مهندسی ژنتیک و ایمنی زیستی
سال:1401 | دوره:11 | شماره:2 |تعداد مقالات:12

بیماری برق زدگی نخود در اثر قارچ Ascochyta rabiei از عوامل مهم کاهش محصول این گیاه در سراسر جهان است. در این پژوهش، اثر کاربرد جداگانه و دوگانه دو قارچ میکوریزی دارسانه ای (arbuscular mycorrhizal fungi, AMF) شامل Glomus versiform و Glomus fasciculatum و چهار ریزوباکتری پیش برنده رشد گیاه (PGPR) شامل Bacillus subtilis BS، Bacillus velezensis JPS19، Bacillus pumilus INR7 و Alcaligenes faecalis 1624 برای مهار بیماری برق زدگی نخود در شرایط گلخانه بررسی شد. قارچکش کلروتالونیل که برای همسنجی به کار رفته بود، بیشترین اثر را در کاهش بیماری داشت. همه تیمارهای زیستی شدت بیماری را در همسنجی با شاهد بیمار کاهش دادند و بیشتر آن ها در حضور بیمارگر، مگر ارتفاع ریشه، سایر ویژگی های رشدی بررسی شده (وزن تَر و خشک ریشه، وزن تَر و خشک و ارتفاع اندام هوایی) را افزایش دادند. در همسنجی با کاربرد جداگانه AMF، برخی تیمارهای دوگانه PGPR+AMF اثر هم افزایی بر مهار بیماری، افزایش رشد یا میزان کلنیزاسیون با قارچ میکوریزی ریشه داشتند ولی این اثر در همه تیمارهای دوگانه یافته نشد. میان میزان کلنیزاسیون با قارچ میکوریزی و کاهش برق زدگی همبستگی مستقیمی دیده نشد. روی هم رفته، کاربرد جداگانه و دوگانه AMF و PGPR در کاهش بیماری برق زدگی و افزایش رشد نخود کارآمد بود، درکل، تیمارهای دوگانه همواره هم افزا نبودند و هم افزایی آن ها به جدایه های باکتریایی و قارچ های میکوریزی به کار گرفته بستگی داشت.

با استفاده از لارو Ephestia kuehniella به عنوان میزبان، فرمولاسیون امولسیون معکوس (IE) و سوسپانسیون آبی (AS) قارچ­های Beauveria bassiana  (جدایه (IR34-JS2 و Metarhizium anisopliae  (جدایه(IR41-TT1  در دمای نگه­داری 3 و یا 25 درجه سلسیوس مقایسه شدند. در ابتدا، فرمولاسیون­ IE جدایه های JS2 و TT1 بر اساس مقادیر LC50، 13 و 14 برابر بیش­تر از فرمولاسیون AS زهرآگین تر بودند. مقادیرLC50 جدایه JS2 به ترتیب برای فرمولاسیون­های AS و IE بعد از سه ماه نگه­داری در دمای 3 درجه سلسیوس حدود 3/1 و 6/5 برابر و 6/1 و 3/7 برابر بعد از سه ماه در دمای 25 درجه سلسیوس افزایش یافت، در حالی که، این مقادیر برای جدایه TT1 به ترتیب معادل 1/2 و 8/6 برابر برای دمای 3 درجه سلسیوس و 9/3 و 7/15 برابر در دمای 25 درجه سلسیوس افزایش یافت. فرمولاسیون و دمای ذخیره سازی به طور قابل توجهی بر میزان تولید کنیدی پس از نگه­داری تأثیر متقابل داشتند. رشد رویشی، کنیدیزایی و جوانه­ زنی کنیدی هر دو جدایه در دمای 3 درجه سلسیوس بهتر از 25 درجه در شرایط آزمایشگاهی حفظ شد. فرمولاسیون IE ظرفیت رشد رویشی را بهتر از فرمولاسیون AS در هر دو دما حفظ کرد و کنیدیزایی را در دمای 3 درجه سلسیوس بهتر حفظ نمود، که البته این دما میزان جوانه­ زنی کنیدی­های TT1 را در فرمولاسیون IE نیز بهبود بخشید. در دمای 3 درجه سلسیوس، فرمولاسیون IE سرعت نسبی کشندگی را به همراه داشت که برای جدایه­ های JS2 و TT1 به ترتیب 5/3 و 3/1 برابر سریع­تر از فرمولاسیون AS بود. می­توان نتیجه­ گیری کرد که فرمولاسیون IE نسبت به فرمولاسیون AS برتری داشت و نگه­داری آن در دمای 3 درجه سلسیوس به حفظ فعالیت زیستی و بیماری­زایی این قارچ ها کمک خواهد نمود.

