مجله بیوتکنولوژی کشاورزی
سال:1396 | دوره:9 | شماره:3 |تعداد مقالات:8

برنج یکی از غلات مهم با تنوع بسیار خوب است که به عنوان غذای اصلی نیمی از جمعیت جهان استفاده می شود. مکان-یابی جایگاه های کنترل کننده صفات کمی یکی از روش های کاربردی و مهم برای مطالعه صفات مرتبط با عملکرد است. در این مطالعه تعداد 188 لاین (F4) برنج حاصل از تلاقی CSR28 و صدری به همراه والدین خود جهت بررسی فنوتیپی و ژنوتیپی مورد ارزیابی قرار گرفت. هدف از این مطالعه تهیه نقشه پیوستگی با درجه اشباع بالا با استفاده از نشانگرهای SNP (Infinium Illumina 6K SNP chip) و شناسایی مکان های ژنی کنترل کننده صفات مرتبط با عملکرد در 188 لاین جمعیت F4 است. مکان یابی جایگاه های کنترل کننده صفات کمی منجر به شناسایی 21 QTL برای صفات مورد مطالعه بر روی کروموزوم های 1، 2، 3، 5، 7، 8 و 10 شد. برای تعداد دانه های پرشده در بوته یک QTL (qFG_N-3-1) روی کروموزوم 3 شناسایی شد. سه QTL (qSpkF_N-2-1، qSpkF_N-3-1 و qSpkF_N-5-1) برای درصد باروری روی کروموزوم های 2، 3 و 5 مکان یابی شد که 28/29 درصد از واریانس فنوتیپی را توجیه کردند. یک QTL (qGY_N-8-1) برای عملکرد دانه در فاصله نشانگری 9037125 و 9049928 روی کروموزوم 8 مکان یابی شد. در نهایت، علاوه بر شناخت QTL های جدید می توان دیگر QTL هایی که در نواحی مشابه با مطالعات قبلی شناسایی شده را به عنوان QTL-های دارای اعتبار معرفی کرد که مناسب برای برنامه های اصلاحی به کمک نشانگر است.

حفظ دام های بومی، به عنوان ذخایر ژنتیکی و سرمایه های ملی برای برنامه های اصلاح نژادی و بازده تولید ضروری می-باشد. استفاده از نشانگرهای ژنتیکی توالی یابی ژنوم میتوکندری یکی از کاربردی ترین روش ها برای تشخیص گونه ها و تعیین رابطه فیلوژنی بین جمعیت ها و گونه های نزدیک به هم می باشد. هدف از این مطالعه بررسی میزان تنوع ناحیهHVR-I ژنوم میتوکندری گوسفند نژاد زندی بود. بدین منظور نمونه-های خون از تعداد 25 رأس گوسفند غیر خویشاوند نژاد زندی در ایستگاه خجیر تهران جمع آوری شد؛ و پس از استخراج DNAوتکثیر قطعه 432 نوکلئوتیدی ناحیه HVR-I ژنوم میتوکندری با استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز، نمونه ها توالی یابی شدند. نتایج آنالیز توالی ها حاکی از وجود چهار هاپلوتایپ و چهار جایگاه چند شکل در ژن مذکور بود. بررسی همولوژی توالی مورد توافق انواع نژادهای گوسفند نشان داد که تثبیت چند شکلی موجود در موقعیت شماره 13 نمونه های بررسی شده به عنوان جامعه ای کوچک از گوسفندان زندی ایران ممکن است فقط خاص گوسفند نژاد زندی باشد. بررسی تنوع نوکلئوتیدی نشان داد که گوسفند نژاد زندی دارای تنوع نوکلئوتیدی کمتری نسسبت به گوسفندان مغانی و بلوچی می-باشد. نتایج ترسیم درخت فیلوژنی نشان داد که گوسفند نژاد زندی متعلق به گروه هاپلوتایپی A می باشد و کمترین فاصله ژنتیکی را با نژادهای گوسفند ایرانی بلوچی، مغانی و افشاری دارد، با این وجود فاصله ژنتیکی قابل تاملی را با توالی مرجع گروه هاپلوتایپی A دارا می باشد.

