مجله بیوتکنولوژی کشاورزی
سال:1401 | دوره:14 | شماره:4 |تعداد مقالات:12

هدف: پسته یکی از مهم ترین محصولات کشاورزی می باشد و کشور ایران دارای غنی ترین ژرم پلاسم پسته دنیاست. وجود این ذخایر ژنتیکی فرصتی مناسب جهت استفاده برای اهداف اصلاحی خواهد بود. آگاهی از روابط ژنتیکی بین ژنوتیپ های پسته نقش مهمی در برنامه های اصلاحی آن دارد. نشانگرهای مولکولی یکی از ابزارهای قدرتمند جهت بررسی روابط فیلوژنتیک گیاهان می باشند. تکنیک SCoT یکی از سیستم های مولکولی است که جهت بررسی ارتباط ژنتیکی گونه ها و ارقام مختلف گیاهی کاربرد دارد. این مطالعه به منظور ارزیابی روابط ژنتیکی تعدادی از گونه ها و ارقام جنس پسته با استفاده از نشانگر مولکولی SCoT و بررسی سودمندی این نشانگر در تمایز ژنوتیپ های این جنس انجام شد. مواد و روش ها: مواد گیاهی این مطالعه شامل 29 ژنوتیپ از گونه های اهلی و وحشی جنس پسته است. 25 آغازگر از نشانگر SCoT جهت ارزیابی روابط ژنتیکی مورد استفاده قرار گرفت. DNA ژنومی از نمونه های برگی با استفاده از روش CTAB با اندکی تغییر استخراج گردید. کمیت و کیفیت DNA استخراج شده به وسیله اسپکتروفتومتر و الکتروفورز ژل آگاروز تعیین گردید. تجزیه خوشه ای بر اساس ماتریس تشابه ژاکارد و الگوریتم اتصال کامل و تجزیه به مولفه های هماهنگ اصلی، با استفاده از نرم افزار 2. 02e NTSYSpc انجام شدند. نتایج: در مجموع 449 قطعه DNA توسط آغازگرها تکثیر گردید که 433 باند (43/96 درصد) چندشکل بودند. متوسط تعداد قطعات تکثیری برای هر آغازگر 96/17 باند با میانگین 32/17 باند چندشکل در هر آغازگر بود. تعدادی نشانگر اختصاصی گونه نیز در بعضی ژنوتیپ ها آشکار گردید. مقادیر میانگین محتوای اطلاعات چندشکلی از 18/0 تا 38/0 متغیر بود. همچنین مقادیر شاخص نشانگری در محدوده 56/0 تا 36/4 قرار داشت. دامنه ضرایب تشابه ژنو تیپ ها بین 25 تا 68 درصد متغیر بود. تجزیه خوشه ای، ژنوتیپ های پسته را به دو شاخه اصلی شامل گونه ورا (اهلی) و گونه های وحشی تقسیم نمود. تجزیه به مولفه های هماهنگ اصلی، گونه ورا را از گونه های وحشی تفکیک و نتایج تجزیه خوشه ای را تایید نمود. نتیجه گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که نشانگر مولکولی SCoT چندشکلی بالایی را در بین گونه ها و ارقام پسته آشکار و ژنوتیپ های موردمطالعه را از یکدیگر متمایز ساخت. بنابراین، نشانگر SCoT ابزاری سودمند جهت مطالعه روابط فیلوژنتیک در جنس پسته است.