1آستنوزواسپرمی یکی از علل اصلی ناباروری مردان می‏باشد. در این افراد قدرت حرکت اسپرم کاهش یافته یا فاقد حرکت است. ناباروری مردان، در حدود 50 درصد از زوجین نابارور دیده می‏شود و از دلایل متعدد ژنتیکی آن می­توان به ناهنجاری­های سیتوژنتیکی، نقص­های ژنی و عوامل اپی ژنتیکی اشاره کرد. تغییرات بیان برخی از ژن­ها می­تواند باعث ایجاد اختلال در حرکت اسپرم و آستنوزواسپرمی شود. این پژوهش با هدف بررسی تفاوت در الگوی بیان ژنهای Intraflagellar transport 122 (IFT122) و (ENTPD4) Ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase در نمونه مایع منی 20 مرد نابارور مبتلا به آستنوزواسپرمی و 10 مرد سالم نرموزواسپرمیک با روش quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) انجام شد. طبق نتایج، میزان بیان ژن ENTPD4 در نمونه های بیمار نسبت به نمونه های سالم به صورت معنی داری افزایش (p = 0.01) و بیان ژن IFT122  کاهش (p = 0.0001) یافته بود. ژن  IFT122در سرهم شدن و نگهداری تاژک اسپرم و ژن ENTPD4 در هیدرولیز نوکلئوتیدهای تری فسفات به دی فسفات و مونوفسفات در سوخت و ساز انرژی نقش دارد و مطالعه حاضر بر اهمیت این دو ژن در سازوکار ناباروری مردان تأکید دارد.

1شوری یک تنش غیر زیستی مهم است و گیاهان بر اساس ساختار ژنتیکی خود واکنش­های مختلفی را در مواجه با این تنش نشان می­دهند. با ایجاد تغییرات در ساختار ژنتیکی و فعالیت­های به نژادی گیاهان، امکان دست­یابی به ژنوتیپ متحمل به شوری وجود دارد. گوجه ­فرنگی در دسته گیاهان حساس به شوری قرار دارد. شناسایی یک شاخص قابل اعتماد در مراحل اولیه رشد گیاهان تحت تنش شوری برای ارزیابی تعداد زیاد نمونه در پروژه­ های به­ نژادی ضروری است. بر این اساس در پژوهش حاضر تعداد 10 ژنوتیپ گوجه­ فرنگی (Solanum lycopersicum L.) تحت تنش شوری در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصل از تجزیه واریانس بین ژنوتیپ­های مختلف برای شاخص تحمل تنش در صفات وزن خشک ریشه، وزن تر ریشه، وزن خشک برگ، وزن­تر برگ، وزن تر ساقه، وزن خشک کل  و وزن تر کل اختلاف معنی­ دار آماری مشاهده شد. برپایه آنالیز تجزیه خوشه­ای و GGEbiplot ژنوتیپ­ها بر اساس صفات مختلف در چهار گروه طبقه ­بندی شدند. بر اساس نتایج آنالیز رگرسیون چندگانه شاخص تحمل تنش وزن خشک کل و وزن تر کل به­ عنوان شاخص مناسبی برای ارزیابی تحمل به تنش شوری در ژنوتیپ­های گوجه ­فرنگی تشخیص داده شدند و به نظر می­رسد این شاخص­ها می­تواند برای غربال­گری ژرم­ پلاسم­های گوجه­ فرنگی تحت تنش شوری در پروژه ­های به­ نژادی مورد استفاده قرار گیرد.