بیماری بلاست مرکبات (Citrus blast) ازجمله بیماری های شایع در برخی از مناطق مرکبات خیز دنیا به استثنای مناطق گرمسیری است که عمدتاً به وسیله جدایه های Pseudomonas syringae pv. syringae (Pss) Van Hall 1902 ایجاد می شود. واکنش گیاه به آلودگی توسط عوامل بیماری زا به وسیله ی تغییرات متابولیکی همچون، گونه های اکسیژن فعال و ژن های دخیل در مقاومت القایی سیستمیک ابراز می شود. سطح بیان ژن پراکسیداز با استفاده ازروش Real time و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت کاتالاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در سه گونه و رقم مرکبات (اوکیتسو، نارنج و لایم کوآت) در بازه های زمانی مختلف پس از تزریق باکتری در گلخانه موردبررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان داد میزان بیان ژن پراکسیداز در اوکیتسو و نارنج با مقاومت بالاتری هستند در 24 ساعت بعد از آلودگی در مقایسه با لایم کوآت به میزان اوج خود رسید درحالی که در دورگ حساس لایم کوآت در ساعت 48 بعد از آلودگی به میزان اوج خود رسید. میزان تولید آنزیم پراکسیداز در هر سه ژنوتیپ بعد از آلودگی روند صعودی دارد و در نارنج و اوکیتسو در ساعت 48 و در لایم کوآت در ساعت 72 به بیشترین میزان خود رسید. دو آنزیم کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز تنها در لایم کوات روند صعودی داشته است. درمجموع بیان ژن پراکسیداز و در پی آن تولید آنزیم در ارقام مقاوم (اوکیتسو و نارنج)، بالاتر از ژنوتیپ حساس (لایم کوآت) است و میزان تولید دو آنزیم کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز در ارقام مقاوم کاهش و درنتیجه بیشتر شدن پراکسید هیدروژن و افزایش مقاومت را در پی دارد.

آلکالوییدهای پاراسمپاتیک آتروپین و اسکوپولامین در شابیزک (Atropa belladonna) تجمع می یابند و اهمیت زیادی در صنعت داروسازی دارند. در این تحقیق، با استفاده از نژاد A4باکتری آگروباکتریوم رایزوژنز، ریشه مویین تراریخت در گیاه شابیزک تولید گردید. اثر غلظت های مختلف متیل جاسمونات (0، 150 و 300 میکرومولار) بر میزان تولید آتروپین و اسکوپولامین در ریشه های مویین تراریخت به مدت 24 ساعت مورد بررسی قرار گرفت. سپس مقادیر دو آلکالویید تروپان، یعنی آتروپین و اسکوپولامین به وسیله ی روش HPLC اندازه گیری شد. مقدار آلکالویید های تروپان به طور معنی داری در ریشه های مویین افزایش یافت. نتایج نشان داد که مقدار آتروپین و اسکوپولامین در ریشه های مویین تراریخت به ترتیب از 12/0 به 715/1 و 0195/0 به 45/0 میلی گرم در 100 میلی گرم وزن خشک رسید. متیل جاسمونات به طور چشمگیری هر دو آلکالویید تروپان، آتروپین و اسکوپولامین را افزایش داد. مقدار آلکالویید های تروپان در غلظت 300 میکرومولار از متیل-جاسمونات در مقایسه با غلظت 150 میکرومولار و نمونه ی شاهد افزایش یافت. در نتیجه پیشنهاد می شود که ریشه های مویین می توانند به جای گیاهان به منظور مطالعات بیشتر و تولید آلکالویید های تروپان در ابعاد اقتصادی و تجاری استفاده شوند.

