فن آوری زیستی در کشاورزی
سال:1397 | دوره:17 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

کنترل بیولوژیک یکی از راهکارهای مؤثر کنترل بیماری های گیاهی و عاملی برای کاهش مصرف سموم شیمیایی است. قارچ تریکودرما با داشتن خاصیت ضدیتی علیه بسیاری از قارچ های بیماری زای گیاهی از موفق ترین عوامل کنترل بیولوژیکی محسوب می شود. توان بیوکنترلی این قارچ، با میزان تجزیه آنزیمی دیواره سلولی پاتوژن، ارتباط مستقیم دارد. در پروژه قبلی نویسندگان به کمک مهندسی پروتئین، کیتیناز کایمر 42 ساخته شد و پروتئین نوترکیب حاصل به قارچ T. harzianumانتقال یافت. در تحقیق حاضر توان بیوکنترلی و کلنیزاسیون جدایه های مهندسی شده در برابر پاتوژن R. solaniدر شرایط آزمایشگاه و گلخانه بر روی گیاه لوبیا ارزیابی شدند. پس از تأیید مولکولی، حضور و ثبات قطعات مهندسی شده در ریسه قارچ های مهندسی شده بعد از گذشت دو سال، بررسی توان بیوکنترلی در کشت متقابل تریکودرما و پاتوژن انجام شد. یافته ها نشان داد که جدایه Chit42-ChBD3 با 82/53 درصد بازدارندگی بیش تر نسبت به کنترل، بهترین بیوکنترل در شرایط In vitro بوده است. طبق نتایج به دست آمده از آزمایش گلخانه ای گیاهان تیمار شده با پاتوژن، جدایه های مهندسی شده Chit42-ChBD3، Chit42-ChBD7 و Chit42-ChBD15 در تمامی مراحل مختلف اندازه گیری (دو برگی، اواسط دوره رویشی، اوایل مرحله زایشی و در مرحله برداشت) علایم بیماری کم تراز 40 درصد را نشان دادند. کلنیزاسیون سطحی ریشه و هم چنین نفوذ ریسه قارچ به فضای بین سلولی اپیدرم ریشه لوبیا به وسیله مطالعات مولکولی با استفاده از آغازگرهای PF1/R3xba1 مورد تائید قرار گرفت.

بیماری زنگ زرد گندم ازجمله تنش های زیستی است که همه ساله کشاورزان زیادی را متحمل خسارت می نماید. مطالعه حاضر برای بررسی پاسخ پروتئینی گیاه گندم در حضور و عدم حضور بیماری زنگ زرد با کمک روش الکتروفورز دوبعدی صورت پذیرفت. شاخص های مقاومت نسبی شامل تیپ آلودگی، شدت بیماری، ضریب آلودگی، سطح زیر منحنی توسعه بیماری و نرخ آلودگی ظاهری ازجمله شاخص هایی هستند که برای شناسایی مقاومت یا حساسیت ارقام مختلف مورد استفاده قرار می گیرند در این مطالعه، ابتدا شاخص های مذکور برای 14 رقم گندم نان طی سه قرائت 7 روزه به دست آمدند. ارقام با استفاده از تجزیه خوشه ای مبتنی بر شاخص های مقاومت، به سه گروه حساس، مقاوم و نیمه مقاوم تقسیم، دو رقم پیشگام و شهریار به ترتیب به عنوان مقاوم ترین و حساس ترین ارقام شناخته شدند. تغییرات در الگوی بیان پروتئین ها با استفاده از روش الکتروفورز دوبعدی در دو رقم مذکور موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تجزیه آماری نشان داد، که از مجموع 442 لکه پروتئینی تکرارپذیر، 27 لکه پروتئینی، تغییر بیان نشان دادند. از کل پروتئین های دارای تغییر بیان معنی دار، 17 لکه دچار افزایش بیان و 10 لکه دچار کاهش بیان شدند. به طور کلی، نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان داد که تفاوت در الگوی پروتئوم دو رقم مقاوم و حساس گندم می تواند تغییر در میزان بیان آنزیم ها و پروتئین های درگیر در مقاومت را نشان دهد.

