مجله بیوتکنولوژی کشاورزی
سال:1397 | دوره:10 | شماره:4 |تعداد مقالات:9

هدف: گون Astragalus verus یکی از گونه های خوب برای تولید کتیرا است. این مطالعه با هدف بهینه سازی کشت سوسپانسیون سلولی در این گیاه انجام شد. مواد و روش ها: ابتدا بهینه سازی کالوس زایی و سپس بهینه سازی سوسپانسیون سلولی انجام شد. آزمایش کالوس-زایی در قالب فاکتوریل با ریزنمونه های ریشه، هیپوکوتیل و کوتیلدون در محیط کشت MS حاوی BAP در ترکیب با 2, 4-D و NAAدر پنج تکرار انجام شد. در آزمایش بهینه سازی سوسپانسیون سلولی، کالوس های حاصل از محیط کشت NAA و 2, 4-D در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با 16 تیمار هورمونی در سه تکرار بررسی شدند. همچنین کاربرد تیمار های تاریکی، اسیدآسکوربیک، پلی وینیل پیرولیدون و کلات کننده آهن EDTA جهت کنترل ترکیبات فنولی بررسی شد. نتایج: بیشترین درصد کالوس زایی در محیط کشت 2, 4-D از ریزنمونه ریشه با میانگین 67 درصد بدست آمد. بهترین تیمار هورمونی سوسپانسیون سلولی شامل سه میلی گرم در لیتر2, 4-D در ترکیب با 5/0 میلی گرم در لیتر Kin با میانگین 277/0 زنده مانی، و 040/0 گرم وزن خشک (در پنج میلی لیتر) بود. در مطالعه تاثیر مهار کننده های قهوه ای شدن بیشترین وزن خشک از تیمار 100 میلی گرم در لیتر اسید اسکوربیک با میانگین 76/0گرم (در پنج میلی لیتر) بدست آمد که در جلوگیری از قهوه ای شدن بسیار موثر بود. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که 2, 4-D می تواند به تنهایی جهت القای کالوس مناسب و در ترکیب با Kin برای تولید سوسپانسون سلولی گون قابل استفاده باشد. همچنین مشخص شد که اسید اسکوربیک می تواند به خوبی فرایند قهوه ای شدن سلول های سوسپانسیون سلولی را کنترل نماید. نتایج این مطالعه می تواند جهت تولید درون شیشه-ای کتیرا مورد استفاده قرار گیرد.

هدف: قارچ های میکوریز با دامنه وسیعی از گیاهان همزیست هستند و نقشی کلیدی در پایداری اکوسیستم دارند. برخی از گونه های قارچ های میکوریز قابلیت سازگاری با شرایط سخت را دارند. تحقیقات کمی بر روی تنوع قارچ های میکوریز در ایران انجام گرفته است. این تحقیق به منظور شناسایی قارچ های میکوریز درونزی همزیست با درختان پسته در شرایط شوری و خشکی شدید و مقایسه نتایج با جدایه های برخی گیاهان غیر زراعی انجام شده است. مواد و روش ها: در این بررسی ابتدا تعداد 56 نمونه ریزوسفری از درختان پسته و 40 نمونه ریزوسفری از گیاهان غیرزراعی جمع آوری و درصد کلنیزاسیون ریشه آنها تعیین شد. سپس 37 جدایه که درصد کلنیزاسیون بالاتری داشتند انتخاب و با استفاده از گیاه سورگوم در گلدان تکثیر شدند. در مرحله بعد تعداد هشت جدایه برتر (چهار جدایه از پسته و چهار جدایه از گیاهان غیر زراعی) بر روی گیاه اندروپگون (Andropogon gerardii) تلقیح و شناسایی مولکولی به روش qPCR انجام شد. نتایج: درصد کلنیزاسیون نمونه های پسته در گلخانه بر روی سورگوم نسبت به پسته در شرایط مزرعه بیشتر بود در حالی که در گیاهان بومی درصد کلنیزاسیون نسبت به سورگوم بیشتر بود. قارچ Rhizophagus بر اساس ویژگی های ریخت شناختی اسپورها در خاک، در تمام نمونه های پسته بجز نمونه 42 شناسایی گردید. سه جنس Claroideoglomus، Funneliformis و Rhizophagus جنس های غالب باغ های پسته بودند. نتیجه گیری: تنوع گونه های قارچ میکوریز در مناطق غیر کشاورزی بیشتر از باغ های پسته بود. بیشترین سرعت کلنیزاسیون ریشه مربوط بهDiversispora می باشد و جدایه-های Funneliformis، Rhizophagus، Claroideoglomus و Racocetra در رتبه های بعدی قرار گرفتند.

