گیاه توتون (.Nicotiana tabacum L) ازجمله گیاهان غیرچوبی است که پس از مصرف برگ آن در صنایع دخانیات، پسماند ساقه آن را می توان در صنایع تولید کاغذ و فرآورده های چند سازه چوبی مورد استفاده قرار داد. اما استفاده بهینه از این ماده بیولوژیک غیرچوبی مستلزم شناخت ویژگی های آناتومیکی، مورفولوژیکی و ترکیب های شیمیایی آن است.از ساقه های گیاه توتون واریته کوکر 347 ("Coker 347" Nicotiana tabacum L.) که به طور نسبتا وسیعی در مزارع استان گیلان کشت گردید به طور تصادفی نمونه برداری و خواص آناتومیکی در سه مقطع مماسی، عرضی و شعاعی و همچنین ویژگی های مورفولوژیکی شامل طول و ضخامت فیبر و ضرایب بیومتری اشتقاق یافته از آن (شاخص درهم رفتگی، شاخص رونکل و ضریب انعطاف پذیری) در سه ارتفاع (5%، 50% و 75%) و همچنین ترکیب های شیمیایی آن از قبیل مقدار سلولز، لیگنین، خاکستر، آلفا سلولز و همی سلولز آن مطابق با استانداردهای مربوطه با پوست و بدون پوست مورد بررسی و نتایج آن از طریق طرح آماری مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ترکیب های شیمیایی ساقه توتون در حد مطلوبی است. اما رابطه شاخص درهم رفتگی (نسبت طول به قطر الیاف) در الیاف ساقه گیاه توتون از بسیاری از الیاف زراعی و پهن برگان کمتر بود، در نتیجه پیش بینی می شود که کاغذ تولیدی آن از مقاومت به پارگی چندان مطلوبی برخوردار نباشد، ولی رابطه شاخص رونکل (نسبت دو برابر ضخامت دیواره به قطر الیاف) آن نزدیک به محدوده پهن برگان و بسیاری از گیاهان غیرچوبی بود، و در نتیجه انتظار می رود کاغذ تولیدی از مقاومت به کشش، ترکیدگی و تا خوردگی قابل قبولی برخوردار باشد.

The aim of this investigation was to evaluate the antifungal activity of Osmotin against several important economically improtant plant pathogenic fungi. The Osmotin gene from Nicotiana tabacum was overexpressed in Escherichia coli (Rosetta DE3). Taguchi test was applied to optimize the conditions for protein expression, and Western blot analysis confirmed expression of the recombinant protein. The expressed Osmotin was found in the form of insoluble inclusion bodies, which were then solubilized and refolded. The purified and refolded protein's activity was verified by three different antifungal activity assays. The purified recombinant Osmotin demonstrated a wide range of antifungal activity against various types of phytopathogenic fungi: Botrytis cinerea, Sclerotinia sclerotiorum, Fusarium oxysporum, Verticillium dahliae and Alternaria brassicola. Hemolysis biosafety test demonstrated that the protein is non-toxic to mammalian cells. All these findings suggest that the Osmotin gene from N. tabacum has promising potential as an antifungal agent against various phytopathogenic fungi and also to be utilized for production of antifungal agents and fungal-resistant transgenic plants.

توتون (Nicotianan tabacum) گیاهی صنعتی و یکساله است که در شمال ایران برای تامین برگ آن جهت تولید تنباکو کشت می شود و سالیانه مقادیر قابل ملاحظه ای ساقه توتون در شمال کشور تولید می شود. در این تحقیق ساقه توتون واریته کوکر 347 به صورت کاملا تصادفی از منطقه گیلان، و شهرستان آستارا تهیه گردید و طبق آزمون های استاندارد TAPPI ابتدا آرد چوب تهیه و بعد درصد مواد استخراجی آن تعیین گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین مواد استخراجی ساقه توتون واریته کوکر 347 (10.41 درصد) بود. سپس مواد استخراجی توسط حلال تولوئن- الکل با نسبت حجمی (2 به 1) از آرد چوب استخراج گردید. مواد استخراجی تهیه شده به داخل یک ویال شیشه ای منتقل و به آن واکنشگر BSTFA اضافه شد. نمونه ها به مدت یک ساعت در حمام بن ماری و دمای 70 درجه سانتی گراد قرار گرفته و بعد توسط دستگاه (GC/MS) مورد آنالیز قرار گرفت. در مجموع 11 ترکیب شیمیایی در مواد استخراجی چوب ساقه توتون واریته کوکر 347 مورد شناسایی قرار گرفت که با درصدهای متفاوتی در چوب ساقه توتون واریته کوکر 347 وجود دارند. این ترکیبات شامل -P پریدین، 1- تری متیل سایلیل، 2، -1 بنزن دی کربوکسیل اسید، آلفا- دی- گلوکوپیرانوز، 8، 11 - دی متیل- 13- (4- اکسو-1- متیل) و تری فلوئورمتیل ایزوپروپیل سولفید دارای بیشترین مقادیر هستند.