هدف: فناوری نانو به عنوان یک روش امیدوارکننده برای پرداختن به مسایل کشاورزی پایدار، می تواند موجب افزایش کارآیی تکثیر در کشت بافت خرما گردد. هدف این مطالعه تهیه نانوذرات کربنی و و ارزیابی کارایی استفاده ی آن ها در محیط کشت MS و اثر آن ها در بهبود و افزایش کالوس زایی خرما می باشد. مواد و روش ها: جهت تکثیر کالوس های تشکیل شده از ریز نمونه های مریستمی خرمای مجول سه آزمایش مجزا با غلظت های مختلف تنظیم کننده های رشد NAA، 2ip، BAP و همچنین غلظت های مختلف نانوذرات کربنی (CNP) با 5 تکرار بر تکثیر کالوس های خرمای رقم مجول انجام گردید. کالوس های تهیه شده در محیط کشت MS در آزمایش اول به چهار محیط کشت با تیمار های مختلف هورمونی از NAA و 2ip و در آزمایش دوم به چهار محیط کشت با تیمار های مختلف هورمونی از NAA و BAP انتقال داده شدند. در آزمایش سوم پس از تعیین بهترین تیمارهای هورمونی از آزمایش اول و دوم، سنتز نانو ذره کربنی از گرافیت انجام شد و مجدد کالوس های تشکیل شده از ریز نمونه های مریستمی خرما در محیط کشت های برتر همراه با غلظت های مختلف نانوذرات (0، 10، 20، 30، 40، 50 میلی گرم در لیتر) قرار گرفتند. نتایج: بر اساس نتایج آزمایش اول تیمارهای 10 میلی گرم در لیتر NAA + 30 میلی گرم در لیتر 2ip و 1/0 میلی گرم در لیتر NAA + 05/0 میلی گرم در لیتر 2ip به عنوان تیمارهای برتر تکثیر کالوس انتخاب گردیدند. در آزمایش دوم مشخص گردید که میان تیمارهای اعمال شده 10 میلی گرم در لیتر NAA + 30 میلی گرم در لیتر BAP و تیمار 10 میلی گرم در لیتر NAA + 10 میلی گرم در لیتر BAP با دیگر تیمارهای دارای غلظت های مختلف BAP، از نظر آماری اختلاف معنی داری وجود ندارد. نتایج آزمایش سوم نشان داد که استفاده از تیمار 10 میلی گرم در لیتر NAA + 30 میلی گرم در لیتر BAP+ 30 میلی گرم در لیتر CNP می تواند تولید کالوس هایی با بیشترین وزن را در پی داشته باشد. نتیجه گیری: با توجه به اثر مثبت نانوذرات کربنی در افزایش وزن کالوس ها، تیمار 10 میلی گرم در لیتر NAA + 30 میلی گرم در لیتر BAP+ 30 میلی گرم در لیتر CNP مناسب ترین گزینه برای تکثیر کالوس خرمای رقم مجول محسوب می شود.

هدف: انجیر (Ficus carica) یک درخت خزان کننده می باشد که در مناطق خشک و نیمه خشک کشت می شود. انجیر به عنوان یک محصول مهم، در چند دهه اخیر به دلیل بروز تنش های زنده و غیرزنده دچار فرسایش ژنتیکی شده است. هدف از این تحقیق تعیین تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های موجود در استهبان با استفاده از صفات ریخت شناسی و نشانگر مولکولی Start Codon Targeted (SCoT) است. مواد و روش ها: در این پژوهش، تعداد 16 ژنوتیپ انجیر در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار از لحاظ صفات ریخت شناسی آن ها ارزیابی گردیدند. همچنین DNA ژنومی آن ها از برگ استخراج گردید و تنوع ژنوتیپی ژنوتیپ ها بر اساس 10 آغازگر SCoT بررسی شد. نتایج: تجزیه واریانس تفاوت معنی داری بین صفات نشان داد و همچنین تجزیه خوشه ای بر اساس صفات ریخت شناسی، ژنوتیپ ها را در پنج گروه قرار داد. هشت آغازگر در مجموع تعداد 50 نوار چندشکل تکثیر کردند و SCoT12 و SCoT11 به ترتیب با 13 و 9 نوار چندشکل، بیشترین نوار رو تولید کردند. محتوای اطلاعات چندشکل (PIC) برای نشانگر SCoT بین 3423/0 تا 3791/0 با میانگین 3595/0 متغیر بود. تجزیه خوشه ای به روش جفت گروه بدون وزن با میانگین حسابی و معیار شباهت گاور بر اساس داده های SCoT، 16 ژنوتیپ انجیر را در چهار گروه قرار دادند. گروه بندی بر اساس روش بیزی ژنوتیپ ها را در نه گروه قرار داد اگرچه ژنوتیپ ها تمایز نداشتند و مخلوطی از هر نه گروه بودند. نتیجه گیری: نتایج حاکی از آن است که کاربرد نشانگر SCoT دارای مزیت بالایی بوده و نقش بسزایی در تفکیک و تمایز ژنوتیپ های انجیر دارد نشانگر مولکولی SCoT و صفات ریخت شناسی تنوع بالایی را میان ژنوتیپ ها نشان داده اند. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان دهنده وجود تنوع ژنتیکی بالا در خزانه ژنتیکی ارقام انجیر استهبان هست که با حفاظت از این منبع غنی می توان از آن ها در اجرای برنامه های به نژادی بهره برد.