هدف: سیب با نام علمی Malus domestica Borkh از تیره گلسرخیان (Rosaceae) یکی از مهمترین درختان میوه در جهان است. تخمین میزان تنوع ژنتیکی به عنوان یکی از گام های پایه ای و اساسی در نگهداری و حفاظت مواد ژنتیکی در بانک های ژنی و اجرای برنامه های بهنژادی است. هدف این تحقیق تعیین تنوع ژنتیکی 22 رقم سیب جمع آوری شده از کلکسیون مرکز تحقیقات جهاد کشاورزی خراسان رضوی و برخی ارقام موجود در شهرستان جیرفت با استفاده از نشانگر مبتنی بر واکنش زنجیره ای پلیمراز ISSR بود. مواد و روش ها: پس از استخراج DNA از گیاهان مورد مطالعه، PCR با پنج آغازگر انجام شد. نتایج: کولتیوارهای سیب 48/81 درصد چندشکلی داشتند. با آنالیز خوشه ای ارقام در شش گروه طبقه بندی شدند. در گروه اول ارقام محلی گناباد، طبسی شماره 3، قاسم آبادی، محمدی، گلشاهی اوغاز، گلاب اصفهان، سیب قرمز دماوند و گرانی اسمیت قرار گرفتند. گروه دوم شامل ارقام زرد لبنان، سیب قرمز خونی لبنان، محلی ساردو، گلاب ساردو، مشعلی، مربایی مشهد، علی موری دوم رس، اربابی و سیب شماره 3 بود. گروه سوم و چهارم به ترتیب شامل ارقام شیخ احمد تبریز و شفیع آبادی بودند. گروه پنجم گل مشهد و گروه ششم عباسی ازغده و اطلسی طبس را شامل شدند. در این مطالعه آغازگر 842 بیشترین چند شکلی را در بین ارقام نشان داد و بین گروهبندی ژنتیکی و مناطق جغرافیایی ارقام رابطه ای وجود نداشت. قرار گرفتن ژنوتیپ های مناطق مختلف در گروه های یکسان می تواند احتمالا به دلیل انتقال ژنوتپ ها بین مناطق در زمان گذشته باشد. نتیجه گیری: نتایج این مطالعه کارآمد بودن نشانگرهای ISSR برای شناسایی نواحی چند شکلی، تخمین فاصله ژنتیکی و مدیریت ژرم پلاسم ارقام سیب را نشان می دهد.

هدف: شناسایی مسیرهای موثر در ایجاد تحمل نسبت به تنش شوری یکی از مباحث جذاب در علوم گیاهی است که در این راستا روش های جدید داده کاوی نگرش جدیدی برای محققان ایجاد کرده است. در این پژوهش، الگوریتم های انتخاب ویژگی (feature selection) و درخت تصمیم گیری (decision tree, DT) به منظور شناسایی نشانگرهای بیوشیمیایی در تحمل به شوری استفاده شد. مواد و روش ها: در این راستا، به منظور بررسی برخی نشانگرهای بیوشیمیایی از جمله میزان پروتئین، آنزیم های آنتی-اکسیدانی سوپراکسید دیسموتاز، پراکسیداز، کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز، پرولین، میزان سدیم و پتاسیم در ارقام گندم و خویشاوند وحشی آنAegilops crassa، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل ژنوتیپ (ارقام گندم زراعی ارگ (مقاوم به شوری) و الموت (حساس به شوری)، و یک خویشاوند وحشی (Ae. crassa)) و تنش شوری (کلرید سدیم mM150 و mM 0) بودند. نتایج: نتایج این دو راهکار نشان داد که ترکیب سلسله مراتبی پرولین، سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربات پراکسیداز می-تواند به عنوان نشانگرهای بیوشیمیایی برای انتخاب ژنوتیپ متحمل به تنش شوری استفاده گردد. دو درخت تصمیم گیری دارای بیشترین کارایی در پیش بینی ژنوتیپ حساس و متحمل بودند. این درخت های تصمیم گیری عبارت بودند از مدل درخت تصمیم گیری Ratio DT Parallel Gain با کارایی 5/97 درصد که روی پایگاه داده ای Info Gain Ratio اجرا شد و دیگری DT Gain Ratio با کارایی 67/91 درصد که روی پایگاه داده ای Ruleاجرا شد. نتیجه گیری: در مجموع، نتایج حاصله بیانگر آن بود که تلفیق مطالعات بیوانفورماتیک و آزمایشگاهی می تواند منجر به شناسایی مسیرهای مرتبط با تنش شوری و فهم بهتر مکانیسم های کنترل کننده تحمل به تنش شود.

