ژنتیک نوین
سال:1398 | دوره:14 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

استویا گیاهی با برگ های شیرین حاوی استویول گلیکوزیدها (SGها) می باشد که به عنوان شیرین کننده طبیعی استفاده می شود. مطالعات الگوهای بیان ژن در پاسخ به تیمارهای الیسیتوری از اهمیت بسیاری برای اهداف بیوتکنولوژیکی برخوردار است. سالیسیلیک اسید (SA) یک محرک غیرزیستی است که امروزه جهت افزایش تولید متابولیت های ثانویه در کشت بافت گیاهان دارویی مورد استفاده قرار می گیرد. سنتز انحصاری استویول از مسیر ترپنوئیدی کلروپلاست شروع می شود و با تولید آن از کائورنوئیک اسید توسط کائورنوئیک اسید هیدروکسیلاز (KA13H) منجر به سنتز گلیکوزیدهایی چون استویوزید و ریبودیوزید A می شود. در این آزمایش، اثر غلظت های مختلف سالیسیلیک اسید بر برخی صفات مورفولوژیک، میزان استویول گلیکوزیدها و نیز مقدار بیان ژن کلیدی KA13H مورد بررسی قرار گرفت. نتایج صفات مورفولوژیک نشان داد که میزان آن ها با افزایش غلظت سالیسیلیک اسید، کاهش پیدا می کند. داده های حاصل از HPLC و بیان ژن حاکی از آن است که استویا در غلظت 50 میکرومولار دارای بالاترین میزان تولید SG و بیان ژن KA13H می باشد. هم چنین بیش ترین میزان ریبودیوزید A در غلظت 75 میکرومولار مشاهده شد. نتایج نشان می دهد که غلظت های مختلف سالیسیلیک اسید بیش از آن که سبب افزایش یک نوع گلیکوزید خاص شود باعث تغییر نسبت بین گلیکوزیدها شده است. از طرفی، نتایج نشان دهنده تأثیر یک سری مکانیسم های پس از رونویسی، ترجمه و پس از ترجمه در این فرآیند است.

در این تحقیق به منظور بررسی برخی از صفات فیزیولوژیکی مرتبط با تحمل به خشکی و همچنین بیان ژن های دخیل در تنظیم اسمزی آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در دو شرایط تنش و بدون تنش خشکی بر روی سه گونه دیپلوئید، دو رقم تتراپلوئید و دو رقم هگزاپلوئید گندم اجرا شد. صفات فیزیولوژیکی مورد ارزیابی شامل پرولین، گلایسین بتائین، کربوهیدرات محلول در ساقه، پروتیین کل، RWC (میزان رطوبت نسبی) بود. هم چنین الگوی بیان نسبی دو ژن پرولین (P5CS) و گلایسین بتائین (BADH) به روش Real Time PCR سنجیده شد. تنش خشکی باعث افزایش صفات پروتئین کل، کربوهیدرات محلول در ساقه، پرولین، گلایسین بتائین و کاهش معنی دار محتوای آب نسبی شد، همچنین تنش خشکی سبب القاء بیان ژن P5CS و BADH در همه ی ارقام شد. بنابراین می توان از صفات تنظیم اسمزی و میزان بیان دو ژن P5CS و BADH تحت شرایط تنش به عنوان یک شاخص در برنامه های اصلاحی جهت انتخاب ارقام متحمل به خشکی استفاده شود.

باکتری شیگلا، شایع ترین عامل اسهال بوده و تاکنون واکسن موثری علیه آن یافت نشده است. پروتئین IpaD و زیر واحدB انتروتوکسین شیگلا (STxB) نقش مهمی در تهاجم، بیماری زایی و ایجاد عفونت توسط شیگلا دارد. از طرفی، لیگاند Co1 به عنوان یکی از سیستم های انتقالی آنتی ژن ها به سلول های M در لایه مخاطی، شناخته شده است. برای بررسی و مقایسه میزان ایمنی زایی هر یک از پروتئین های IpaD، IpaD-STxB و IpaD-Co1 از مدل حیوانی موش سوری و روش نازال استفاده شد. توالی کد کننده این پروتئین ها در ناقل pET28a کلون و به درون باکتری E. coli BL21 (DE3) منتقل شد. بیان پروتئین نوترکیب با استفاده از تکنیک لکه گذاری وسترن، مورد ارزیابی قرار گرفت. پروتئین نوترکیب با استفاده از ستون کروماتوگرافی جذبی تخلیص و در چهار نوبت متوالی به موش سوری به صورت نازال داده شد. از نوبت دوم (یادآور اول) به بعد، یک هفته پس از دادن آنتی ژن، خون گیری انجام و سرم مورد آزمایش الایزا قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان تولید آنتی بادیIgG علیه پروتئین IpaD-STxB بیش ترین و پروتئین IpaD-Co1 بعد از آن قرار داشت. چالش ایمنی زایی این پروتئین ها با استفاده از سم فعال باکتری E. coli سویه O157: H7 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که موش های ایمن شده توانستند در گام اول پنج برابر LD50 شیگا توکسین E. coli O157: H7 را تحمل نمایند؛ اما با تزریق 10 برابری LD50، پس از 24 ساعت موش های ایمن شده با IpaD و IpaD-Co1 و پس از 72 ساعت موش های ایمن شده با IpaD-STxB از بین رفتند. بر طبق نتایج مشخص شد که پروتئین IpaD-STxB در قیاس با فیوژن IpaD-Co1 قدرت ایمنی زایی بیش تری در موش سوری نسبت به شیگا توکسین دارد.

