ژنتیک نوین
سال:1386 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:8

آفات یکی از مهمترین عوامل محدود کننده در تولید محصولات کشاورزی محسوب می شوند و سالیانه تقریبا 15% محصولات کشاورزی دنیا بوسیله حشرات آفت از بین می روند. گیاهان تراریخته حاوی ژن Bt بعنوان یکی از ابزارهای مهم و موثر در کنترل آفات و مدیریت تلفیقی مقاومت به آفات به شمار می روند. این گیاهان علاوه بر کنترل موثر حشرات آفت، مزایا و اثرات بالقوه ای در کشاورزی از جمله افزایش درآمد زارعین، افزایش عملکرد، کاهش اثرات زیست محیطی سموم شیمیایی دارند و روز به روز بر وسعت کشت آنها افزوده می شود، به طوری که سطح زیر کشت آنها در سال 2005 به بیش از 70 میلیون هکتار افزایش یافته است. ایمنی گیاهان حاوی ژنهای Bt توسط سازمان های مهم همچون سازمان بهداشت جهانی (WHO) به اثبات رسیده است. آنچه در مورد این گیاهان حایز اهمیت است، داشتن مقاومت پایدار و کنترل موثر آفات می باشد. راهبردهای مختلفی در جهت مدیریت تلفیقی مقاومت آفات (IRM)، از جمله روش پناهگاه فعال یا دز کشندگی بالا توسعه یافته است. با این حال، توسعه و معرفی راهکارهای جدید در آینده می تواند اثرات بالقوه و مزایای برجسته گیاهان Bt را بطور دایمی در کشاورزان نوین تضمین کند.

به منظور مطالعه مقاومت نسبی (Partial resistance) و پارامترهای ژنتیکی مقاومت، واکنش تعدادی از ارقام برج در مقابل قارچ Manaporthe grisea Hebert عامل بیماری بلاست بررسی شد. در این مطالعه مقاومت پنج رقم (طارم محلی، نعمت، سان هوان ژان 2_، C101_PKT و C104_PKT و نتایج F1 آنها در مقابل سه نژاد از قارچ عاملی بیماری بلاست IA-89, IA-82, IA-90 به طور جداگانه در شرایط گلخانه و همچنین شرایط آلودگی طبیعی مزرعه ای در محل موسسه تحقیقات برنج در مازندران - آمل، طی سال های 83-1381 مورد مطالعه قرار گرفت. داده های مربوط به صفات تیپ آلودگی (Infection Type)، تعداد لکه اسپورزا (Sporulating Lesion)، اندازه لکه (Lesion Sapacity)، سطح برگ آلوده (Diseased Leaf area) و قابلیت اسپورزایی (Sporulation Capacity) در قالب تلاقی یک طرفه (Half- diallel) دیالل 5×5 به روش همین و طرح پایه بلوک های کامل تصادفی و با سه تکرار آنالیز شد. نتایج حاکی از وجود تفاوت معنی دار بین ارقام والدی و F1 آنها برای کلیه صفات مورد مطالعه می باشد. رقم طارم محلی دارای تیپ آلودگی حساس و قابلیت اسپورزایی بالا بوده است. ارقام C101- PKT و C104- PKT به همراه تلاقی نعمت × طارم محلی دارای تیپ آلودگی نیمه حساس و قابلیت اسپورزایی متوسط، ارقام نعمت و سان هوان ژان (San Huang Zhan- 2 (SHZ_2)) 2_ و ترکیبات دورگ حاصل از این دو والد دارای تیپ آلودگی مقاوم بودند. منحنی پیشرفت بیماری بلاست در خزانه بالست برنج در رقم طارم محلی و تلاقی نعمت × طارم محلی سریع و بالاتر از ژنوتیپ های دیگر بوده است. تجزیه و تحلیل داده ها به روش هیمن (Hayman method) برای صفات مورد بررسی نشان داد که در صفات سطح برگ آلوده در مقابل نژادهای IA- 90 و IA- 89، اندازه لکه اسپورزا در مقابل نژادهای IA- 89 و IA- 82، و تعداد لکه اسپورزا در مقابل نژاد IA- 89 واریانس افزایشی (additive genetic variance) ژنتیکی بر نوع غیر افزایشی (non- additive) فزونی داشت. نتایج این تحقیق حاکی از کنترل ژنتیکی اجزای مقاومت مورد مطالعه توسط ژن های اصلی و بزرگ اثر می باشد.

