پژوهش های سلولی و مولکولی
سال:1395 | دوره:29 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

از تکنیک جه شزایی فیزیکی و شیمیایی برای ایجاد تنوع ژنتیکی در بسیاری از گیاهان زراعی استفاده می شود و تعداد زیادی لاین های موتانت مفید از این طریق تولید شده است. در این مطالعه از موتاژن اتیل متان سولفونات (EMS) به منظور ایجاد تنوع ژنتیکی در برنج (رقم ندا) استفاده شد و نقش جهش زایی آن در بهبود تحمل به تنش خشکی بررسی شد. لاینهای موتانت نسل M2 در مرحله جوانه زنی و گیاهچه ای در شرایط تنش اسمزی با PEG (0.8 مگاپاسکال) ارزیابی شدند که منجر به جداسازی 9 لاین موتانت متحمل به خشکی گردید. این لاینها به همراه رقم مادری در مرحله گیاه کامل در شرایط مزرعه با اعمال آبیاری محدود نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند که بر اساس شاخص تحمل به تنش ( STI) دو لاین متحمل به خشکی به نامهای MT90 و MT149 شناسایی شدند. برای بررسی سطح تنوع ژنتیکی حاصل از تیمار جهش در لاینهای موتانت، از نشانگرهای ISSR استفاده شد که 69.4 درصد آنها چندشکلی بین رقم مادری و لاینهای موتانت را نشان دادند. تنوع ژنتیکی حاصل از جهش در ژنوتیپهای مورد مطالعه معادل 23.5 درصد برآورد شد و تجزیه خوشه ای با روش UPGMA آنها را به سه گروه عمده تفکیک کرد که گروههای حاوی لاینهای موتانت نسبت به گروه حاوی رقم مادری در شرایط تنش خشکی هم عملکرد بالاتر و هم شاخص تحمل به تنش بالاتری را نشان دادند. بر اساس نتایج، لاین MT149 به عنوان لاین متحمل به خشکی در هر دو مرحله گیاهچه ای و گیاه بالغ معرفی میشود. بنابراین میتوان نتیجه گیری کرد که جهش القایی EMS تاثیر مطلوبی در ایجاد لاینهای موتانت متحمل به خشکی داشته و از نشانگرهای ISSR تا حدودی میتوان برای جداسازی لاینهای موتانت متحمل به خشکی در جمعیتهای حاصل از جهش در برنج استفاده کرد.

TRR14، پروتئین کوچکی است که در کلروپلاست جای دارد. این پروتئین نخستین بار در غربالگری گیاهچه های آرابیدوپسیس مقاوم به ترهالوز (Trehalose Resistant) شناخته شده است. هدف از این تحقیق، بررسی فیزیولوژیکی و مولکولی گیاهان تراریخت شده با ژن TRR14 در مقایسه با گیاهچه های وحشی آرابیدوپسیس در تنش شوری است. به این منظور، بذر های گیاه وحشی آرابیدوپسیس و تراریخت شده با ژن TRR14 در محیط کشت MS حاوی غلظت های مختلف نمک (0، 75، 100 و 150 میلی مولار) کشت شدند. نتایج نشان داد که در تیمار شوری درصد جوانه زنی و فعالیت آنزیم ترهالاز در گیاهچه های تراریخت بالاتر از گیاهچه وحشی است. همچنین این نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نمک میزان آنتوسیانین در گیاهچه وحشی به طور قابل توجهی در مقایسه با گیاهچه تراریخت افزایش یافت. نتایج حاضر نشان داد که در تیمار 75 میلی مولار نمک، غلظت سدیم در گیاهچه وحشی به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. سنجش پتاسیم نیز نشان داد که میزان آن در گیاهچه وحشی رشد یافته بر روی محیط MS، تقریبا سه برابر گیاهچه تراریخت است. اما تیمار 75 میلی مولار نمک، سبب کاهش میزان پتاسیم در هر دو نوع گیاهچه ها شد. همچنین با افزایش میزان نمک شکل و اندازه سلول های اپیدرمی تغییر یافته و تعداد روزنه در واحد سطح در گیاهچه های وحشی افزایش یافت، در حالیکه این فاکتور در گیاهچه تراریخت تغییری نشان نداد. بررسی الگوی بیان ژن نیز نشان داد که تیمار شوری، سبب افزایش بیان ژن های ترهالاز و TRR14 شد.

