ژنتیک نوین
سال:1399 | دوره:15 | شماره:3 |تعداد مقالات:8

فشار ناشی از دخالت های انسانی در زیستگاه و شکار غیرقانونی سبب شده است که در حال حاضر جمعیت-های باقی مانده خرس قهوه ای در ایران به صورت جمعیت های کوچک و منزوی مشاهده شوند. علی رغم نقش به سزای این گونه بر سلامت زیست بوم های طبیعی، اطلاعات بسیار اندکی در خصوص تنوع ژنتیکی و همچنین روابط خویشاوندی بین افراد در جمعیت های باقی مانده از این گونه در کشور وجود دارد. پیشرفت های صورت گرفته در زمینه استخراج دی ان ای از نمونه های غیرتهاجمی، امکان اجرای مطالعات ژنتیک برای گونه های آسیب پذیر را فراهم آورده است. در مطالعه حاضر با استفاده از نمونه برداری غیرتهاجمی شاخص های تنوع ژنتیکی، احتمال تشابهات ژنتیکی بین افراد و تعداد ژنوتیپ های منحصر به فرد شناسایی شده به منظور برآورد حداقل تعداد افراد جمعیت خرس قهوه ای در منطقه حفاظت شده پرور مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور تعداد 10 نشانگر ریزماهواره با استفاده از دی ان ای استخراج شده از نمونه های سرگین تکثیر شد. میانگین هتروزیگوسیتی مشاهده شده 51/0، هتروزیگوستی مورد انتظار 57/0 و شاخص اطلاعات چندریختی برابر با 5/0 محاسبه شد. شاخص تشابه افراد (sib)PID و (unbiased)PID به ترتیب برابر با 078/0 و 0032/0 محاسبه و هم چنین تعداد 19 ژنوتیپ منحصر به فرد شناسایی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که علی رغم کیفیت اندک دی ان ای استخراج شده از نمونه های غیرتهاجمی، نشانگرهای استفاده شده کارایی آماری مناسبی در تمایز نمونه ها، ارزیابی احتمال تشابه افراد، و برآورد حداقل اندازه جمعیت دارند. رویکرد استفاده شده در مطالعه حاضر می تواند به عنوان دستورالعملی در برآورد جمعیت و ارزیابی ارتباطات خوشاوندی گونه های جانوری، به خصوص گوشت خواران در خطر تهدید، با استفاده از روش های نمونه برداری غیرتهاجمی مورد استفاده قرار گیرد.

تنش شوری یکی از مهم ترین تنش های غیرزیستی می باشد که عملکرد کلزا را تحت تاثیر قرار می دهد. به منظور مطالعه پاسخ های فیزیولوژیکی کلزا و تغییرات بیان ژن های BnaCDPK6 و BnaCDPK10 در شرایط تنش شوری، دو رقم متحمل (Slm046 و زرفام) و دو رقم حساس (اکاپی و ساریگل) در اتاقک رشد کشت شدند و تنش شوری از طریق آبیاری با 100 و 200 میلی مولار نمک (NaCl) اعمال شد. محتوای نسبی آب برگ، مالون دی آلدهید، آنزیم آنتی اکسیدان سوپراکسید دیسموتاز، آنزیم آنتی اکسیدان کاتالاز و بیان ژن های رمزگذار پروتئین کیناز وابسته به کلسیم 6 و 10 کلزا اندازه گیری شدند. در شرایط شوری شدید (200 میلی مولار نمک سدیم کلراید) محتوای نسبی آب کاهش و مقدار مالون دی آلدهید افزایش یافت. محتوای آنزیم سوپراکسید دیسموتاز، آنزیم کاتالاز و بیان ژن های BnaCDPK6 و BnaCDPK10 با بالارفتن شدت تنش شوری افزایش یافت که مقدار این افزایش در ارقام متحمل بیشتر از ارقام حساس بود. این نتایج نشان می دهد که افزایش گونه های اکسیژن فعال ناشی از تنش شوری نقش مهمی در آسیب به غشای سلول در کلزا دارد و گیاه برای مقابله با آن مکانیسم های حفاطتی خود را در برابر تولید گونه های اکسیژن فعال افزایش می دهد که می توان به افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان و افزایش بیان ژن های پروتئین کیناز وابسته به کلسیم اشاره کرد.