یکی از مهمترین بیماری های یونجه بیماری بوته میری است که توسط عوامل قارچی فوزاریوم (Eusarium spp) و ورتیسلیوم (Verticillium albo atrum) ایجاد می شود. سودمندترین و با صرفه ترین روش مبارزه با بیماری های گیاهی استفاده از ارقام مقاوم بوده لذا تولید ارقام مقاوم یونجه به عامل بوته میری قارچ فوزاریوم (Eusarium spp) دارای اهمیت اقتصادی می باشد. مهمترین اهداف پژوهش که در شرایط گلخانه انجام شده است، بدست آوردن مواد اولیه گیاهی مصون از عامل بیماری جهت تولید واریته و لاین های یونجه مقاوم به بوته میری در مزرعه می باشد.بر اساس اهداف فوق، در سال 1382، (ایستگاه تحقیقاتی البرز کرج محل اجرای طرح)، بذور چهار واریته یونجه با منشا متفاوت ایرانی و خارجی موجود در بانک ژن شامل واریته 358 از ترکیه، واریته نیک شهری از ایران با شماره 11، واریته رنجر از آمریکا با شماره 219 و واریته سیمرچنسکایا از قزاقستان با شماره 17 در جعبه های مخصوص کشت شدند. بعد از شش هفته، گیاهچه های واریته های فوق در معرض آلودگی دو غلظت از دو گونه قارچ فوزاریوم به ترتیب 30×104/ml و 20×104/ml برای Fusarium solani و 60×104/ml و 45×104/ml برای گونه Fusarium oxysporum قرار گرفتند. بعد از ایجاد آلودگی نمونه گیاهچه های هر واریته یونجه با 4 غلظت اسپور و یک تیمار بدون آلودگی (شاهد)، در قالب طرح کاملا تصادفی در شرایط گلخانه کشت شده و بعد از 3 ماه به روش استاندارد، مورد ارزیابی قرار گرفتند. در این بررسی متوسط شاخص شدت بیماری به دو گونه قارچ فوزاریوم بر اساس علایم بیماری ظاهر شده بر روی اندام های هوایی گیاه و لکه های ایجاد شده توسط قارچ روی برش عرضی ریشه محاسبه گردید. بر اساس روش استاندارد شاخص شدت بیماری واریته یونجه با منشا ایران با درجه کمتر از یک به عنوان واریته مقاوم و واریته های دارای منشا خارجی با نمره درجه 2 با سطوح مقاومت کم یا نسبی ارزیابی شدند.

آستاگزانتین به علت دارا بودن خاصین آنتی اکسیدانتی بسیار بالا (بیشتر از 500 برابر ویتامین (E و نیز افزایش مصرف روز افزون آن، جهت تولید، مورد توجه قرار گرفته است. جلبک هماتوکوکوس و مخمر فافیا منابع میکروبی تولید کاروتنوئید هستند که در صنعت برای تولید صنعتی استفاده می شوند. در این تحقیق ایجاد جهش زایی در یک سویه مخمر Phaffia rhodzyma بومی توسط چندین بار تیمار سلول های مخمر توسط غلظت های مختلف (50، 100، 250، 500، 1000، 1500، 2000 و 2500 میکروگرم در میلی لیتر) ان متیل ان پریم نیترو ان نیتروزو گوانیدین (NTG) انجام شد و در نهایت 4 جهش یافته مخمر فافیا جداسازی شد. جهش یافته های فوق نسبت به سلول های مخمر مادری (پایه) پیگمانت بیشتری تولید کرده و رنگ کلونی این جهش یافته ها نارنجی سیر می باشد. یکی از جهش یافته قادر به تولید کاروتنوئید آستاگزانتین به میزان 485 میکروگرم در هر گرم وزن خشک مخمر فافیا می باشد که نسبت به سویه های مادری تقریبا دو برابر آستاگزانتین تولید می کند. بهترین نتیجه در غلظت 250 میکروگرم در لیتر NTG بدست آمد. برای تعیین غلظت کاروتنوئید آستاگزانتین، پس از استخراج، میزان جذب آستاگزانتین محلول در پترولیوم اتر در طول موج 474 نانومتر اندازه گیری شد. بررسی نتایج جداسازی کارتنوئیدها در روی صفحه TLC مشخص می کند که سوش موتانت تولیدی در این تحقیق قادر به تولید 8 نوع کاروتنوئید مختلف می باشد که بیشترین غلظت مربوط به کاروتنوئید آستاگزانتین است.