هدف: برنج در بین گیاهان زراعی از حساسیت بالایی به شوری برخوردار است. حساسیت برنج در مرحله گیاهچه ای و فاز زایشی موجب آسیب به فرایندهای حیاتی گیاه و در نهایت کاهش عملکرد می شود. در محیط های شور سمیت یونی به واسطه جذب یون سدیم افزایش می یابد. ارقام متحمل با کاهش نسبت سدیم به پتاسیم در اندام های فتوستنزی با شوری مقابله می کنند. کنترل ورود و خروج یون ها در سلول های گیاهی توسط کانال ها و ناقل های یونی انجام می شود. شناسایی و ارزیابی الگوی بیان ژن های کنترل کننده این ناقل ها در زمان ها و اندام های مختلف از اهداف این تحقیق بود. مواد و روش ها: در این مطالعه از دو ژنوتیپ برنج متحمل CSR28 و حساس IR28 استفاده شد. گیاهچه های کاشت شده در محیط کشت هیدروپونیک در معرض تیمار شوری 150 میلی مولار قرار گرفتند و نمونه برداری از ریشه و اندام هوایی در زمان های 6 و 54 ساعت پس از تیمار انجام شد. پس از استخراج RNA، ساخت کتابخانه و تجزیه و تحلیل RNA-seq انجام شد و ژن های با بیان افتراقی شناسایی شدند. از تجزیه مسیر MapMan برای شناسایی ژن های کنترل کننده ناقل های یونی استفاده شد. نتایج: از مقایسه دو ژنوتیپ در شرایط اختصاصی تنش شوری، 47 ژن با بیان بالا که کنترل کننده ناقل های یونی بودند شناسایی شدند که برخی دارای بیان اختصاصی در ژنوتیپ یا اندام خاص بودند. ژن های OsTPC1 و OsSOS3 که به ترتیب در ورود یون کلسیم به سلول و گیرنده کلسیم نقش دارند در ریشه ژنوتیپ متحمل در زمان 54 ساعت بیان بیشتری نسبت به ژنوتیپ حساس نشان دادند. همچنین بیان بالای ژن های مهمی نظیر OsSOS1 و OsNHX1 در ژنوتیپ متحمل بیانگر کاهش تجمع یون سدیم نسبت به ژنوتیپ حساس بود. دیگر ژن های درگیر در هومیوستازی یونی نظیر OsHKT1 در اندام ریشه و زمان 54 ساعت در ژنوتیپ متحمل بیان بیشتری داشت. نتیجه گیری: به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که فعل و انفعلات مولکولی رخ داده در ریشه در شرایط طولانی مدت تنش شوری موجب تفاوت در تحمل به شوری از طریق تفاوت در هومیوستازی یونی شده است. همچنین نتایج این تحقیق بیانگر نقش مسیر پیام رسانی مربوط به یون کلسیم در القای تحمل به شوری ژنوتیپ متحمل CSR28 بود. از بیان اختصاصی برخی از این ژن ها در ژنوتیپ یا اندام خاص می توان به عنوان نشانگر زیستی در برنامه های گزینش ژنوتیپ های برنج متحمل به شوری استفاده کرد.