هفت واریته توتون تیپ بارلی به نامهای Burley Resistant, Burley Banket, Burley 14, Burley 26, Burley TN 86, Burley 21, Burley CDL 28  در سال 1379 بصورت یک طرح دی آلل یک طرفه تلاقی و والدین و نتایج آنها در سال 1380 بصورت یک طرح بلوکهای کامل تصادفی با 3 تکرار در مرکز تحقیقات توتون گیلان رشت کشت و میزان مقاومت آنها در مقابل عامل بیماری سفیدک کرکی (Peronospora tabacina A.) و نماتد مولد غده در ریشه توتون (Meloidogyne incognita) با روش استاندارد سازمان کورستا (CORESTA) مورد ارزیابی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل نتایج حاصله به روش دی آلل حاکی از انطباق داده ها با مدل افزایشی-غالبیت پیشنهادی هیمن و گریفینگ بود. در خصوص صفت مقاومت واریته ها به نماتد مولد غده وجود اثرات فوق غالبیت ژنها مشهود بود و در کنترل ژنتیکی صفت مقاومت به عامل سفیدک کرکی اثرات غالبیت جزئی ژنها نقش داشت. ترکیب پذیری عمومی و خصوصی معنی دار حاکی از نقش اثرات افزایشی و غیر افزایشی (غالبیت) ژنها در کنترل صفت مقاومت به نماتد واریته ها بود، ولی برای صفت مقاومت ارقام به سفیدک کرکی فقط ترکیب پذیری عمومی معنی دار گردید که عمدتا دلالت بر اثرات افزایشی ژنها در کنترل صفت یاد شده دارد. برآورد وراثت پذیری خصوصی به میزان 18 تا 29 درصد برای مقاومت به نماتد و 46 تا 52 درصد برای مقاومت به عامل بیماری سفیدک کرکی شانس متوسطی را برای گزینش لاین های مقاوم به نماتد و 46 تا 52 درصد برای مقاومت به عامل سفیدک کرکی بدست می دهد. با توجه به وجود کمترین آلودگی واریته های Burley Banket و Burley TN 86 به عنوان بهترین والدین برای انتقال صفت مقاومت به نماتد مشخص گردیدند. به همین ترتیب واریته Burley CDL 28 با کمترین آلودگی به سفیدک کرکی و داشتن ترکیب پذیری عمومی منفی و معنی دار، والد مناسبی برای انتقال صفت مقاومت به سفیدک کرکی به نتایج می باشد. از جمله نتایج دارای ترکیب پذیری خصوصی معنی دار و منفی برای مقاومت به نماتد می توان به(B.21×B. CDL 28) ,(B.CDL 28 × B. TN 86) (B.CDL 28 × 26)  اشاره نمود. به همین ترتیب نتایج حاصل از تلاقی واریته B.CDL 28 با سایر واریته ها کمترین آلودگی را به سفیدک کرکی نشان دادند. این تلاقی ها می توانند انتخاب لاین های مقاوم به نماتد Meloidogyne incognita را در نسلهای در حال تفکیک فراهم نمایند.