بز خلخالی یکی از بزهای بومی ایران است که درحال حاضرجمعیت آن به شدت کاهش یافته است. برای حفظ و بهبود تولیدات این گونه مطالعات کاربردی ژنتیکی ضروری است. تحقیق حاضر باهدف توالی یابی ژن میتوکندریایی سیتوکروم b در 100 رأس بز خلخالی و آنالیز بیوانفورماتیک این ژن در گونه های مختلف بز (با استفاده از 26 نمونه توالی NCBI) انجام شده است. جهت انجام آنالیز از روش توالی یابی ژن و مقایسه آن با اطلاعات موجود در پایگاه اطلاعاتی NCBI استفاده گردید. نتایج آنالیز تنوع ژنتیکی درجمعیت بز خلخالی منجر به شناسایی 5 جهش با 6 هاپلوتایپ مختلف گردید میزان تنوع هاپلوتیپی، تنوع نوکلئوتیدی و میانگین تفاوت های نوکلئوتیدی به ترتیب 644/0، 002/0 و 822/1 برآورد شد. مقدار تاجیما D در جمعیت بزهای خلخالی مثبت 124/0 بدست آمد که ازلحاظ آماری معنی دار نبود. نتایج تجزیه تحلیل های بین گونه های مختلف بز نشان داد که تنوع نوکلئوتیدی در گونه های بز ایبکس، ایگاگروس و هیرکوس به ترتیب 047/0، 022/0 و 001/0 می باشد. بیشترین فاصله ژنتیکی بین بزهای ایبکس و ایگاگروس و کمترین فاصله ژنتیکی بین گونه خلخالی و بز هیرکوس مشاهده شد. بزهای ایگاگروس در مقایسه با بزهای ایبکس ازلحاظ فاصله ژنتیکی به بزهای اهلی هیرکوس نزدیکتر بودند.

پروتئین tPA یک عامل اختصاصی فیبرین است که موجب حل کردن لخته های خونی و جلوگیری از سکته ه ی قلبی و مغزی می گردد. کاسکوتین یک پروتئاز با فعالیت و پایداری بالا می باشد که در گیاهانی مثل سس وجود دارد و گیاه پارازیت از آن برای نفوذ به میزبان استفاده می کند. هزینه تولید پروتئین های نوتوکیب در گیاهان 10 الی 50 برابر کمتر از تولید همان پروتئین توسط باکتری است. اما تولید پروتئین های نوترکیب در گیاهان هنوز با چالش های مهمی از جمله عملیات پایین دستی و تخلیص، پایین بودن فعالیت و پایداری پروتئین روبرو می باشد. پروتئین نوترکیب tPA تولید شده در گیاهان پایداری و فعالیت پایینی دارد. هدف این تحقیق، افزایش پایداری tPA با استفاده از مهندسی پروتئین و افزودن جایگاه فعال آنزیم کاسکوتین از گیاه سس به tPA و تولید پروتئین شیمری می باشد. ابتدا از گیاه سس استخراج DNA صورت گرفت و سپس با استفاده از آغازگرهای اختصاصی قطعه مورد نطر از ژن کاسکوتین تکثیر گردید. سپس به کمک تکنیک SOEing PCR قطعه کاسکوتین به ژن tPA متصل شد. قطعه tPA شیمری حاصله تحت کنترل پیشبر CaMV 35S و خاتمه دهنده NOS قرار گرفت. توالی افزایش دهنده Kozak و ترادف رمز کننده پپتید نشانه KDEL، به ترتیب به دو انتهای آمینی و کربوکسیلی ژن tPA افزوده شدند. سازه تهیه شده(pBI(tPA به روش انتقال ژن مبتنی بر اگروباکتریوم به ژنوم گیاه توتون منتقل و گیاهان تراریخت روی محیط حاوی کانامایسین انتخاب شدند. ارزیابی گیاهان تراریخت با استفاده از فنون PCR، RT-PCR، SDS-PAGE، وسترن بلات و زیموگرافی انجام شد. نتایج نشان داد که ژن شیمریtPA به گیاهان توتون منتقل شده و در مقایسه با tPA نرمال فعالیت و پایداری آن بهبود یافته است. بنابراین مهندسی پروتئین و استفاده از بخش هایی از پروتئین های گیاهی با فعالیت و پایداری بالاتر جهت افزایش ماندگاری و فعالیت داروهای نوترکیب، می تواند راهکار جدیدی برای افزایش کارایی این داروها باشد.