هدف: گیاه زنیان (Trachyspermum copticum) یکی از گونه های دارویی است که برای درمان مشکلات معده و برخی بیماری های دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. این مطالعه با هدف شناسایی نشانگرهای ISSR مرتبط با صفات زراعی-ریخت شناختی در توده های زنیان جمع آوری شده از مناطق مختلف کشور با استفاده از تجزیه ارتباطی انجام گرفته است. مواد و روش ها: در این بررسی، ویژگی های ریخت شناختی 40 ژنوتیپ زنیان از 10 توده مختلف در شرایط گلخانه ای ارزیابی شدند. در آزمایش مولکولی، نمونه های برگی در مرحله چهار برگی از ژنوتیپ های مورد نظر برداشته شده و پس از استخراج DNA انگشت نگاری با نشانگرهای ISSR انجام شد. نتایج: آماره های توصیفی بیانگر وجود تنوع ژنتیکی در ژرم پلاسم زنیان مورد مطالعه از نظر ویژگی های مرفولوژیکی بوده؛ بیشترین و کمترین ضریب تغییرات فنوتیپی به ترتیب برای صفات تعداد بذرهای تشکیل شده و تعداد گل در هر چتر فرعی بدست آمد. نتایج انگشت نگاری DNA با استفاده از 12 آغازگر ISSR، موجب تکثیر 153 مکان ژنی گردید که 93 عدد از آنها چندشکل و مابقی تک شکل بودند. در تجزیه ساختار جمعیت زنیان مورد مطالعه با استفاده از داده های ISSR در نرم افزار Structure دو زیرجمعیت شناسایی شد. با استفاده از تجزیه ارتباطی نشانگرهای با ارتباط معنی دار برای صفات عملکرد زیستی، وزن خشک اندام هوایی، شاخص برداشت، تعداد شاخه های جانبی، تعداد بذر تشکیل شده، وزن صد دانه، طول متوسط میانگره، چتر فرعی در هر گل، قطر ساقه و عملکرد تک بوته، تعداد چتر، تعداد برگ، تعداد گل در یک گل آذین و طول برگ شناسایی شد. در این تحقیق، جایگاه های نشانگری UBC807-2، UBC812-10، UBC818-8، UBC840-5، UBC848-4، UBC857-11 و UBC857-6 بطور همزمان برای بیش از یک صفت شناسایی شدند و بدین ترتیب می توانند در برنامه های به نژادی گیاه دارویی زنیان به منظور گزینش همزمان چند صفت مورد استفاده قرار گیرند. نتیجه گیری: در این تحقیق نشانگرهای UBC807-2 UBC812-10 UBC857-11 UBC848-4 UBC840-5 UBC818-8 UBC857-11 بطور همزمان بیش از یک صفت را کنترل می نمودند و می توانند بطور موثری در برنامه های به نژادی زنیان از طریق گزینش مورد استفاده قرار بگیرند.

هدف: رشد و عملکرد گیاه به طور چشمگیری تحت تاثیر تنش های غیر زیستی مانند خشکی و شوری قرار می گیرد. گیاهان برای انطباق و تحمل تنش شوری و خشکی که ممکن است بقای آن ها را در طول چرخه زندگی آن ها تهدید کند، راهکارهایی را بکار می برند که یکی از آن ها تنظیمات پس از رونویسی باواسطه miRNAاست. مواد و روش ها: بدین منظور در تحقیق حاضر، برای بررسی این پدیده در گیاه کلزا ابتدا با بررسی منابع miRNAهایی که در طی تنش های شوری و خشکی بیان معنی داری از خود نشان داده بودند انتخاب شدند. به منظور بررسی و مقایسه روابط تکاملی و حفاظت شدگی MicroRNA موثر در تنش خشکی و شوری در سه گونه Brassica napus، Brassica rapa و Brassica oleracea درخت فیلوژنتیکی برای آن ها رسم شد. به کمک نرم افزار آنلاین psRNATarget شناسایی ژن های هدف برای miRNAهای انتخاب شده صورت گرفت. دسته بندی و بررسی هستی شناسی ژن های هدف انجام شد. به منظور انجام تفسیر و تحلیل جامعی از روابط بین ژن های هدف، شبکه میانکش پروتیین ها ترسیم شد. در پژوهش حاضر 225 ژن هدف برای miRNA ها شناسایی شد. نتایج: پس از بررسی شبکه میانکش پروتیین ها مشخص شد که بیشترین تعاملات بین زیر واحدهای ریبوزومی، پروتیازومی و سیستم یوبیکوییتین-پروتیازوم وجود داشت. این نتیجه گویای این است که، تنش خشکی و شوری منجر به فعال شدن سیستم ها و مسیرهای مختلف بیولوژیکی و تغییر در بیان ژن ها همراه با فعال شدن ماشین پروتیین سازی و تغییر در محتوای پروتیینی می شود و گیاه از طریق فعال کردن تنظیم ژن پس از رونویسی و تغییرات پس از ترجمه، فراوانی، فعالیت ها، تقسیم بندی درون سلولی و انتقال پروتیین های تنظیم کننده درگیر در فرآیندهای مختلف رشد و همچنین پاسخ دهی به تنش را تنظیم می کند. نتیجه گیری: نتایج این بررسی دید وسیع تری در ارتباط با تنش ها و اثر آن بر مسیرهای درگیر در فرآیندهای سلولی خواهد شد و ابعاد گسترده پاسخ به تنش ها را آشکار خواهد کرد.