یکی از ژنهای کلیدی بیوسنتز فسفاتیدیلکولین در آرابیدوپسیس ژن آمینوالکلفسفوترانسفراز (AtAAPT2) است. برای ارزیابی عمل یکی از دو ایزوفرم این ژن از جهشیافته غیرفعال aapt2 استفاده شد. مقایسه aapt2 و تیپ وحشی نشان داد این لاین در بیش تر صفات مورد ارزیابی با تیپ وحشی تفاوت دارد. بین aapt2 و تیپ وحشی از نظر صفات روز تا رسیدن به روزت دو، سه، چهار، پنج و شش برگی سایز نهایی روزت، روز تا باز شدن10 درصد گل ها، کامل شدن گلدهی، تفاوت بسیار معنی داری مشاهده شد. برای صفات روز تا رسیدن به روزت هشت، نه، 10، 11، 12 و 13 برگی، مشاهده اولین جوانه گل، باز شدن اولین گل، باز شدن 30 و50 درصد گل ها و شکسته شدن اولین سیلیک تفاوت معنی داری بین aapt2 و تیپ وحشی مشاهده شد. صفات روز تا رسیدن به روزت 14 برگی، روز تا رسیدن روزت به 20، 50 و 70 درصد از سایز نهایی و کامل شدن پیری بین aapt2 و تیپ وحشی تفاوتی دیده نشد. لذا احتمالا پروتئین رمزگذاری شده توسط ژن AAPT2 در مراحل نخستین نمو آرابیدوپسیس نقش دارد. aapt2 و تیپ وحشی از نظر فشار اسمزی تفاوت بسیار معنی داری داشتند اما محتوای نسبی آب، میزان کلروفیل aو b، کاروتنوئید، پراکسیداسیون لیپیدهای غشا، مقاومت روزنه ای و کارایی فتوشیمیایی فتوسیستمII تفاوتی نداشتند. هم چنین aapt2 و تیپ وحشی برای تعداد برگ تفاوت بسیار معنی دار و برای وزن تر و خشک برگ تفاوت معنی دار داشتند، اما وزن تر و خشک ریشه بین aapt2 و تیپ وحشی تفاوتی نداشت.

به منظور بررسی مکانسیم پاسخ به تنش شوری در کلزای پاییزه، رقم متحمل Orient در شرایط گلخانه ارزیابی شد و تنش شوری در مرحله ساقه دهی گیاهچه ها شروع شد و دو هفته پس از اعمال تنش، نمونه های برگی تهیه شدند. نتایج نشان داد که تنش شوری باعث کاهش ارزش صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی، ایجاد عدم تعادل در غلظت های یونی از طریق افزایش غلظت یون سدیم و کاهش یون پتاسیم درون سلولی و هم چنین کاهش نسبت پتاسیم به سدیم درون سلول های برگ شد. در ضمن در شرایط تنش شوری میزان محتوای آب نسبی برگ کاهش یافت ولی غلظت میزان پرولین و گلایسین بتائین بیشتر از شاهد بود. هم چنین نتایج تجزیه پروتئوم نشان داد که در این رقم بین شرایط شاهد و تیمار تنش شوری شدید از بین 118 لکه پروتئینی تعداد هشت لکه پروتئینی تکرارپذیر دارای اختلاف مقدار معنی دار و هم چنین فاکتور القای قابل ملاحظه بودند. عملکرد پروتئین های شناسایی شده در رقم مورد مطالعه مرتبط با همئوستازی سلول، متابولیسم انرژی و کربوهیدرات، واکنش نوری فتوسنتز و تنظیم رونویسی (سنتز پروتئینی) بودند.