اهمیت اقتصادی قابل توجه و طیف وسیع کاربرد آمیلازهای مقاوم به حرارت در صنایع، نیاز برای تولید آمیلازها با خصوصیات مطلوب صنعتی را بطور چشمگیری افزایش داده است. فلور باکتریایی چشمه های آبگرم به واسطه تحمل بالا به حرارت و پایداری در pHهای متفاوت می توانند به عنوان منابع جدیدی برای تولید α-آمیلاز مورد استفاده قرار گیرند. در این پژوهش چشمه آبگرم هیپرترمال قینرجه برای شناسایی فلور باکتریایی آبگرم به لحاظ میزان تولید α-آمیلاز مورد بررسی قرار گرفت. کلون های باکتریایی احتمالی تولید کننده آمیلاز براساس ویژگی های بیوشیمیایی و همچنین روشهای مولکولی شناسایی شدند. در مرحله بعد شرایط رشد باکتری ایزوله شده و تولید آنزیم آمیلاز نیز مورد بهینه سازی قرار گرفت و در نهایت بعد از تخلیص آنزیم از کلون های باکتریایی شناسایی شده خصوصیات بیوشیمیاییα-آمیلاز از لحاظ کاربرد در صنعت بررسی گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که کلون باکتری جدا شده از جنس Bacillus بوده و به لحاظ خصوصیت یک آنزیم آمیلاز مقاوم به حرارت و غیر وابسته به یون کلسیم می باشد. بطوری که آنزیم آمیلاز تخلیص شده در دمای 80 درجه سانتیگراد و 8~pH حداکثر فعالیت خود را نشان داده و در محدوده دمایی 50-70 درجه سانتیگراد 80% از فعالیت هیدرولیزی خود را حفظ می کند. همچنین نتایج نشان داد که آنزیم در طیف وسیعی از pH قلیایی و اسیدی (5/3-10) فعال و پایدار می باشد. بطور کلی براساس نتایج حاصل، این سویه باکتری می تواند منبع مناسبی جهت تولید آنزیم آمیلاز متحمل به حرارت با پایداری عملکردی بالا جهت کاربرد در صنعت باشد.

کاپاکازئین در پایداری میسل های کازئین و اندازه و عملکرد اختصاصی آن ها اصلی ترین نقش را در بین پروتئین های شیر دارد. لذا، هدف مطالعه حاضر بررسی چندشکلی در ناحیه اگزون چهار ژن CSN3 با استفاده از تکنیک PCR-RFLP بود. بدین منظور از 30 راس گوسفند نژاد کرمانی خونگیری و DNA ژنومی استخراج گردید. واکنش زنجیره ای پلی مراز (PCR) با استفاده از یک جفت پرایمر اختصاصی انجام گرفت، محصولات PCR روی ژل آگارز الکتروفورز شدند. قطعه تکثیر شده با آنزیم HaeIII هضم شد و تعیین ژنوتیپ انجام گرفت. نتاج بررسی ها منجر به شناسایی دو ژنوتیپ شد که فراوانی های آللی به وسیله نرم افزار Popgene برآورد شدند. فراوانی های آللی A و B برای ژن CSN3 به ترتیب برابر 7/0 و 3/0 برای جمعیت مورد بررسی به دست آمد. آزمون مربع کای بیانگر عدم تعادل هاردی-وینبرگ در جمعیت گوسفند کرمانی بود (05/0P≤ ). تعداد آلل مشاهده شده (na)، تعداد آلل موثر (ne)، هتروزیگوسیتی مشاهده شده، هتروزیگوسیتی مورد انتظار، شاخص نئی، متوسط هتروزیگوسیتی و شاخص شانون برای این جمعیت به ترتیب 2، 72/1، 60/0، 43/0، 42/0، 42/0 و 61/0 به دست آمد. در مجموع می توان نتیجه گرفت که جمعیت های گوسفند مورد بررسی در این پژوهش با توجه به جایگاه های مورد مطالعه، از تنوع ژنتیکی نسبتاً بالایی برخوردار هستند. بنابراین، مطالعات بعدی روی این دا مها، به ویژه دام های بومی باید به سمت و سویی سوق داده شوند تا همبستگی قطعی بین ژنوتیپ های کاپاکازئین و خصوصیات مادری تعیین شود تا بتوان با وارد کردن اطلاعات نشانگرهای ملکولی درطرح های اصلاح نژادی، پاسخ به انتخاب را افزایش داد.