هدف: با وجود اینکه آبزی پروری سریع ترین بخش از نظر تولید پروتیین حیوانی در جهان می باشد، برنامه های اصلاح نژاد در آبزیان نسبت به دام ها و گیاهان با تاخیر همراه بوده اند. برنامه های بهبود ژنتیکی آبزیان به طور عمده مبتنی بر استفاده از اطلاعات فنوتیپی و شجره ای افراد بر اساس اصول ژنتیک کمی بوده است. با این حال در سال های اخیر، روش های مبتنی بر اطلاعات ژنومی مانند انتخاب به کمک نشانگر (MAS) و انتخاب ژنومی (GS) به منظور بهبود صفات اقتصادی در برخی از گونه های آبزی مورد استفاده قرار گرفته اند. هدف مقاله حاضر بررسی اصول و مبانی اصلاح نژاد در آبزیان از انتخاب فنوتیپی تا انتخاب ژنومی، مزایا و محدودیت های آن ها و پیشرفت های تحقیقاتی اخیر در گونه های مختلف آبزی می باشد. نتایج: انتخاب ژنومی در آبزیان از طریق افزایش صحت انتخاب، کاهش فاصله نسل، کاهش میزان همخونی، کنترل بهتر اثرات متقابل ژنتیک و محیط و انتخاب حیوانات با حساسیت کمتر به تغییرات محیطی موجب افزایش پیشرفت ژنتیکی می گردد. انتخاب ژنومی به ویژه برای انتخاب صفاتی که اندازه گیری آن ها دشوار است یا وراثت پذیری پایینی دارند برای مثال مقاومت به بیماری، مصرف خوراک، صفات تولیدمثلی و کیفیت گوشت مناسب است. اندازه جمعیت مرجع، تراکم نشانگر، طرح جفتگیری، تعداد و اندازه خانواده ها و تعداد نسل از عوامل موثر در صحت انتخاب ژنومی در آبزیان می باشند. پیشرفت های مداوم در زمینه فناوری های مقرون به صرفه تعیین ژنوتیپ به ویژه تعیین ژنوتیپ توسط توالی یابی (GBS) و علم بیوانفورماتیک، کاربرد سریع تر انتخاب ژنومی در آبزی پروری را تسهیل خواهد کرد. نتیجه گیری: اگرچه انتخاب ژنومی در سال های اخیر برای حدود 20 گونه ی آبزی مورد استفاده قرار گرفته و فرصت هایی را برای افزایش پیشرفت ژنتیکی فراهم کرده است اما باید مزایای این روش در برنامه های تجاری و اقتصادی اصلاح نژاد آبزیان مورد ارزیابی قرار گیرد. انتظار می رود که انتخاب ژنومی در آینده به طور گسترده در اصلاح نژاد آبزیان مورد استفاده قرار گیرد و مسیر را برای توسعه پایدار این صنعت هموار سازد.

هدف: آلودگی پسته به قارچ Aspergillus و آفلاتوکسین یکی از مهمترین مشکلات در تولید و صادرات این محصول با ارزش، می باشد. این پژوهش با هدف شناسایی دو گونه Aspergillus flavus و A. parasiticus، تعیین فراوانی جدایه های توکسین زا و غیرتوکسین زای این دو گونه و جمعیت Aspergillus flavus clade در خاک، میوه های سالم و ترک خورده رقم اوحدی، در شش تیمار آخرین آبیاری قبل از برداشت (5، 10، 15، 20، 25 و 30 روز) اجرا گردید. مواد و روش ها: جداسازی قارچ های Aspergillus flavus clade از خاک، میوه های سالم و ترک خورده با روش تهیه سوسپانسیون و سری های رقت، روی محیط کشت DRBC انجام شد. شناسایی دو گونه Aspergillus flavus وA. parasiticus با استفاده از ویژگی های ماکرومورفولوژیکی و مولکولی (پرایمر کالمودولین) و تشخیص و غربالگری جدایه های توکسین زا با استفاده از دو روش محیط کشت نارگیل-آگار (Coconut agar medium=CAM) و کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) انجام شد. آزمایش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با چهار تکرار در طی سال های 1392 تا 1394 اجرا گردید. نتایج: از