منشا و خواستگاه اسب عرب، ایران است. هر ساله اصالت نژادی اسب های تازه متولد شده از طریق انجام آزمایش DNA توسط سازمان بین المللی اسب عرب تایید و ثبت می شود. هدف از انجام این تحقیق برآورد نااریب همبستگی های فنوتیپی و ژنتیکی صفات عملکرد مسابقه و صفات مهم ریخت بدن اسب نژاد عرب ایران از طریق طراحی مدل های آماری مناسب است. در یک نمونه گیری تصادفی 6 صفت مهم ریخت شامل ارتفاع جدوگاه، طول بدن، محیط ساق پا، محیط ساق دست، محیط تنگ خور و عمق سینه داده برداری شد. با بررسی فیلم مسابقات سوارکاری نژاد مذکور صفات بهترین زمان پیمودن مسافت 1250 متر، بهترین زمان پیمودن مسافت 1750متر و بهترین رتبه کسب شده در مسابقات با مسافت 1250متر داده برداری شد. برای برآورد همبستگی های ژنتیکی از روش مدل حیوانی چند صفتی و حداکثر درست نمایی محدود شده بدون نیاز به مشتق گیری و نرم افزار DFREML استفاده شد. بیشترین و کمترین همبستگی ژنتیکی به ترتیب برای صفات محیط تنگ خور با بهترین رتبه کسب شده در مسابقات با مسافت 1250متر (08/0± 70/0-) و محیط ساق دست با بهترین زمان پیمودن مسافت 1250 متر (00/0± 06/0-) برآورد شد. به طور کلی همبستگی ژنتیکی صفات ریخت بدن با صفات عملکرد زیاد برآورد شد. بنابراین در سنین پائین می توان با استفاده از صفات ریخت اقدام به انتخاب اسب های مولد و مناسب برای مسابقات کرده، فاصله نسلی را کاهش داده و پیشرفت ژنتیکی را افزایش داد.

در کشت پاییزه یا بهاره، رشد و عملکرد نخود زراعی (Cicer arietinum L. ) تحت تاثیر تنش سرما کاهش می یابد. در این آزمایش پاسخ های بیوشیمیایی و مولکولی گره های دو ژنوتیپ متحمل به سرما (Sel96th11439) و حساس به سرما (ILC533) نخود تیمار شده با باکتری Mesorhizobium ciceri تحت تنش سرما (˚ C4) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار بررسی شد. تحت تنش سرما میزان شاخص خسارت سلولی از جمله پراکسید هیدروژن (H2O2) در گره ژنوتیپ متحمل کاهش معنی دار (تا 53 درصد) و در ژنوتیپ حساس افزایش معنی داری (تا 32 درصد) در روز ششم تنش سرما در مقایسه با شاهد نشان داد. تحت تنش سرما در گره ژنوتیپ متحمل، افزایش بیان ژن های CaADC، CaODC، CaSPDS, و CaSAMDCسبب القاء مسیر بیوسنتزی و تجمع PAs شد. نتایج نشان داد که CaADC نقش مؤثرتری در فعالیت این مسیر بیوشیمیایی در مقایسه با CaODC داشت. بیشترین افزایش بیان نسبی ژن های مطالعه شده در روز ششم تنش سرما مشاهده شد که با کاهش شاخص خسارت سلولی (H2O2) و بهبود درجه تحمل به تنش سرما مطابقت داشت. این نتایج نشان داد که در گره نخود سازوکارهای فیزیولوژیکی-مولکولی درجه تحمل به تنش سرما را تعیین می کند. به-طورکلی به کارگیری سویه های ریزوبیوم کارآمد می تواند در توسعه رویکردهای به نژادی با هدف بهبود تحمل به تنش سرما در اثر همزیستی نخود-ریزوبیوم مفید واقع شود.