خویشاوندان وحشی منبع ژنتیکی ارزشمندی برای استفاده دربرنامه های به نژادی گندم محسوب می شوند. گونه Triticum boeoticum یکی از مهم ترین خویشاوندان وحشی گندم می باشد که خاستگاه اولیه آن بخش های مرکزی و شرقی هلال حاصل خیز است. در این پژوهش، تنوع ژنتیکی بین 39 توده مختلف جمع آوری شده از دو ناحیه شمالی و جنوبی رشته کوه های زاگرس با استفاده از نشانگرهای ISSR وCBDP مورد بررسی قرار گرفت. آغازگر های ISSR و CBDP در مجموع به ترتیب 230 و 65 باند چند شکل قابل امتیازدهی ایجاد نمودند. میزان فاصله ژنتیکی برآورد شده بین جفت ژنوتیپ ها بر اساس داده های ISSR و CBDP به ترتیب 36/0 و40/0 به دست آمد. شاخص محتوای اطلاعات چندشکل در دامنه 24/0 تا 38/0 برای آغازگرهای ISSR و 23/0 تا 43/0 برای آغازگرهای CBDP متغیر بود. تجزیه کلاستر داده های ترکیبی ISSR وCBDP به روش UPGMA توده های مورد بررسی را در دو گروه کلی طبقه بندی نمود که البته دو توده شماره 35 و 31 به صورت جداگانه دسته بندی شدند. این گروه بندی توسط تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) مورد تایید قرار گرفت و با موقعیت جغرافیایی محل جمع آوری نمونه ها تا اندازه ای مطابقت داشت. نتایج تجزیه واریانس ملکولی (AMOVA) نشان داد که 94 درصد از تنوع برآورد شده مربوط به درون جمعیت ها و 6 درصد آن مربوط به بین جمعیت ها می باشد. برآورد تعداد الل (Na)، الل مؤثر (Ne)، شاخص شانون (I) و میزان هتروزیگوسیتی (H) نشان داد که جمعیت زاگرس شمالی در مقایسه با زاگرس جنوبی از میزان تنوع ژنتیکی بیش تری برخوردار می باشد. نتایج این تحقیق بیانگرتنوع قابل ملاحظه ای برای گونهT. boeoticum در نواحی زاگرس بود و نشان داد که نشانگرهای CBDP همانند نشانگرهای ISSR ابزار مناسبی برای ارزیابی تنوع ژنتیکی در خویشاوندان وحشی گندم می باشند.

گیاه کتان (Linum usitatissimum L) به عنوان یک محصول زراعی مهم و منبعی غنی از اسیدهای چرب مفید، پروتئین، فیبر غذایی و لیگنان ها شناخته شده است. لیگنان ها گروه مهمی ازمتابولیت های ثانویه هستند که به عنوان ترکیبات آنتی اکسیدان، فعالیت های بیولوژیکی مهمی مانند اثرات ضد سرطانی در بدن انسان دارند. در این مطالعه بیان ژن های فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL) و سینامیل الکل دهیدروژناز (CAD) در مسیر بیوسنتز لیگنان ها تحت تاثیر نانوذرات روی و تیتانیوم در کشت سلولی کتان مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا ًتصادفی با سه تکرار جهت بررسی تأثیر نانوذرات روی و تیتانیوم طراحی شد. نانوذرات اکسید روی در غلظت صفر، 30، 60 و 120 میلی گرم بر لیتر و اکسید تیتانیوم در غلظت صفر، 50، 100 و 150 میلی گرم بر لیتر به کشت های سلولی اضافه شدند. سپس به منظور بررسی بیان ژن ها به وسیله Real-Time PCR، نمونه برداری از کشت های سلولی، 24، 48 و 72 ساعت بعد انجام شد. بیش ترین میزان بیان ژن PALدر دو غلظت 30 و 60 میلی گرم بر لیتر وکم ترین آن در غلظتmg/L 120 نانوذره روی مشاهده شد. نانو ذره تیتانیوم بر روی بیان ژن PAL تأثیر معنی داری نداشت ولی باعث افزایش بیان CAD درغلظتmg/L 150 در زمان های 48 و 72 شد. بیان CAD تحت تاثیر نانوذره روی در غلظتmg/L 60 در همه بازه های زمانی افزایش یافت و در غلظتmg/L 120 نانوذره روی، کاهش میزان بیان این ژن مشاهده شد. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که نانوذره روی در افزایش بیان هر دو ژن PALو CAD مؤثر است در صورتی که نانوذره تیتانیوم تنها در تغییر بیان ژن CAD مؤثر بوده و تأثیری در بیان ژن PAL نداشته است.