مجموع 233 جدایه Aspergillus flavus clade جمع آوری شده، به ترتیب 221 و 12 جدایه متعلق به دو گونه Aspergillus flavus و A. parasiticus بودند. در میوه های ترک خورده، سالم و خاک فراوانی جدایه های توکسین زایA. flavus به ترتیب 5/86، 5/87، 7/88 درصد و جدایه های توکسین زای A. parasiticus، 80، 75، 100 درصد بود. بر اساس نتایج تجریه مرکب، تیمارهای آخرین آبیاری 30 و 25 روز قبل از برداشت (تیمارهای با کمترین رطوبت خاک) کمترین و تیمارهای آخرین آبیاری 10 و 5 روز قبل از برداشت (تیمارهای با بیشترین رطوبت خاک) بیشترین جمعیت Aspergillus flavus clade را در خاک، میوه های سالم و ترک خورده نشان دادند. استفاده از کود دامی جمعیت Aspergillus flavus clade را به طور معنی داری افزایش داد به طوری که این افزایش در میوه های ترک خورده، سالم و خاک در سال 1393 به ترتیب 66، 83 و 114 درصد بود. نتیجه گیری: نتایج تحقیق حاضر نشان داد که کاهش فاصله آخرین آبیاری با زمان برداشت میوه (بالا بودن درصد رطوبت خاک سطحی باغ) و استفاده از کود دامی می تواند موجب افزایش جمعیت Aspergillus flavus clade در خاک، میوه های سالم و ترک خورده پسته گردد. با توجه به اینکه افزایش جمعیت قارچی همراه با فراوانی جدایه های توکسین زای دو گونه Aspergillus flavus و A. parasiticus می باشد با تنظیم دور آبیاری، به طوری که آخرین آبیاری 25 تا 30 روز قبل از برداشت میوه باشد، می توان آلودگی میوه های پسته به Aspergillus و تولید آفلاتوکسین را کاهش داد.

هدف: شوری یکی از مهمترین تنش هایی است که عملکرد اکثر گیاهان را در سراسر جهان کاهش می دهد. گیاهان از مکانیزم های مختلفی در پاسخ به تنش های زیست محیطی استفاده می کنند. از کیتوزان و الیگومرهای آن در گیاهان برای ایجاد مقاومت در برابر تنشهای غیر زیستی مانند شوری استفاده می شود. در این مطالعه تاثیر کیتوزان و شوری بر بیان ژن و فعالیت آنزیم p5cs و میزان پرولین در گیاه کلزا بررسی شده است. مواد و روش ها: بدین منظور گیاهان کلزا تحت تیمار های شوری (0، 50، 100 و 150 میلی مولار)، سطوح کیتوزان (0، 5 و 10 میلی گرم در لیتر) در آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار انجام شده و جهت ارزیابی بیان ژن و فعالیت آنزیم p5cs و میزان پرولین مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج: با افزایش شوری میزان بیان ژن دلتا-1 پرولین-5 کربوکسیلات سنتتاز (P5CS)، فعالیت آنزیم و محتوای پرولین افزایش یافته است. در تیمار توام شوری 100 میلی مولار با کیتوزان 10 میلی گرم در لیتر، بیان ژن، فعالیت و میزان پرولین در گیاه کلزا دارای بیشترین میزان بود. استفاده از کیتوزان در محیط حاوی نمک در مقایسه با تیمارهای شوری هم غلظت، باعث شده تا ژن P5CS بیشتر بیان شده، فعالیت آنزیم مربوطه افزایش یافته و به دنبال آن پرولین بیشتری سنتز گردد. بنابراین همبستگی مثبتی بین بیان ژن، فعالیت آنزیم و میزان پرولین تولید شده وجود دارد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج می توان بیان کرد که کیتوزان با غلظت 10میلی گرم در لیتر در شرایط شوری با افزایش بیان ژن و فعالیت آنزیم دلتا-1 پرولین-5 کربوکسیلات سنتتاز (P5CS)، پرولین تولید کرده که باعث افزایش مقاومت گیاه به تنش می گردد.