هدف: گیاه گل راعی (Hypericum perforatom) متعلق به خانواده هایپریکاسه بوده و از زمان یونان باستان به عنوان یک گیاه دارویی برای درمان اضطراب، افسردگی، زخم و سوختگی استفاده شده است. در مطالعه ی حاضر، اثر غلظت های مختلف CPPU و BA (هر کدام در سه غلظت) در ترکیب با دو غلظت IAA بر کالوس زایی و باززایی شاخساره گل راعی از ریزنمونه های برگ و میان گره به منظور تعیین مناسبترین غلظت تنظیم کننده های رشد اکسینی و سیتوکینینی و مشخص نمودن مناسب ترین ترکیب هورمونی برای به دست آوردن بیشترین باززایی شاخساره در محیط کشت پایه MSانجام گرفت. مواد و روش ها: این آزمایش در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار و پنج ریزنمونه در هر تکرار مورد بررسی قرار گرفت و صفات وزن تر کالوس، تعداد شاخساره، طول شاخساره و تعداد گره بلندترین شاخساره اندازه گیری و بررسی شد. نتایج: براساس نتایج حاصل در بین تیمار های هورمونی، ترکیب هورمونی 5/1 میلی گرم در لیتر CPPU و 1 میلی گرم در لیتر IAA بیشترین اثر را روی باززایی گل راعی داشت که اثبات کننده نقش تنظیم کنندگی سیتوکینینیCPPU در باززایی شاخساره در گل راعی به خوبی مشاهده گردید. نتیجه گیری: غلظت 1 میلی گرم درلیتر IAA به همراه 5/1 میلی گرم در لیتر CPPU یا BA باعث افزایش معنی داری در باززایی شاخساره گردید. همچنین، غلظت 1 میلی گرم در لیتر IAA در ترکیب با 5/0 میلی گرم در لیتر BA باعث افزایش وزن تر کالوس در گل راعی شد.

هدف: زیتون به عنوان یکی از مهم ترین گیاهان باغی دارای تعداد ارقام فراوانی در جهان است. لذا، هدف این پژوهش، مطالعه تنوع ژنتیکی مجموعه ای از ارقام زیتون ایستگاه طارم ایران بود. مواد و روش ها: در این تحقیق از 25 نشانگر CBDP برای بررسی روابط و تنوع ژنتیکی 20 رقم زیتون تجاری و امیدبخش ایرانی و خارجی استفاده شد. نتایج: 25 آغازگر مورد استفاده در مجموع 755 قطعه (آلل) چند شکل تکثیر دادند و میانگین محتوای اطلاعات چند شکلی (PIC) و شاخص نشانگری (MI) آغازگرها به ترتیب 941/0 و 64/5 بود که بیانگر کارایی و قدرت تمایز بالای نشانگرهای CBDP می باشد. پارامترهای ژنتیکی تنوع ژنی نی (H) و شاخص شانون (I) در ارقام خارجی نسبت به ارقام ایرانی بالاتر بودند. جریان ژنی (NM) بالایی (46/4) بین ارقام زیتون مشاهده شد که این نتیجه مقادیر پایین شاخص های تمایز بین جمعیتی (Gst) و FsT را تایید کرد. تجزیه واریانس ملکولی (AMOVA) به ترتیب 17 و 83 درصد از تغییرات کل ژنتیکی را به تنوع بین گروهی (ارقام ایرانی و خارجی) و درون گروهی تفکیک کرد. تجزیه خوشه ای با استفاده از ضریب تشابه دایس و روش UPGMA ارقام ایرانی و خارجی را در پنج گروه قرار داد که رقم امیدبخش T24 و رقم خارجی Koroneiki با حداکثر تفاوت با بقیه هر کدام در یک گروه جداگانه قرار گرفتند. تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) توانست به خوبی ارقام امیدبخش ایرانی را از ارقام تجاری ایرانی و خارجی تفکیک کند. تجزیه ساختار (Structure) ژنتیکی جمعیت نیز نتایج حاصل از تجزیه کلاستر و PCoA را تایید کرد و دو گروه ارقام ایرانی و خارجی به وضوح از هم تفکیک شدند. نتیجه گیری: در جمع بندی کلی مشاهده شد که رقم امیدبخش T24 با دارا بودن شباهت ژنتیکی مشترک به هر دو گروه ارقام ایرانی و خارجی می تواند رقم کاندید مناسبی جهت تجاری سازی با دارا بودن خصوصیات مکمل هر دو گروه باشد. همچنین استفاده از نشانگرهای CBDP برای بررسی تنوع ژنتیکی سایر ارقام زیتون نیز توصیه می شود.