بیماری لکه قهوه ای توری با عامل قارچی Pyrenophora teresیکی از بیماری های مهم جو در ایران است. شناسایی نواحی ژنومی مرتبط با مقاومت به این بیماری می تواند فرایند تولید ارقام جدید را تسریع کند. در این مطالعه از یک جمعیت متشکل از 142 رقم جو دو ردیفه بهاره برای تجزیه نقشه یابی ارتباطی با استفاده از 407 نشانگر SSR و AFLP استفاده شد. داده های فنوتیپی نیز از ارزیابی بیماری در دو مرحله گیاهچه ای و گیاه کامل حاصل شد. ارزیابی های گیاهچه ای (با یک ایزوله فرم نقطه ای بیماری لکه قهوه ای توری) و مرحله گیاه کامل به ترتیب در شرایط کنترل شده در ایستگاه تحقیقات کشاورزی (طرق) مشهد و مزرعه ایستگاه تحقیقات کشاورزی عراقی محله (گرگان) طی سال های زراعی 96-1395 و 97-1396 انجام شد. بر اساس نتایج به ترتیب 83 و 80 درصد ارقام مورد ارزیابی در مرحله گیاهچه ای و گیاه کامل نیمه حساس تا حساس بودند. بررسی ساختار جمعیت، لاین های مورد مطالعه را به دو زیرجمعیت احتمالی (K=2) تقسیم نمود. با انجام تجزیه ارتباطی در دو مرحله گیاهچه ای و گیاه کامل به ترتیب شش و 13 مکان ژنومی مرتبط با مقاومت به بیماری بر روی نقشه مکان یابی شدند که بین 9/2 (QRpts6H) تا 18 درصد (QRpta4H) از کل واریانس ژنتیکی را تبیین کردند. چهار نشانگر (E38M50-119, E38M50-355, E38M50-390, E35M54-163) در هر دو مرحله رشدی گیاه مشترک بودند. از این رو شناسایی این نشانگرها می تواند در درک بیشتر ساختار ژنتیکی مقاومت به بیماری لکه قهوه ای توری و توسعه نشانگرهای مولکولی تشخیصی کمک کند و مقدمه ای برای انجام تحقیقات دقیق تر در نواحی کاندید شناسایی شده در ژنوم جو باشند.

با توجه به اهمیت گندم شناسایی پروتئین های بیان شده در مراحل مختلف رشد برای اصلاح و بالا بردن کارایی تولید از اهمیت خاصی برخوردار است. فاصله بین جوانه زنی و آغاز پنجه زنی را مرحله نمو برگ گویند. در مرحله نمو برگ جنین دانه دارای سه سلول آغازین برگ است که پس از جوانه زدن مریستم رویشی رأس ساقه شروع به تقسیم نموده و منجر به ظهور برگ می شود. در این تحقیق از الکتروفورز دو بعدی جهت مطالعه و شناسایی یروتئین های دخیل در مراحل مختلف نمو برگ استفاده شده است. نمونه برداری در سه مرحله تک برگی، دو برگی و سه برگی صورت گرفت. پروتئین ها براساس روش TCA- استون از نمونه های مختلف برگ استخراج و با روش الکتروفورز دو بعدی جداسازی شدند. با آنالیز ژل های حاصل از الکتروفورز دو بعدی تعداد 360 لکه ی پروتئینی تکرار پذیر شناسایی شد. از این تعداد، 31 لکه پروتئینی تغییرات معنی داری را در سطح پنج درصد در مراحل مختلف نمو برگ نشان دادند. 55 درصد از پروتئین های شناسایی شده کاهش بیان و 19 درصد افزایش بیان نشان دادند، و 26 درصد از پروتئین های شناسایی شده تغییرات منظم و معنی داری را نداشتند. در نهایت هر لکه پروتئینی با تغییر بیان معنی دار، با توجه به وزن مولکولی، نقطه ایزوالکتریک، شکل لکه و با جستجو در مقالات مرتبط و سایت uniprot، به طور احتمالی مورد شناسایی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دامنه وسیعی از فعالیت های متابولیکی شامل فتوسنتز، تنفس، بیوسنتز پروتئین ها، انتقال پروتئین ها، مونتاژ و بسته بندی پروتئین ها، بیوسنتز کربوهیدرات ها، سیستم انتقال پیام، سم زدایی و فرایندهای پایه ای ژنتیکی (همانندسازی، نسخه برداری و ترجمه) طی مراحل مختلف نمو برگ دچار تغییر شده اند. اکثر پروتئین هایی که کاهش بیان نشان دادند از آنزیم های کلروپلاستی و تعدادی هم از آنزیم های میتوکندریایی بودند و پروتئین هایی که روند تغییرات آن ها افزایشی بود اکثراً از گروه پروتئین های ترمیمی و محافظت کننده بودند.

