور زیر لپه بررسی و نسبت تفرق این صفات مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در عین حال، حضور و بیان ژن های EPSPS در گیاهان نسل دوم توسط آزمون های PCR و RT-PCR اثبات گردید. در ادامه، گیاهان کامل گلدانی با علف کش محلول پاشی شده و نحوه بروز مقاومت بررسی و نیز آزمون بیوشیمیایی سنجش کمی شیکیمات در آنها انجام پذیرفت. نتایج حاصله بیانگر ایجاد گیاهان تراریخت با میزان مقاومت افزایش یافته نسبت به علف کش گلایفوسیت بود.

در پژوهش حاضر تاثیر القا تریپلوئیدی بر تغییرات برخی شاخص های خون شناسی ماهیان تمام ماده قزل آلای رنگین کمان Oncorhynchus mykiss، در سن 20 ماهگی و پیش از بلوغ در فصل عدم تغذیه زمستانه (میانگین دمایی 1.5 درجه سانتیگراد) در کارگاه تکثیر و پرورش آزاد ماهیان شهید باهنرکلاردشت مورد بررسی قرار گرفت. ماهیان تمام ماده دیپلوئید قزل آلای رنگین کمان از ترکیب اسپرم نر های تغییر جنسیت یافته (Neomale) موجود در کارگاه با تخمک ماده های معمولی و ماهیان تریپلوئید نیز به همین ترتیب و با استفاده از شوک گرمایی 6.5 درجه سانتیگراد به مدت 20 دقیقه و پس از گذشت 20 دقیقه از عملیات لقاح تولید شدند. بررسی شاخص های خونی گلبول قرمز نشان داد که میانگین تعداد کل گلبول قرمز، میزان هماتوکریت و میزان هموگلوبین در ماهیان تریپلوئید با اختلاف معنی داری (p<0.01) کمتر و میانگین حجم گلبولی، میانگین هموگلوبین گلبولی و میانگین غلظت هموگلوبین گلبولی با اختلاف معنی داری (p<0.05) بیشتر از ماهیان دیپلوئید بود. نتایج داده های مربوط به شاخص های خونی گلبول سفید نیز موید آن است که میانگین تعداد کل گلبول سفید در ماهیان تریپلوئید با اختلاف معنی داری (p<0.01) کمتر از ماهیان دیپلوئید است ولی در شمارش افتراقی تفاوت معنی داری (p<0.05) بین درصد لنفوسیت و نوتروفیل در ماهیان دیپلوئید و تریپلوئید مشاهده نگردید. همچنین نتایج زیست سنجی 32 ماهی دیپلوئید و 28 ماهی تریپلوئید موید آن است که ماهیان تمام ماده دیپلوئید از نظر میانگین وزن (348.90 گرم) اختلاف معنی داری (p<0.01) با ماهیان تمام ماده تریپلوئید (307.77 گرم) داشتند ولی در مورد شاخص های طول کل، طول چنگالی، طول استاندارد و عرض بدن تفاوت معنی داری (p<0.05) بین 2 گروه مشاهده نشد. نتایج بررسی بیانگر آن است که اگر چه در میزان شاخص های خونی گلبول های قرمز در ماهیان تریپلوئید کمتر است اما افزایش حجم گلبولی و به تبع آن میانگین غلظت هموگلوبین گلبولی تعادل شاخص های خونی را برقرار نموده است. همچنین بواسطه عدم فرا رسیدن زمان بلوغ در ماهیان مورد مطالعه سرعت رشد در ماهیان ترپیلوئید کمتر از نمونه های دیپلوئید بوده است.

ترمبوفیلیا به معنی تمایل به ترمبوز است و به مجموع ترمبوز وریدهای عمقی و آمبولی ریوی ترمبوآمبولیسم وریدی گفته می شود. ترمبوفیلیا دارای علل ژنتیکی و اکتسابی است که علل ژنتیکی آن شامل کمبود پروتئین های C, S و آنتی ترومبین III مقاوم به پروتئین C فعال شده (فاکتور V لیدن) و هایپرهموسیستئین امیا می باشد. علل اکتسابی نیز شامل حاملگی، زایمان و استفاده از قرص های ضدبارداری خوراکی، استروژن درمانی جراحی است. هایپرهموسیستئین امیا به علت جهش در ژن آنزیم های درگیر در متابولیسم هموسیستئین مخصوصا در نوکلئوتید (C®T)677 از ژن آنزیم متیلن تتراهیدروفولات ردوکتاز ایجاد می شود و به واریانت حساس به حرارت Thermolabila معروف است. این شکل آنزیم با کاهش فعالیت آنزیمی در 37 درجه سانتیگراد و افزایش حساسیت به حرارت (در 46 درجه سانتیگراد) و همچنین افزایش هموسیستئین تام پلاسما همراه است. این مساله با سازوکارهای مختلف باعث آسیب به سلول های آندوتلیال دیواره عروق شده و بدین ترتیب زمینه را برای وقوع ترمبوط آماده می نماید. در این پژوهش که از نوع توصیفی و مقطعی است 250 بیمار با سن متوسط 38.99±13.54 سال شامل %47.2 مرد و %52.8 زن مورد بررسی قرار گرفتند. فراوانی جهش در بیماران %30.18 بود که شامل %23.2 هتروزیگوت و %7.6 هموزیگوت بود. %41.6 جهش یافته ها مرد و %58.4 زن بودند. بین شیوع این جهش و ترمبوز وریدی در اندام های تحتانی (P=0.024) رابطه معنی دار مشاهده گردید. بنابراین ضروری است که بیماران ترمبوفیلیک ادیوپاتیک (مخصوصا مبتلایان به ترمبوز وریدهای اندام های تحتانی) از نظر این جهش بررسی شوند.

مقاومت چنددارویی (Multidrug resistance) یا MDR، دلیل اصلی شکست در شیمی درمانی بیماران سرطانی می باشد. چندین سازوکار برای MDR تعریف شده است: یکی از این سازوکارها افزایش بیان پروتئین های غشایی وابسته به ATP می باشد که به عنوان پمپ های شارشی دارویی عمل می کنند. یکی از ژن های مسوول مقاومت دارویی که به خوبی شناسایی شده، ژن MRP1 می باشد. ارتباط MRP1 با مقاومت دارویی در برخی مطالعات تایید شده است. در این مطالعه میزان بیان ژن MRP1 در دو گروه از کودکان ایرانی مبتلا به لوسمی حاد بررسی شد. سطح بیان MRP1 با روش RT PCR با زمان واقعی (Real time)، و با استفاده از RNA استخراج شده از خون محیطی 42 کودک مبتلا به لوسمی لنفوئیدی حاد (ALL) و 10 فرد سالم مشخص شد. در این آزمایش بیماران به دو گروه تقسیم شدند: بیمارانی که به شیمی درمانی پاسخ داده و در بهبود کامل به سر می بردند (CR) و بیمارانی که بیماری دوباره در آن ها تظاهر شده بود (Relapse). همچنین ارتباط بین سطح mRNA این ژن و دیگر یافته های سیتوژنتیک نیز بررسی شد. افزایش معنی دار بیان ژن MRP1 در اغلب بیماران گروه Relapse مشاهده شد.