مقدمه: سرما یکی از تنش های مهم مناطق سردسیر و معتدل است و در برنامه های اصلاحی عدس، بهبود تحمل به سرما در اولویت قرار دارد. فاکتور های رونویسی NAC در واکنش به تنش های مختلف غیرزیستی نقش مهمی دارند. مواد و روش ها: در این پژوهش به منظور ارزیابی بیان ژن های MfNAC، MtNAC57 و GmNAC2، گیاهان رقم گچساران عدس تحت پنج تیمار مدت زمان تنش سرما در قالب طرح تصادفی کامل با سه تکرار قرار گرفتند. تیمارهای مدت زمان تنش سرمایی ° C4-2 شامل h6، h12، h24 و h48 بود که روی گیاهان 29 روزه اعمال شد و گیاهان رشد یافته در شرایط گلخانه (دمای ° C23) به عنوان شاهد در نظر گرفته شدند. استخراج RNA از بافت ها، با استفاده از روش لیتیم کلراید و ساخت cDNA با استفاده از کیت TaKara انجام شد. واکنش Real-time PCR برای ژن های مورد نظر در هر دو نوع اندام هوایی و زمینی در سه تکرار بیولوژیک و دو تکرار تکنیکی انجام شد. از ژن Actin به عنوان کنترل داخلی استفاده شد. نتایج: نتایج تجزیه واریانس بیان ژن ها نشان داد که بین سطوح مختلف تیمارهای مدت زمان تنش دمایی در هر دو اندام اختلاف معنی داری وجود داشت. بیان ژن GmNAC2 در اندام هوایی، 6 ساعت پس از تنش کاهش معنی داری یافت در حالی که در اندام زمینی در تیمار 24 ساعت پس از تنش بیان این ژن کاهش نشان داد. بیان ژن MtNAC57 در تیمارهای h6، h12 و h24 نسبت به شاهد کاهش نشان داد ولی در اندام زمینی تیمار h12 افزایش معنی دار مشاهده شد. ژن mfNAC در اندام هوایی در همه تیمارها نسبت به شاهد کاهش بیان معنی دار نشان داد در حالی که در اندام زمینی فقط در تیمار بلند مدت h48 افزایش بیان معنی دار مشاهده شد. نتیجه گیری: در این تحقیق، بیان برخی از ژن های خانواده NAC تحت تنش سرما در عدس برای اولین بررسی شد و نتایج حاصل می تواند برای مطالعات به نژادی این گیاه و سایر حبوبات مفید واقع شود.