مطالعه حاضر با هدف بررسی تنوع نوکلئوتیدی و آنالیز فیلوژنتیکی ژن ریبونوکلئاز پانکراسی در دو گونه متفاوت، گوسفند نژاد بلوچی و گوسفند وحشی اوریال انجام گرفت. نمونه خون گوسفند نژاد بلوچی از مرکز اصلاح نژاد عباس آباد مشهد و نمونه خون گوسفند وحشی اوریال از اداره محیط زیست استان خراسان رضوی جمع آوری شد. قطعه ژنی طولانی 4347 جفت بازی ژن ریبونوکلئاز پانکراسی با استفاده از 7 جفت پرایمر که به صورت هم پوشان طراحی شده بودند، تکثیر و توالی یابی شد. نتایج مقایسه توالی ژن ریبونوکلئاز پانکراتیک 4347 جفت بازی به دست آمده از هر دو گونه گوسفند نژاد بلوچی و گوسفند وحشی اوریال، 10 تفاوت نوکلئوتیدی را با میزان تشابه 78/99 درصد نشان داد. همچنین نتایج مقایسه توالی ژن ریبونوکلئاز پانکراسی مرجع گوسفند (نژاد رامبوییه با شماره دسترسی XM_004010384) با گوسفند وحشی اوریال 18 تفاوت نوکلئوتیدی با میزان تشابه 61/99 درصد و با گوسفند نژاد بلوچی 10 تفاوت نوکلئوتیدی با میزان تشابه 78/99 درصد را نشان دادند. نتایج مطالعه حاضر تائید می کند، اگرچه توالی کد کننده آنزیم ریبونوکلئاز پانکراسی دو گونه بلوچی و اوریال و توالی ژن مرجع در پایگاه داده NCBI کاملا با یکدیگر مشابه هستند، اما توالی های نوکلئوتیدی بالادستی و پایین دستی این ژن دارای 10 تفاوت نوکلئوتیدی با یکدیگر و دارای 18 تفاوت نوکلئوتیدی با توالی ژن مرجع می باشند. نتایج حاصل از ماتریس فواصل ژنتیکی و درخت فیلوژنتیک توالی های مربوط به گوسفند نژاد بلوچی و گوسفند وحشی اوریال بدست آمده در این مطالعه با سایر توالی های ثبت شده از ژن ریبونوکلئاز پانکراسی در پایگاه داده NCBI تائید می کند که هر دو گونه گوسفند نژاد بلوچی و گوسفند وحشی اوریال با توالی ثبت شده برای ژنوم مرجع گوسفند و همراه توالی ژنی ریبونوکلئاز پانکراس ثبت شده برای گونه بز در یک کلاد قرار گرفته اند.

جنس آژیلوپس به واسطه پتانسیل اصلاحی خود هم چون تحمل به انواع تنش های غیر زیستی و زیستی یک منبع ژنتیکی غنی و متنوع برای اصلاحگران گندم بشمار می آید. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی تنوع ژنتیکی موجود در 91 توده آژیلوپس متعلق به دو گونه Ae. cylindrica و Ae. crassa با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره (SSR) بود. تعداد 25 آغازگر SSR استفاده شده در این ارزیابی در مجموع 49 قطعه تکثیر نمودند. متوسط شاخص های محتوای اطلاعات چندشکل (PIC)، تنوع ژنی (H)، قدرت تفکیک (Rp) و شاخص نشانگر (MI) به ترتیب برابر با 26/0، 34/0، 29/1 و 51/0 بود. نتایج حاصل از تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA) نشان داد بیشترین سهم تنوع ژنتیکی مربوط به تنوع بین گونه ای بود. بر اساس پارامترهای ژنتیکی مشخص شد که گونه Ae. crassa نسبت به Ae. cylindrica از تنوع ژنتیکی بیشتری برخوردار است. تجزیه خوشه ای بر اساس ضریب جاکارد و الگوریتم Neighbor-joining کلیه توده های مورد بررسی را در دو گروه اصلی تفکیک نمود، به طوریکه توده های مربوط به هر گونه به خوبی از یکدیگر متمایز شدند. نتایج تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) نشان داد دو مؤلفه نخست 98/64 درصد تغییرات مولکولی را توجیه نمودند و بای پلات ترسیم شده توده های مربوط به هر گونه را در گروه جداگانه ای تفکیک نمود. تجزیه ساختار جمعیت نشان داد توده های مورد بررسی در پنج زیر جمعیت واقعی تفکیک شدند به طوری که متوسط شاخص تمایز جمعیت ها (FST) نیز بین 52/0 تا 90/0 با میانگین 76/0 متغیر بود. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد سطح بالایی از تنوع ژنتیکی درون جمعیت-های وحشی Ae. cylindrica و Ae. crassa بر اساس داده های SSR وجود دارد که این میزان تنوع ژنتیکی می-تواند به عنوان ابزاری جهت بهره برداری از این منابع ژرم پلاسمی در برنامه های اصلاحی گندم و همچنین می توان از این نشانگر در سایر مطالعات ژنتیکی مانند نقشه یابی QTL و تجزیه ارتباط به کار گرفته شود.