آنتی بادی های مونوکلونال هترودایمرهای متشکل از چهار زنجیره پپتیدی، دو زنجیره سبک (L) یکسان و دو زنجیره سنگین (H) یکسان هستند. بیان همزمان مقدار برابر ژن های رمز کننده برای تولید پایدار و گردایش به صورت یک آنتی بادی کارکردی ضروری است. به منظور بیان هم زمان چندین ژن، سیستم های مختلفی از جمله وکتورهای مبتنی بر جایگاه میانی ورود ریبوزوم (IRES) توسعه یافته اند. در مطالعه حاضر، یک حامل دی سیسترونیک برای بیان هم زمان ژن های رمز کننده زنجیره های سنگین و سبک آنتی بادی ضد سرطان سینه) trastuzumab ®(Herceptin با استفاده از توالی IRES از فاکتور پروتئین شوک حرارتی-1 توتون Nicotiana tabacum (NtHSF1) ساخته شد. کارایی دستواره در توتون به روش آگرواینفیلتراسیون ارزیابی شد. بیان دی سیسترونیک تراژن ها در سطح رونوشت RNA با آنالیز RT-PCR نیمه کمی تشخیص داده شد. آنالیز وسترن بلات بیان کارآمد فرم تترامر trastuzumab را در بافت برگی توتون مورد تایید قرار داد و محتوی آنتی بادی 7 روز پس از اینفیلتراسیون 0.44 درصد پروتئین کل محلول برآورد شد. نتایج مطالعه حاضر نشان دهنده کارایی عناصر IRES گیاهی برای بیان دی سیسترونیک پروتئین های هترومولتی مر در گیاهان است.

به منظور بررسی تاثیر دگرآسیبی غلظت های مختلف عصاره های برگی گیاه اکالیپتوس (E. globulus) بر جوانه زنی و رشد گیاهچه بادمجان رقم محلی جهرم پژوهشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار انجام شد. تیمارها شامل 5 نوع عصاره آبی، متانولی، اتیل استاتی، استونی و بنزنی برگ اکالیپتوس و غلظت های مختلف هریک از این عصاره ها در 5 سطح 0، 1.25، 2.5، 5 و 10 گرم بر لیتر بودند. در پایان آزمایش صفات مربوط به جوانه زنی و رشد گیاهچه شامل درصد و سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه و ساقه چه، وزن تر و خشک گیاهچه ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اثر بازدارندگی با غلظت عصاره ها در ارتباط بود به طوریکه غلظت های بیشتر اثر بازدارندگی قویتری بر جوانه زنی و رشد گیاهچه های بادمجان داشتند. نتایج همچنین نشان داد در تمام موارد عصاره اتیل استاتی بیشترین تاثیر منفی را بر جوانه زنی و رشد گیاهچه های بادمجان داشت در حالیکه در عصاره آبی و پس از آن عصاره استونی بیشترین درصد و سرعت جوانه زنی و بیشترین رشد گیاهچه مشاهده شد.

تنش های غیر زیستی بازدهی گیاه پالایی را به عنوان فن آوری سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه در پالایش آلودگی ﻫﺎی خاک کاهش ﻣﻲ دهد. هدف از این تحقیق بررسی اثر تنش آلودگی نفتی و مسن خاک (10 درصد وزنی: غلظت کل هیدروکربن های نفتی) طی فرایند گیاه پالایی بر دو گونه گراس (جو دوسر وحشی و جو زراعی) بود. به علاوه اثر تلقیح ریزوباکتری ﻫﺎی تجزیه کننده نفت بر تحریک رشد و کاهش سمیت آلاینده های نفتی در خاک آلوده مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج آلودگی نفتی خاک در هر دو گیاه باعث کاهش شاخص ﻫﺎی رشد، رنگیزه ﻫﺎی فتوسنتزی و افزایش مقدار پراکسید هیدروژن (H2O2)، MDA (مالون ﺩﻯ آلدهید) و آنتی ﺍکسیدان ﻫﺎی آنزیمی (کاتالاز و پراکسیداز) و همچنین افزایش نسخه ﻫﺎی ژن ﻫﺎی NCDE و COR2 شد که بیانگر بروز تنش اکسیداتیو در اثر آلودگی نفتی، مشابه با دیگر تنش ﻫﺎی غیر زنده متداول بود. افزایش نسبت کلرفیل a/b و کاهش شدیدتر وزن خشک اندام هوایی در جو دوسر وحشی نسبت به جو زراعی نشان داد جو زراعی در برابر تنش آلودگی نفتی خاک متحمل تر بود. تلقیح باکتریایی باعث کاهش سمیت نفت خام و بهبود رشد گیاه به خصوص در جو دوسر وحشی گردید.