نیشکر (Saccharum officinarum) مهم ترین گیاه صنعتی تولیدکننده ی ساکارز در دنیا می باشد. کشت بافت و تراریختی این گیاه با چالش هایی مواجه است که نیازمند بهینه سازی است. در این تحقیق، ژن کدکننده ی موتان سوکراز (gtfI) از باکتری Streptococcus downei جداسازی، همسانه سازی و به نیشکر انتقال داده شد. در روش تفنگ ژنی فاصله 9 سانتی متر پرتاب ژن از ریزنمونه نسبت به فاصله 12 سانتی متر بهتر و اختلاف معنی داری (P≤ 0. 01) را نشان داد. هم چنین استفاده از ترکیب سوربیتول و مانیتول برای حفظ فشار اسمزی کالوس ها درصد تراریختی را به طور معنی داری (P≤ 0. 01) بالا برد. ترکیب هورمونی IBA و NAA بهترین کارآیی را در ریشه دار کردن گیاهان تراریخت نشان داد. تجزیه قند گیاهان تراریخت حاصل از دو مرحله زیرکشت، نشان داد که میانگین پارامتر پل (میزان ساکارز) در هر دو لاین تراریخت نسبت به شاهدهای مربوطه با کاهش قابل ملاحظه ای در حدود 30 درصد همراه بود. این موضوع نشان می دهد که آنزیم موتان سوکراز به خوبی در لاین های تراریخت نیشکر بیان شده و توانسته است این میزان قند را مصرف کند.

در این مطالعه، تولید آنزیم سلولاز و پروتئین خارج سلولی دو گونه از قارچ تریکودرما (Trichoderma harzianum و T. viride) و جهش یافته های آن ها بررسی شد. سنجش فعالیت آنزیم سلولاز با استفاده ازآویسل، کربوکسی متیل سلولز(III)، کاغذ صافی واتمن شماره 1 و سلولز باکتریایی (Iα ) انجام شد. خصوصیات ساختار شیمیایی این ترکیبات با استفاده از اسپکتروسکوپی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، پراش اشعه ایکس(XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) بررسی شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داد که سلولز باکتریایی ساختار فیبری ظریف تری در مقایسه با آویسل و کربوکسی متیل سلولز دارد. نسبت ضخامت فیبر سلولز باکتریایی در مقایسه با آویسل تقریباً 1 به 30 بود. ارزیابی های اسپکتروسکوپی مادون قرمز و پراش اشعه ایکس نشان داد که CMC حاوی گروه های کربوکسیلیک بر روی ساختار خود است و کریستالیزاسیون آن 84/81% می باشد. کریستالیزاسیون آویسل و سلولز باکتریایی نشان داد که شاخص کریستالیزاسیون آویسل (15/89%) بیشتر از سلولز باکتریایی (44/66%) می باشد. هر دو گونه و جهش یافته های آن ها مقادیر مختلفی از پروتئین خارج سلولی را در محیط تخمیر تولید کردند. در جدایه های T. harzianum بالاترین میزان فعالیت آنزیم سلولاز به ترتیب در جدایه های جهش یافته Th M7 و Th M6 و در جدایه های T. viride بالاترین فعالیت آنزیمی به ترتیب در جدایه های جهش یافته Tv M14، Tv M15 مشاهده گردید. اندازه گیری فعالیت آنزیمی با استفاده از سلولز باکتریایی مقادیر بالاتری از فعالیت را در مقایسه با سوبستراهای آویسل و کاغذ صافی نشان داد که این امر نشانه قابلیت دسترسی بالای سلولز باکتریایی یا سلولز Iα برای تجزیه زیستی در مقایسه با آویسل یا سلولز Iβ می باشد.

پروانش (Catharanthus roseus) گیاهی دارویی است که به دلیل تولید آلکالوئیدهای فراوان ازجمله داروهای ضدسرطان وین کریستین و وین بلاستین اهمیت دارد. وین کریستین و وین بلاستین ازجمله مهم ترین داروها در درمان سرطان می باشند ولی بااین حال عملکرد این دو ترکیب به طور نسبی پایین و مقدار تقریبی آن ها در گیاه 0005/0 درصد است. با توجه به قیمت بالای این ترکیبات و مقادیر اندک آن ها در این گیاه، تلاش در جهت افزایش تولید این ترکیبات، منجر به تحقیقات وسیع روی این گیاه شده است. در این تحقیق جهت بررسی تأثیر عصاره های قارچی و زمان بر میزان تولید آلکالوئیدها در سوسپانسیون سلولی گیاه پروانش، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. به این منظور بعد از تهیه سوسپانسیون سلولی، عصاره قارچ های Priformospora indica، Trichoderma tomentosum و ترکیب عصاره های قارچی p. indicaو T. tomentosum با غلظت 1% حجمی-حجمی به سوسپانسیون سلولی اضافه شد. نمونه برداری در زمان های صفر، 24، 48 و 72 ساعت بعد از اعمال تیمار انجام شد و میزان آلکالوئیدهای وین بلاستین و وین کریستین با استفاده از HPLC اندازه گیری شد. نتایج آزمایش نشان داد که هر سه عصاره های قارچی P. indica، T. tomentosum و مخلوط هر دو عصاره قارچی (P+T) باعث افزایش میزان تولید وین بلاستین نسبت به شاهد شد و بیش ترین تأثیر مربوط به عصاره قارچ T. tomentosum بود. مقایسه میانگین میزان وین کریستین بین عصاره های قارچی نشان داد که بیش ترین میزان وین کریستین در نمونه شاهد بود و عصاره های قارچی باعث کاهش میزان وین کریستین شد.