در این تحقیق، یک سامانه کاملا اتوماتیک Gene finder که به صورت خودآموز عمل می کند، معرفی می شود. این سامانه که خواص آماری ژن ها را تخمین می زند، بر اساس الگوریتم (Hidden Markov Model) HMM، به صورت اتوماتیک محل دقیق ژن ها را در ژنوم های پروکاریوتی مشخص می کند. الگوریتم های پیشنهادی در سه برنامه مجزا به زبان C++ رمز شده و بر روی ژنوم E. coli آزمایش شده اند. برنامه اول جهت استخراج اطلاعات لازم (ORF های بلند غیر همپوشان) برای تعلیم الگوریتم یادگیری ماشینی به صورت خودآموز (train- self) ارایه شده است. در برنامه دوم، از اطلاعات بدست آمده در مرحله قبل، برای تعلیم الگوریتم HMM طراحی شده، به عنوان اگوریتم یادگیری ماشینی در سامانه Gene finder استفاده شده است که دارای یک ساختار حلقه باز است،. در برنامه آخر، الگوریتم HMM تعلیم داده شده، ژن ها را بر اساس طول و نمره ORF بلند، در RF مربوطه انتخاب می کند. آخرین مرحله در طراحی نرم افزار، به رفع مساله همپوشانی در بین ژن های انتخاب شده، اختصاص داده شده است. نرم افزار طراحی شده که دارای عملکردی به صورت اختصاصی بوده (Specificity (SP=TP/(TP+ FP)) Sp و حساسیت (Sensitivity (Sn=TP/(TP+FN)) Sn به ترتیب برابر با 96.45 و 84.38 است، جایگاه مناسبی در بین نرم افزارهای مشابه دارد.

سرطان پروستات به عنوان دومین سرطان کشنده در میان مردان شناخته شده است. روش های متفاوتی در درمان سرطان پروستات بکار گرفته می شود، که جراحی (خارج کردن پروستات)، پرتو درمانی، هورمون درمانی و شیمی درمانی از آن جمله می باشد. هر یک از روش های مذکور برای مراحل بالینی مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند، هیچ کدام از روش های درمانی بکار رفته باعث افزایش بقا در بیماران نمی گردند. ژن درمانی به عنوان یک روش با ارزش در درمان سرطان ها از جمله سرطان پروستات پیشنهاد شده است. فاکتورهای رشد شبه انسولین (Factors, IGFs Insulin Like- Growth) به عنوان میتوژن های قوی در بسیاری از تومورها شناخته شده اند. مطالعات اخیر نشان داده اند که فاکتورهای رشد شبه انسولین به ویژه گیرنده نوع یک فاکتور رشد شبه انسولین (IGF- IR) در تنظیم رشد بسیاری از تومورها نقش مهمی ایفا می کنند. با مهار کردن انتقال پیام IGF- IR با استفاده از آنتی بادی یا RNA آنتی سنس بر علیه آن توانسته اند رشد و قدرت کلنی زایی برخی از سلول های سرطانی را در داخل و خارج بدن موجود زنده مهار کنند. با توجه به بررسی های انجام شده بر روی دودمان های سلولی سرطان پروستات انسان ثابت شده است که برخی از دودمان های سلولی، به ویژه IGF- IR، DU- 145 را به میزان زیاد بیان می کنند. هدف ما از این تحقیق کاهش بیان IGF- IR با استفاده از فناوری آنتی سنس در سلول های دودمانی DU- 145 است. بدین منظور سلول های DU- 145 توسط حامل آنتی سنس IGF- IR تراریخت شده و میزان بیان IGF- IR در سطح پروتئین و RNA مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از RT- PCR و ایمونوبلات کاهش قابل ملاحظه ای در میزان RNA و پروتئین IGF- IR در سلول های DU- 145 تراریخت شده با ناقل حامل آنتی سنس را نسبت به سلول های DU- 145 تراریخت شده با ناقل و سلول های DU- 145 شاهد نشان داد.

تزریق مستقیم ژن های نو ترکیب به داخل زیگوت، روش متداول در ایجاد تغییرات ژنتیکی در موش آزمایشگاهی است. در این تحقیق، سعی شده است روش ریز تزریقی (microinjection) در زیگوت موش اجرا و بهینه سازی گردد. بدین منظور، زیگوت ها در مرحله پیش هسته ها از موش های تیمار شده با هورمون های PMSG و hCG جمع آوری گردیدند. سپس، محلول حاوی cDNA هورمون رشد انسانی بداخل پیش هسته نر در زیگوت ها تزریق گردید و زیگوت ها تا مرحله 2 و 4 سلولی کشت داده شدند. لایه زونا پلوسیدا از جنین ها حذف و واکنش زنجیره ای پلیمراز (polymerase chain reaction- PCR). با استفاده از آغازگرهای اختصاصی cDNA هورمون رشد انسانی و ژن b - اکتین بر روی جنین ها انجام شد. در این مطالعه، نژادهای مختلف موش به لحاظ پاسخ به هورمون های گونادوتروپین و تحریک تخمک گذاری، تاثیر سوزن های تزریق با قطرهای مختلف و تاثیر محیط های کشت ساده و غنی در رسیدن زیگوت های تزریق شده به مرحله تقسیم بندی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج این بررسی ها نشان داد 90% زیگوت های بدست آمده از زاده های نسل اول حاصل از آمیزش دو نژاد BALB/ c و NMRI، بعد از تزریق DNA، در محیط DMEM/ F12 به مرحله 2 سلولی می رسند. همچنین، محیط KSOM توقف در مرحله 2 سلولی را در این جنین ها نیز رفع می نماید.