هدف: حفاظت از تنوع ژنتیکی حیوانات بومی، امر بسیار مهمی است. برای استفاده پایدار از منابع ژنتیکی، باید ابتدا به مطالعه ساختار ژنتیکی جمعیت ها پرداخت. اهداف اصلی این پژوهش، شناسایی ساختار جمعیتی اسب های نژاد ترکمن و دره شوری با استفاده از نشانگرهای متراکم SNP و مقایسه کارایی روش های PCA، DAPC و SPC در خوشه بندی این جمعیت ها بود. مواد و روش ها: برای این منظور، 67 راس اسب از نژاد ترکمن و 39 راس اسب از نژاد دره شوری با استفاده از تراشه k70 شرکت ایلومینا (Illumina EquineSNP70 BeadChip) تعیین ژنوتیپ شدند. پس از اعمال مراحل کنترل کیفیت، پنج راس اسب ترکمن و یک راس اسب دره شوری حذف شدند. سپس با استفاده از سه روش تجزیه و تحلیل مولفه های اصلی (PCA)، تجزیه و تحلیل تفکیکی مولفه های اصلی (DAPC) و خوشه بندی فوق پارامغناطیسی (SPC) شناسایی ساختار جمعیت ها انجام شد. این روش ها به مفروضات پیشین وابسته نیستند و در نتیجه، تجزیه و تحلیل مجموعه داده های ژنومی بسیار حجیم را بدون دانش قبلی درباره انساب افراد، امکان پذیر می کنند. همچنین این روش ها بسیار سریع و کارآمد هستند. نتایج: در این پژوهش، کارایی سه روش خوشه بندی یادشده در تشخیص ساختارهای جمعیتی مقایسه شد. هر سه روش در تفکیک دو نژاد موفق بودند و نژادهای ترکمن و دره شوری در گروه های مجزای ژنتیکی قرار گرفتند؛ با این تفاوت که روش DAPC صرفا دو جمعیت اصلی را از هم تفکیک کرد اما روش های PCA و SPC زیرجمعیت های متعددی را نیز در هر نژاد شناسایی کردند. نتایج این پژوهش نشان داد روش SPC برای مطالعه ساختار جمعیت نژادهای بومی با اطلاعات ناشناخته، می تواند مفیدتر از سایر روش های مورد بررسی باشد. بنابراین، با استفاده از این روش می توان برنامه مناسبی برای حفظ و استفاده از منابع ژنتیکی طراحی کرد. نتیجه گیری: روش های PCA، DAPC و SPC توانستند ساختار ژنتیکی نژادهای ترکمن و دره شوری را با موفقیت شناسایی کنند و به طور کلی می توان گفت اطلاعات به دست آمده از نشانگرهای متراکم SNP می تواند ابزار قدرتمندی برای شناسایی ساختار جمعیتی نژادهای بومی باشد.

هدف: درک مکانیسم های مولکولی پاسخ به تنش از جمله تنش خشکی می تواند به طور قابل توجهی علم اصلاح مولکولی گیاهان را ارتقا بخشد. مطالعات ترنسکریپتومی می تواند حجم زیادی از اطلاعات را در دسترس محققان قرار دهد. ادغام چنین اطلاعاتی از منابع مختلف از طریق روش های آماری پیشرفته مانند فراتحلیل فرصت جدیدی برای غلبه بر پیچیدگی بیولوژیکی، شناسایی ژن های با بیان متفاوت (DEGs) و کسب نتایج قابل اعتمادتر، فراهم می آورد. مطالعه حاضر با هدف شناسایی DEGها در پاسخ به تنش خشکی با استفاده از داده های ترنسکریپتومی از طریق فراتحلیل داده های RNA-seq انجام شد. مواد و روش ها: داده های RNA-seq از پایگاه داده EMBL-EBI دانلود شد و پس از پیش پردازش، نقشه یابی خوانش های با کیفیت بر روی ژنوم مرجع برنج با نرم افزار STAR صورت گرفت. تغییرات بیان ژن ها با استفاده از پکیج edgeR به صورت جداگانه برای هر مجموعه داده بررسی و سپس از خروجی حاصله برای فراتحلیل با استفاده از پکیج metaRNAseq استفاده شد. ژن های با بیان متفاوت و معنادار در پاسخ به تنش، از نظر عمکرد زیستی، مسیرهای زیستی درگیر و برهم کنش پروتیینی بررسی شد و در نهایت ژن های کلیدی در پاسخ به تنش خشکی تعیین گردید. نتایج: مطابق نتایج فراتحلیل 6607 ژن با متوسط بیان log2FC≥, |1| و FDR≤, 0. 05 شناسایی شد که به ترتیب 3313 و 3294 از آن ها تحت تنش، بیانشان افزایش و کاهش یافته است. از این تعداد 162 ژن درآنالیز های انفرادی به عنوان DEG تعیین نشده بودند و تنها از طریق فراتحلیل شناسایی شدند، که این امر نشان دهنده قدرت آماری این روش در شناسایی ژن های جدید است. نتایج بررسی عملکردی DEGها نشان دهنده القای مسیرهای متابولیکی مختلف از جمله بیوسنتز متابولیت های ثانویه و اسیدهای آمینه، متابولیسم کربوهیدرات ها و مسیر انتقال پیام فیتوهورمون ها تحت تنش است. بررسی برهم کنش پروتیینی و شناسایی ژن های کلیدی نیز حاکی از نقش آن ها در پاسخ به تنش، فعالیت اکسیدوردوکتازی و متابولیسم اسید آمینه بود. نتیجه گیری: این مطالعه می تواند درک ما را از مکانیسم های مولکولی پاسخ برنج به تنش خشکی افزایش دهد و همچنین در شناسایی ژن های کلیدی و جدید، حتی به عنوان نشانگرهای مولکولی در راستای بهبود تحمل به تنش خشکی در برنامه های اصلاحی برنج مفید باشد.