بیماری موزائیک انجیر مهم ترین بیماری خسارت زا در انجیر است و چندین ویروس از خانواده های مختلف با ژنوم از نوع آر. ان. ای (RNA) و دی. ان. ای (DNA) در آن نقش دارند. در این تحقیق حضور مهم ترین ویروس های با ژنوم آر. ان. ای دخیل در بیماری شامل Fig mosaic virus (FMV)، Fig latent virus-1 (FLV-1)، Fig cryptic virus (FCV)، Fig fleck-associated virus (FFKaV)، Fig leaf mottle associated virus-1 (FLMaV-1)، Fig leaf mottle associated virus-2 (FLMaV-2)، Fig leaf mottle associated virus-3 (FLMaV-3) و Fig mild mottle associated virus (FMMaV) در انجیرکاری های مختلف کشور موردبررسی قرار گرفت. نمونه برداری ها از 14 استان انجام شد و شامل 611 نمونه برگی دارای علائم موزائیکی بود. پس از استخراج آر. ان. ای دو رشته ای با ستون سلولزی، سی. دی. ان. ای (cDNA) با استفاده از آغازگر تصادفی ساخته شد. واکنش زنجیره ای پلی مراز برای هرکدام از این ویروس ها با آغازگر اختصاصی مربوط به هر ویروس انجام گرفت. درنهایت بعد از مشخص شدن مناطق آلوده، آلودگی های مخلوط بین خانواده های مختلف ویروسی موردبررسی و FMV مشخص شد. نتایج حاکی از وجود آلودگی در تمام استان های موردمطالعه بود و هم چنین بیش از نیمی از نمونه های جمع آوری شده حداقل به یکی از ویروس ها آلوده بودند. بعضی از ویروس ها مانند FMV نیز در بعضی از مناطق مثل استان فارس ردیابی نشد. بیش ترین میزان آلودگی مربوط به FMV و FFKaV با 7/34 و 2/14 درصد و کم ترین مربوط به FMMaV با 4/4 درصد آلودگی بود. بیش ترین میزان آلودگی مخلوط مربوط به حضور FMV با اعضاء خانواده Closteroviridae بود.

در این پژوهش کاربرد روش جدید الکتروفورز ژل پلی اکریل آمید با استفاده از رنگ آمیزی اتیدیوم بروماید برای بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های آفتابگردان با استفاده از نشانگر مولکولی نوین TRAP ارائه شده که نسبت به روش های متداول رنگ آمیزی نقره و نشان دار کردن آغازگرها با فلورسنت، دارای مزیت هایی همچون مقرون به صرفه بودن، سرعت بالای تجزیه، تجزیه تعداد زیادی نمونه در واحد زمان (196 × 2) در هر آزمایش و هم چنین استفاده مجدد از ژل ها می باشد. 6 آغازگر ثابت و 6 آغازگر تصادفی نشانگر مولکولی TRAP به کاررفته توسط این روش الکتروفورز 19 ترکیب نشانگری ایجاد کردند که از میان 116 نوار ایجادشده توسط نشانگر TRAP، 109 تای آن ها چندشکل بودند. میانگین تعداد نوارهای چندشکل 79/5 بود. اندازه قطعات آشکارشده بین 25-920 جفت باز بود. محتوای اطلاعات چندشکل (PIC) این نشانگر بین 03/0 و 50/0 با میانگین 33/0 بود. ترکیب نشانگری (MAX3BR و Sa12) با محتوای اطلاعات چندشکل 49/0 چندشکل ترین جایگاه بود. نتایج آزمایش نشان داد که این روش نه تنها در آشکارسازی محصولات نشانگرهای ریزماهواره بلکه در سایر نشانگرها مانند TRAP که تعداد زیادی نوار چندشکل تولید می کنند می تواند بسیار مفید واقع شود.