1سپردار قهوه ای Chrysomphalus dictyospermi (Morgan, 1889) (Hem.: Diaspididae) یکی از مهم ترین آفات مرکبات است. این آفت به علت وجود شرایط مساعد جوی در شمال ایران در مدت کمی سراسر منطقه را آلوده نموده است. برای کنترل این آفت از آفت کش های مختلفی استفاده می شود که می تواند بر سلامت انسان و اکوسیستم تأثیر منفی بگذارد و جمعیت دشمنان طبیعی آفات را کاهش دهد. در این تحقیق تأثیر آفت کش های تیامتوکسام (آکتامیا SC 24%) 5/0، 75/0 و 1 در هزار، اسپیروتترامات (موونتو (SC 100% 1 در هزار و کلروپیریفوس (دورسبانSC 48% ) 2 در هزار روی سپردار قهوه ای و عامل بیولوژیک آن کفشدوزک دو لکه ای (Col.: Coccinellidae) Chilocorus bipustulatus (Linnaeus, 1758) در استان های گیلان و گلستان ایران بررسی شد. در این پژوهش از فرمولاسیون جدید آفت کش تیامتوکسام با نام آکتامیا استفاده شد. نتایج نشان داد که در هر دو استان بیشترین کارایی کنترل آفت مربوط به حشره کش آکتامیا و اسپیروتترامات با دز یک در هزار پس از 14 روز است. هم چنین بررسی ها نشان داد، این ترکیبات بیشترین اثر منفی روی جمعیت کفشدوزک دو لکه ای به عنوان مهم ترین عامل مبارزه بیولوژیک این آفت دارند.

1ایران کشوری نیمه­خشک و خشک می­باشد و بیش از 70 درصد از زمین­های کشاورزی آن دیم هستند. تا به­حال گیاهی دانه روغنی مناسب با مناطق مختلف کشور معرفی نشده است. کاملینا (Camelina sativa L.)، گیاهی دانه روغنی- دارویی از خانواده براسیکاسه، گیاهی کم ­توقع، با نیاز آبی-کودی پایین، مقاوم به انواع بیماری­ها و پاتوژن­های معمول و مناسب جهت کشت در تناوب غلات است. در این مطالعه تنوع ژنتیکی در 32 لاین هاپلوئید مضاعف ­شده کاملینا با استفاده از 11 آغازگر ترکیبی REMAP مورد ارزیابی قرار گرفت. هشت آغازگر نوارهای واضح و قابل امتیازدهی تولید کردند و در مجموع 74 قطعه تولید گردید که 59  قطعه (72%/79) چندشکل بودند. آغازگرهای IRAP1+P6 و IRAP1+P8 کم­ترین تعداد نوار (چهار نوار) و آغازگر IRAP979+P4 با تولید 15 نوار، بیش­ترین تعداد را تولید کردند. میزان چندشکلی آغازگرها از 23/69 درصد  تا %100 و میزان PIC از 38/0 تا 41/0 متغییر بود. خوشه­ بندی بر اساس ضریب تشابه جاکارد، لاین­ها را در شش گروه اصلی قرار داد. بر طبق تجزیه به مولفه ­های اصلی، دو مولفه اصلی اول در مجموع 51/21 درصد تغییرات را توجیه کردند که بیانگر پوشش مناسب نشانگرها در سطح ژنوم بود. بنابراین به ­نظر می­رسد که نشانگر REMAP، با چندشکلی و توزیع بالا در سطح ژنوم کاملینا، یک نشانگر مناسب برای بررسی تنوع ژنتیکی در این گیاه می­باشد.