هدف: اولین آنزیم مسیر اختصاصی بیوسنتز آلکالوئیدهای پیرولیزیدینی (PA)، هموسپرمیدین سینتاز (HSS) است. HSS انتقال NAD1 وابسته به یک گروه آمینوبوتیل اسپرمیدین را به پوترسین کاتالیز می کند. پوترسین، اسپرمیدین و اسپرمین سه پلی آمینی هستند که بطور طبیعی دارای بار مثبت بوده و تقریبا در تمام سلول های زنده یافت می شوند. این ترکیبات به DNA متصل شده و در تعدادی از فرآیندهای حیاتی مانند تقسیم سلولی، تمایز و عملکرد غشاء دخالت دارند. گزارش های بسیار اندکی در مورد بیان ژن هموسپرمیدین سینتاز 1 (HSS1) در گیاه دارویی زلف پیر (Senecio vulgaris) به خصوص در شرایط طبیعی گزارش شده است. هدف از پژوهش حاضر بررسی بیان ژن هموسپرمیدین سینتاز 1 در بافت های مختلف گیاه دارویی زلف پیر (S. vulgaris)با استفاده از PCR در زمان واقعی بود. مواد و روش ها: RNA کل از ریشه ها، شاخساره ها (ساقه ها و برگ ها) و گل ها استخراج شد و به cDNA تبدیل شد. آغازگرهای اختصاصی برای ژن HSS1 و نیز برای Pol II(به عنوان ژن خانه دار مرجع در آزمایش)، طراحی شد و بیان نسبی ژن با استفاده از روش پی سی آر در زمان واقعی بررسی شد. نتایج: منحنی ذوب دو ژن نشان دهنده تکثیر اختصاصی در PCR بود. ارزیابی سطح بیان نرمال شده ژن HSS1 نشان داد که این ژن به صورت متفاوتی در اندام های مختلف S. vulgaris بیان شده است. حداکثر بیان نسبی (تغییرات بیش از 59 برابر نسبت به ژن مرجع Pol II) در ریشه هایی که هموسپرمیدین سینتاز فعال است و هموسپرمیدین تولید می شود مشاهده شد. علاوه بر آن این ژن در گل ها نیز به میزان کمتری (افزایش 4 برابر نسبت به ژن خانه دار Pol II). بیان شد. طبق انتظار، این ژن بیان نسبی قابل توجهی در شاخساره ها یعنی جایی که هموسپرمیدین حمل می شود، نشان نداد. نتیجه گیری: بیان ژن HSS1 در گیاه زلف پیر به صورت ویژه بافتی است و در ریشه ها بیشتر از دیگر بافت ها می باشد.

هدف: اپتوژنتیک به عنوان یک شاخه علمی جدید، از فتورسپتورها به منظور اجرای تحقیقات پایه ای و کاربردی استفاده می کند. یکی از راه های توسعه اپتوژنتیک، شناسایی فتورسپتورهای جدید و تعیین خصوصیات آن هاست. کریپتوکروم های DASH متعلق به خانواده پروتئینی کریپتوکروم/فتولیاز، فتورسپتورهای دارای قابلیت ترمیم DNA بوده و در مسیرهای پیام رسانی علامت نقش دارند. هدف این تحقیق، تولید کافی پروتئین پیش گویی شده کریپتوکروم DASH1 ولوکس (VcCryDASH1)، برای استفاده در مطالعات طیف جذبی و نیز بررسی قابلیت ترمیم DNA می باشد. مواد و روش ها: ابتدا توالی کدکننده پروتئین VcCryDASH1 با استفاده از آغازگرهای اختصاصی، از کتابخانه cDNA جلبک Volvox carteriجداسازی و در پلاسمید بیانی pGEX-2TK همسانه سازی شد. تولید پروتئین نوترکیب در دو سویه متفاوت باکتری E. coli و همچنین تحت تاثیر زمان های مختلف القاء با IPTG و همچنین میزان انحلال پذیری آن توسط روش SDS-PAGE مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی قابلیت اتصال به DNA در این پروتئین، با روش همردیف سازی انجام شد. نتایج: تولید کافی پروتئین، در سویه Rosetta، در ° C32، و زمان القاء بیش از 3 ساعت بدست آمد. در زمان القاء 1 و 3 ساعت، نیمی از پروتئین به صورت نامحلول بود. همردیف سازی پروتئین VcCryDASH1 مشخص نمود که درصد بالایی از آمینواسیدهای متصل شونده به DNA، در این پروتئین حضور دارند. نتیجه گیری: این نتایج نشان می دهند که پروتئین VcCryDASH1 تحت شرایط بهینه، دارای قابلیت انحلال پذیری دوگانه بوده اما روش ما می تواند مقدار کافی آن را در باکتری E. coli سویه Rosetta تولید کند. همچنین بدلیل داشتن آمینواسیدهای حفاظت شده، این پروتئین دارای قابلت اتصال به DNA می باشد که آن را به عنوان یک منبع احتمالی جهت طراحی مولکول های میانجی نور-DNA در اپتوژنتیک معرفی می نماید.