هدف: جوانه زدن بذر فرآیند مهمی است که شروع چرخه زندگی گیاه بذر را تعیین می کند. با این حال، مکانیسم مولکولی جوانه زنی بذر در جو نامشخص است. برای درک مکانیسم مولکولی جوانه زنی بذر در جو، از آنالیز WGCNA برای شناسایی هاب و ژن های پاسخگو و آشکارسازی بیان ژن ها در جوانه زنی بذر استفاده شد. WGCNA، ابزار ارزشمندی برای مطالعه همبستگی بین ژن ها، شناسایی ماژول های با همبستگی بالا و شناسایی ژن های Hub در ماژول های مختلف است. مواد و روش ها: داده های خام ریزآرایه مربوط به مرحله جوانه زنی از پایگاه داده ریزآرایه GEO برای 0 ساعت، 3 ساعت، 9 ساعت، 18 ساعت، 33 ساعت و 71 ساعت پس از مرحله جوانه زنی به دست آمد. سپس از آنالیز شبکه هم بیان ژن وزنی (WGCNA) برای تشخیص ژن های شبکه هم بیان شده استفاده شد. در تحقیق حاضر، از رقم جو مهتاب برای نشان دادن الگوی بیان پس از 9 ساعت، 18 و 71 ساعت پس از مرحله جوانه زنی استفاده شد. تعداد کل 4137 ژن با بیان متفاوت (DEG) شناسایی شد که برخی از ژن ها بیان بیشتری را در مهتاب نشان دادند و سه ژن با qRT-PCR تایید شدند. نتایج: بیشتر اینDEG ها در فرآیندهای متابولیک، فرآیندهای سلولی، گلیکولیز و پاسخ به محرک نقش داشتند. ژن هاب در MEbrown پروتیین ابرخانواده آلفا/بتا هیدرولاز، ME ارغوانی پروتیین 4 حاوی دامنه U-box و MEdarkgrey فاکتور رونویسی حاوی دامنه B3 ABI3 بود که با بذرهای جوانه زده همبستگی مثبت داشت. نتایج یک پایگاه داده ریزآرایه و ژن های کاندید برای مطالعه بیشتر جو در مراحل جوانه زنی را نشان داد. علاوه بر این، DEG ها توسط WGCNA به سه ماژول تقسیم شدند. در این مطالعه، ماژول های ژنی مرتبط با جوانه زنی بذر در طول جوانه زنی بذر جو شناسایی شدند. فاکتور رونویسی و آلفا/بتا هیدرولاز نقش مهمی در مرحله جوانه زنی داشتند. همچنین، ماژول های ژنی و ژن های هاب در 9 ساعت، 18 و 71 ساعت پس از جوانه زنی شناسایی شدند. با توجه به کمبود اطلاعات در مورد نیازهای جوانه زنی بذر جو، این تحقیق به منظور بررسی مکانیسم های جوانه زنی بذر و همچنین ارزیابی ژن های هاب جهت بررسی مکانیسم مولکولی جوانه زنی بذر در جو انجام شد. نتیجه گیری: نتایج مطالعه حاضر بینش جدیدی را در مورد مکانیسم مولکولی زیربنایی جوانه زنی بذر جو ارایه می دهد. بر اساس تجزیه و تحلیل شبکه، فاکتورهای رونویسی و پروتیین های یوبیکوییتین در جوانه زنی نقش داشتند. بیشتر ژن های مربوط به هر ماژول مربوط به پروتیین های درگیر در متابولیسم کربوهیدرات، گلیکولیز و تجزیه پروتیین بودند. نتایج بیان ژن ما می تواند به عنوان نشانگر مولکولی در ارقام جو در طول جوانه زنی بذر عمل کند. این یافته ها می تواند برای انتخاب کمک مولکولی و اصلاح ژنوتیپ های جو سریع جوانه زن مناسب باشد.