1امروزه با افزایش هزینه کودهای شیمیایی و برخی اثر های منفی زیست محیطی آن ها، تأثیر فزاینده ریزموجودات مفید و نقش کلیدی آ ن ها در افزایش باروری خاک و محصول مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، جدایه های باکتری توانستند افزون بر انحلال فسفر و تولید اکسین، شاخص های جوانه زنی دانه و شاخص های رشدی گیاه را به ترتیب در آزمایشگاه و گلخانه افزایش دهند. برای بررسی تأثیر سطوح گوناگون کود نیتروژن بر عملکرد و انباشت نیترات در گیاه گوجه فرنگی آزمایشی فاکتوریل با هشت جدایه باکتری، سه سطح صفر، 300 و 900 کیلوگرم اوره در هکتار، و با سه تکرار در چارچوب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه انجام شد. واکاوی داده­ های آزمایشی نشان داد که باکتری های محرک رشد در شرایطی که کود ازته اضافه نشده بود موجب افزایش وزن خشک شاخساره و غلظت نیترات در مقایسه با شاهد شدند. بررسی میزان نیترات در گیاه نشان داد که افزایش میزان کود دهی به بیش از 300 کیلوگرم کود اوره در هکتار، به انباشت نیترات در شاهد می انجامد. در همه تیمارهای باکتریایی حتی با کاربرد سه برابر کود توصیه شده، میزان نیترات پایین تر از شاهد بدون باکتری بود. بنابراین می توان نتیجه گرفت که کاربرد جدایه‎های پروبیوتیک گیاهی در سامانه­ های تلفیقی مدیریت کود های ازتی به افزایش بازده کود و عملکرد نیترات و کاهش انباشت نیترات در گیاه می­انجامد.

1تلقیح بذور با ریزوباکتری­های بومی افزاینده رشد گیاه (PGPR)، رویکردی مناسب در مدیریت سلامت، بهبود تولید و کیفیت محصولات کشاورزی می­باشد. هدف از پژوهش حاضر، جداسازی و شناسایی باکتری­های افزایش­ دهنده رشد گیاه از ریزوسفر گیاهان گندم در شهرستان سلسله و ارزیابی ویژگی­های مفید جدایه­ های باکتریایی می­باشد. از بین 100 جدایه باکتریایی جداشده از خاک اطراف ریزوسفر گندم، چهار جدایه توسط غربال­گری با استفاده از آزمون حلالیت فسفات انتخاب شدند. سپس توانایی چهار جدایه برتر از نظر تولید ایندول استیک اسید، سیدروفور، پروتئاز، حرکت توده ای باکتریایی، تشکیل بیوفیلم و اثر آن­ها بر روی جوانه­ زنی بذور گندم در شرایط آزمایشگاه بررسی شد. این چهار جدایه­ از نظر ویژگی­های فنوتیپی-بیوشیمیایی بررسی و بر اساس تعیین ترادف نوکلئوتیدی ناحیه 16s rDNA با عنوان Pseudomonas sp. ، Pseudomonas brassicacearum، Exiguobacterium sp. و Acinetobacter calcoaceticus  شناسایی شدند. در این تحقیق، در بین چهار جدایه باکتریایی استرینی از Pseudomonas بیشترین میزان تولید IAA (µg ml-1 59/5)، سیدروفور ( cm35/2)، پروتئاز (cm 7/1) و انحلال فسفات (µg ml-1 390) را از خود نشان داد. بیشترین درصد بازدارندگی از رشد پرگنه قارچ بیمارگر Fusarium graminearum عامل بیماری بلایت فوزاریومی سنبله گندم مربوط به جدایه P. brassicacearum بود که به میزان 33/49 درصد ارزیابی شد.