مالونونیتریل CH2 (CN)2، یک ترکیب دی نیتریلی با ساختار خطی است که در تولید علف کش ها، داروهای ضد سرطان و رنگ ها، مورد استفاده قرار می گیرد. در مطالعه حاضر، باکتری های هیدرولیز کننده مالونونیتریل با استفاده از محیط کشت MM1 (mineral salts medium) حاوی 1 درصد مالونونیتریل از نمونه فاضلاب جمع آوری شده و به دو روش بیوشیمیایی و مولکولی شناسایی شدند. برای این منظور ابتدا میزان هیدرولیز مالونونیتریل توسط سویه های جدا شده با روش رنگ سنجی تعیین شد. سویه ای که دارای بیشترین قدرت هیدرولیز کنندگی بود، انتخاب گردید و با استفاده از روشPCR  و پرایمرهای طراحی شده، ژن 16S rRNA آن تکثیر و تعیین توالی گردید. مقایسه توالی به دست آمده (KM229757) با سایر توالی های ثبت شده در بانک ژنی نشان داد سویه جداسازی شده (AKH25) مربوط به پانتوآ آگلومرانس از خانواده انتروباکتریاسه است. در مطالعه دیگر، منحنی رشد و میزان آمونیاک آزاد شده در حضور غلظت های مختلف مالونونیتریل رسم گردید. نتایج نشان داد این سویه، دارای بالاترین فعالیت تجزیه مالونونیتریل به میزان 1.48 و 3.33 میلی مولار آمونیاک تولیدی در حضور غلظت های 2 و 5 میلی مولار مالونونیتریل در 21 ساعت پس از انکوباسیون در فاز سکون منحنی رشد بود. بر اساس این تحقیق، سویه ایرانی پانتوآ آگلومرانسAKH25  می تواند کاندید مناسبی برای حذف مالونونیتریل از محیط های آلوده مورد استفاده قرار گیرد.

ترانسفرزوم ها وزیکول های بسیار تغییر شکل پذیری هستند که به دلیل خصوصیات الاستومکانیکی فوق العاده خود قادرند از منافذی بسیار کوچک تر از اندازه خودشان عبور کرده و نقش دارورسانی به پوست را ایفا نمایند. در این مطالعه ترانسفرزوم های حاوی هورمون رشد با استفاده از دو فرمول متشکل از فسفولیپید و سدیم داکسی کولات (f1) و سدیم لوریل سولفات (f2) به عنوان سورفاکتانت ساخته شدند. روش های مختلفی برای به دست آوردن ترانسفرزوم با اندازه مشخص وجود دارد. یکی از این روش ها استفاده از تکنیک سونیکاسیون برای تنظیم ابعاد آنهاست. در این تحقیق ترانسفرزوم های حاوی هورمون رشد مورد بررسی قرار گرفته و در راستای تغییر ابعاد، ترانسفرزوم ها تحت تاثیر سونیکاسیون به روش حمام و پروب قرارداده شدند. در هر دو حالت در سه دوره زمانی ابعاد ذرات، پراکندگی ذرات، پتانسیل زتا و فعالیت زیستی هورمون رشد موجود در ترانسفرزوم ها اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که در کلیه زمان های مورد بررسی فعالیت هورمون رشد در سونیکاسیون پروب در هر دو ترانسفرزوم نسبت به سونیکاسیون حمام کاهش بیشتری نشان می دهد لذا، اندازه وزیکول ها و پتانسیل زتا در آزمایش انجام شده توسط سونیکاسیون پروب تعیین شد. میانگین سایز ذرات در وزیکول های f1 از242.6 تا 190.6 و در وزیکول های f2 از 159.6 تا 37.81 است. پتانسیل زتا در ترانسفرزوم f1 منفی تر از f2 می باشد.

به منظور رد یابی مکان های ژنی کنترل کننده صفات (QTLs) مورفولوژیک ریشه و اندام هوایی، تعداد 96 لاین نسل هشتم تلاقی عنبر بو × سپیدرود از تلاقی بین دو رقم سپیدرود و عنبربو در مزرعه تحقیقاتی واقع در شهرستان علی آباد در سال زراعی 1390 کشت شدند. صفات مورد بررسی شامل میانگین طول ریشه ها، مجموع طول ریشه ها، تعداد ریشه های کمتر از 5 سانتی متر، تعداد ریشه های بین 7-6 سانتی متر، تعداد ریشه های بین 20-8 سانتی متر، تعداد ریشه های بیشتر از 30 سانتی متر، تعداد کل ریشه، ارتفاع گیاه، وزن تر ریشه، وزن خشک ریشه، حجم ریشه، وزن خوشه ها، تعداد خوشه ها، وزن کاه، طول خوشه، تعداد دانه پر در خوشه و تعداد خوشه چه اولیه در خوشه بودند. نقشه پیوستگی با استفاده از 124 نشانگر ریزماهواره و 264 نشانگر AFLP در طی سال های 1390 تا 1392 در آزمایشگاه ژنتیک و اصلاح نباتات دانشگاه گنبد کاووس تشکیل شد که 1950.4 سانتی مورگان از ژنوم برنج را پوشش داد. در این مطالعه مناطقی از کروموزوم 1، 4 و 6 بترتیب در فواصل نشانگری E100-M140-7-RM3520،E060-M160-3-RM1359 و RM276-E120-M160-3 شناسایی شد که چندین صفت را در شرایط نرمال تحت کنترل داشتند. نتایج نشان داد که QTLهای کنترل کننده وزن خشک، وزن تر و تعداد ریشه روی کروموزوم 7 با همدیگر همپوشانی دارند. QTL های حجم ریشه(qRVN-4b و qRVN-4a ،qRVN-2a)  و تعداد ریشه (qRNN-4) با توجیه بیش از 20 درصد از تنوع فنوتیپی صفات، بزرگ اثر تشخیص داده شدند. از QTL های بزرگ اثر ردیابی شده در این مطالعه پس از تعیین اعتبار می توان در برنامه های اصلاحی انتخاب به کمک نشانگر استفاده نمود.