1ارزش غذایی بالای سیب­زمینی این گیاه را به عنوان چهارمین منبع مهم غذایی پس از گندم، برنج و ذرت در سراسر دنیا تبدیل کرده است. در مطالعه حاضر به منظور شناسایی و بررسی بیان مهم­ترین ژن­های درگیر در سنتز فلاونوئیدها در مراحل نمو غده سیب­زمینی و روند تغییرات بیان آنها، مجموعه داده های حاصل از توالی یابی RNA غده سیب زمینی رقم مارفونا در سه مرحله نموی مختلف از شروع تشکیل استولون تا تشکیل غده گردآوری و تجزیه و تحلیل شدند. به منظور اعتبارسنجی بیان ژن­های شناسایی شده ی درگیر در مسیر بیوسنتز فلاونوئیدها در غده سیب­ زمینی (62 ژن)، بیان برخی از آن­ها با استفاده روش qRT-PCR مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد، با عبور غده سیب زمینی از مرحله نوک قلاب مانند به مرحله تشکیل استولون، 10 ژن افزایش و 11 ژن کاهش بیان معنی­ دار می یابند. در مقایسه مرحله نوک قلاب مانند نسبت به مرحله شروع تشکیل غده، به ترتیب 7 و 20 ژن به طور معنی­ داری افزایش و کاهش بیان نشان دادند. همچنین مقایسه دو مرحله تشکیل استولون و شروع تشکیل غده نشان داد که 14 ژن از کاهش بیان معنی­ داری برخوردار بودند. در مجموع 4 ژن کلیدی CYP98A3، ACT، SAT و BEAT با تغییرات معنی­ دار در بین مراحل نموی غده سیب زمینی شناسایی شدند. بررسی میزان فلاونوئید در مراحل نموی سه­ گانه نیز نشان داد که میزان فلاونوئید در طی مرحله نموی، به­ طرز قابل توجهی افزایش می یابد، به­ طوری­که میانگین محتوای فلاونوئید در مراحل ذکر شده به ترتیب به مقادیر 9/1، 2/7 و 8/24 میلی­گرم در گرم وزن تر رسید. از آنجاییکه ژن­های CYP98A3، ACT، SAT و BEAT از جمله ژن­های مهم درگیر در بیوسنتز متابولیت­ها هستند، لذا از آنها می­توان برای تغییر میزان فلاونوئیدها در سیب زمینی استفاده کرد.

1شانکر باکتریایی یکی از خسارت­ زاترین بیماری‏ها روی درختان میوه هسته­ دار است. این بیماری توسط یک باکتری گرم‏ منفی به نام Pseudomonas syringae pv. syringae ایجاد می­شود. استفاده مکرر از آنتی­ بیوتیک­ها و ترکیبات مسی باعث ظهور نژادهای جدید و بروز پدیده ­مقاومت شده است. یکی از امیدوارترین ترکیبات جایگزین استفاده از باکتریوفاژها است . در این پژوهش 56 نمونه خاک از اطراف درختان میوه هسته­ دار مشکوک به شانکر باکتریایی از شمال‏غرب ایران جمع ‏آوری شد. جهت بررسی حضور ذرات فاژی در داخل نمونه‏ ها، از روش نقطه­ ای استفاده شد. از روش آگار دولایه-آگار نرم  برای خالص ‏سازی و تهیه پلاک­های  منفرد فاژی استفاده شد. مجموعاً 75 جدایه فاژی که همگی دارای پلاک شفاف بودند از نمونه­ ها جداسازی شد که از این تعداد، پنج فاژ که بیشترین قدرت لیزکنندگی را داشتند، برای بررسی با میکروسکوپ الکترونی و مطالعات گلخانه‏ ای انتخاب شدند. از فاژهای منتخب، پنج فاژ شباهت ریخت‏ شناسی به فاژهای خانواده Myoviridae، Tectividae و Microviridae از خود نشان دادند. هرچند هر پنج فاژ در کاهش رشد جمعیت باکتریایی در محیط کشت مایع موثر بودند اما کوکتل تهیه شده از مخلوط پنج فاژ اثر به مراتب شدیدتری از فاژهای انفرادی از خود نشان داد. نتایج آزمایشات گلخانه­ ای نشان داد که این فاژها به طور موثر باعث کاهش توسعه بیمارگر در داخل گیاه شده و تا 90 درصد می‏توانند علایم ناشی از باکتری را در گیاه کاهش دهند. پنج فاژ منتخب در این تحقیق در آزمایشگاه و در گلخانه نتیجه قابل‏ قبولی در کنترل عامل شانکر باکتریایی درختان میوه ‏هسته‏ دار از خود نشان دادند و فرمولاسیون آن‏ها در سطح منطقه قابل توصیه می‏باشد.