پپلی گالاکتورونازها (GH28)، عمدتا در گیاهان سبب هیدرولیز سوبسترای پکتینی می شوند. پلی گالاکتورونازها به طور گسترده در گیاهان عالی و میکروارگانیسم ها موجود می باشند. استخراج پلی گالاکتوروناز از منابع قارچی، به علت بازدهی بالای تولید، کاربرد فراوان دارد. در این پژوهش، قارچ M. phaseolina، عامل بیماری پوسیدگی ذغالی، برای تولید پلی گالاکتوروناز در محیط تولید آنزیم کشت و عصاره قارچی جدا گردید. بیشترین فعالیت پلی گالاکتورونازی محلول آنزیمی، در دمای 60 درجه سانتی گراد بود. این آنزیم از پایداری دمایی و اسیدیته بالایی برخوردار است به طوریکه، نیمه عمرحرارتی آن در دمای 50 و 70 درجه سانتی گراد به ترتیب حدود 627 و 345 دقیقه و میزان تغییرات انرژی آزاد غیر فعال سازی حرارتی آنزیم در دمای 70 درجه سانتی گراد تقریبا معادل 114 کیلو ژول بر مول بود که حاکی از پتانسیل بالای این آنزیم جهت کاربرد در صنایع می باشد. این آنزیم از پایداری بسیار بالایی در شرایط بسیار اسیدی و قلیایی برخوردار است. بررسی و مقایسه خصوصیات بیوشیمیایی پلی گالاکتورونازهای منابع مختلف قارچی با استفاده از برنامه ProtParam نیز پلی گالاکتورونازهای M. phaseolina را در گروه پایدارترین پلی گالاکتورونازهای قارچی قرار داد.

در این تحقیق اثر سالیسیلیک اسید به منظور کاهش بیماری زایی قارچ رایزوکتونیا سولانی بر روی فعالیت آنزیم های پراکسیداز، کاتالاز و پلی فنل اکسیداز در رقم سیب زمینی آگریا در شرایط گلخانه ای بررسی گردید. دو هفته قبل از کاشت ریز غده های سیب زمینی، خاک استریل گلدان ها در قالب یک طرح کاملا تصادفی با قارچ ریزوکتونیا سولانی آلوده شدند. تیمار سالسیلیک اسید در مرحله 8-7 برگی با غلظت های صفر صفر (شاهد یا کنترل)، 0.2 و 0.5 میلی مولار هر هفته (مجموعا چهار هفته) مطابق طرح آزمایش اعمال گردید. بعد از اتمام تیمار اسید سالیسیلیک، میزان فعالیت آنزیم های پراکسیداز، کاتالاز و پلی فنل اکسیداز در برگ تازه گیاهان سالم و آلوده سیب زمینی اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که با افزایش میزان اسید سالیسیلیک، میزان فعالیت آنزیم های پراکسیداز و کاتالاز در گیاهان سیب زمینی سالم و آلوده یک روند کاهشی دارد. در صورتی که فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز در این شرایط یک روند افزایشی را نشان می دهد. به نظر می رسد به علت کاهش فعالیت آنزیم های کاتالاز و پراکسیداز و تولید انواع اکسیژن فعال (H2O2، OH-، O2) که برای قارچ سمی است، گیاه سیب زمینی با قارچ رایزوکتونیا سولانی مقابله می کند. همچنین ممکن است به علت افزایش فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز، مکانیسم های دفاعی از جمله لیگنینی شدن و ایجاد پل های عرضی هیدروکسی پرولین در دیواره سلول های ریشه باعث مقاوم سازی بافت های ریشه گیاه سیب زمینی در برابر قارچ رایزوکتونیا سولانی شود.