1سیب­ زمینی (Solanum tuberosum L) (2n=4x=48)، یک محصول هتروزیگوت و پلی­پلوئید است که بعد از برنج، گندم و ذرت، مهمترین محصول غذایی جهان شناخته می­شود. با روند کنونی افزایش جمعیت جهانی، عقیده بر این است که این گیاه می­تواند یک محصول حیاتی برای تامین نیازهای غذایی این جمعیت رو به رشد باشد. اگرچه روش­های سنتی اصلاحی، باعث بهبود عملکرد این گیاه شده است، بااین­حال وراثت تترازومی، تحقیق و اصلاح سیب­ زمینی از طریق دورگ­ گیری سنتی را پیچیده می­کند. با استفاده از ویرایش ژنوم اختصاصی، یک یا چند صفت می­تواند به واریته­ های تجاری اضافه شود، در نتیجه از دورگ گیری جلوگیری می­شود. در سال­های اخیر، ابزارهای مدرن مانند سیستم کریسپر با ارایه فناوری­های جدید، ساده و در عین­حال قدرتمند، به دانشمندان در تسریع روند اصلاحی گیاهان مختلف کمک شایانی کرده است. با پیشرفت­های صورت گرفته، الحاق، بیان یا خاموش سازی ژن­های مهم، برای بهبود تولید سیب­ زمینی و صفات کیفی، در گونه های فعلی مورد استفاده قرار گرفته است. در این میان، اطلاعات توالی ژنوم به­ همراه روش­های معتبر ترانسفورماسیون ژنتیکی و باززایی، سیب زمینی را به­ عنوان یک کاندیدای قوی مهندسی ژنتیک تبدیل کرده است. هدف از این مقاله، بررسی تحقیقات صورت گرفته در گیاه سیب­ زمینی با استفاده از سیستم CRISPR-Cas9 جهت بهبود صفات و افزایش بهره­ وری می باشد.

عامل بیماری اسکب یا جرب معمولی سیب­ زمینی که گونه ­های مختلف جنس Streptomyces هستند، دارای دامنه میزبانی به طور نسبی گسترده است. این بیماری در بیشتر مناطق کشت خسارت­های اقتصادی فراوانی به­بار آورده است. پژوهش­های انجام شده در مورد سازوکار­های پرآزاری در Streptomyces spp. اهمیت فیتوتوکسین­های تاکستومین را به عنوان عوامل مهم تعیین­ کننده بیماری­زایی توسط چندین گونه نشان­ داده است. علاوه بر این، احتمال دارد سایر متابولیت­های فیتوتوکسینی اختصاصی از قبیل کورونافاکویل، کانکانامایسین و FD-891 همراه با تولید فیتوهورمون­ها و پروتئین­های ترشحی در ایجاد یا شدت بیماری ناشی از باکتری­های این جنس نقش داشته باشند. فاکتورهای بیماری­زایی متنوعی در گونه­ های وابسته به جنس استرپتومایسس وجود دارد. این پدیده گویای پتانسیل گونه ­های هر ناحیه برای پذیرش ژن­های بیماری­زا و ایجاد گونه­ های جدید است که از دیدگاه مدیریت بیماری بسیار مهم و تعیین­ کننده است. هدف از گردآوری این مطالب درک بهتر سازوکار­های مولکولی بیماری­زایی گیاه برای اعمال روش­های مدیریتی بهتر در کنترل بیماری جرب معمولی سیب­ زمینی و سایر بیماری­های گیاهی ناشی از باکتری­های این جنس است.