به منظور تجزیه و تحلیل ژنتیکی پایداری واریته های توتون به بیماری سفیدک دروغی و برآورد ترکیب پذیری ارقام، چهار واریته توتون بل 61-10، برجراک سی، سامسون و ترامف پایدار و حساس به بیماری سفیدک دروغی، دریافتی از سازمان بین المللی تحقیقات توتون (کورستا)، در سال 1376 به صورت طرح دی آلل یک طرفه تلاقی، و در سال 1377 والدین و نتایج آنها کشت و مورد بررسی قرار گرفتند. هم چنین، به منظور بررسی اثر ژن های کنترل کننده صفت پایداری و حساسیت، و گرفتن بذور نسل BC2, BC1, F2، نسل F1 حاصل از تلاقی چهار واریته توتون خودگشن، و با والدین مربوطه تلاقی برگشتی داده شدند. در سال 1378، کلیه ژنوتیپ ها به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار کشت، و میزان پایداری و حساسیت ژنوتیپ ها در مقابل بیماری سفیدک دروغی با روش استاندارد کورستا اندازه گیری، و نتایج مربوط به والدین، نسل های F1  و F2 به صورت یک دی آلل 4´4 تجزیه و تحلیل گردید.نتایج تجزیه واریانس تفاوت معنی داری را بین ژنوتیپ ها از نظر پایداری به پرونسپورا نشان داد، و تجزیه میانگین نسل ها گویای پیروی خانواده های برجراک سی ´ بل 61-10 و ترامف ´ بل 61-10 از مدل ساده افزایشی – غالبیت بود. در حالی که در سایر خانواده ها آثار متقابل غیرآللی (اپیستاتیک) پدیدار گشت، و با مدل شش پارامتری متر و جینکز برای وجود آثار متقابل دو ژنی برازش نشان دادند. بدین ترتیب، با توجه به وراثت پذیری خصوصی برآورد شده (34% تا 85%)، امکان گزینش موفقیت آمیز لاین های پایدار در برابر پرونسپورا در نسل های در حال تفکیک، برای برخی ازتلاقی ها وجود دارد. به سبب ترکیب پذیری عمومی معنی دار والدین برای صفت پایداری نسبت به پرونسپورا، نقش آثار افزایشی ژن ها در زمینه پایداری در برابر عامل بیماری سفیدک دروغی چشم گیر بود. در مجموع، وراثت پذیری خصوصی برای ژنوتیپ های مورد بررسی به میزان 72% تا 75% برای این صفت برآورد شد.

گیاه توتون از جمله گیاهان غیرچوبی است که پس از مصرف برگ آن در صنایع دخانیات، پسماند ساقه آن را می توان در صنایع تولید کاغذ و فرآورده های چند سازه چوبی مورد استفاده قرار داد. اما استفاده بهینه از این ماده بیولوژیک غیرچوبی مستلزم شناخت ویژگی های آناتومیک، مورفولوژیک و ترکیبات شیمیایی آن می باشد. از ساقه های گیاه توتون واریته پی وی اچ 19 که به طور نسبتا وسیعی در مزارع استان گیلان کشت می شود به طور تصادفی نمونه برداری و خصوصیات آناتومیکی در سه مقطع مماسی، عرضی و شعاعی و همچنین ویژگی های مورفولوژیک شامل طول و ضخامت فیبر و ضرایب بیومتری اشتقاق یافته از آن (شاخص درهم رفتگی، شاخص رونکل و ضریب انعطاف پذیری) در سه ارتفاع (5%، 50% و 75%) و همچنین ترکیبات شیمیایی آن از قبیل مقدار سلولز، لیگنین، خاکستر، آلفا سلولز، همی سلولز و غیره آن مطابق با استانداردهای مربوطه با پوست و بدون پوست مورد بررسی و نتایج آن از طریق طرح آماری مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ویژگی های آناتومیک ساقه گیاه توتون که از قبیل نحوه پراکنش آوندها، فیبرها و پهنا و ارتفاع پره چوبی بسیار به پهن برگان شبیه بوده و مقادیر ترکیبات شیمیایی آن در محدوده گیاهان چوبی می باشد. اما رابطه شاخص درهم رفتگی (نسبت طول به قطر الیاف) در الیاف ساقه گیاه توتون از بسیاری از الیاف زراعی و پهن برگان کمتر بوده و در نتیجه پیش بینی می شود که کاغذ تولیدی آن از مقاومت به پارگی چندان مطلوبی برخوردار نباشد ولی رابطه شاخص رونکل (نسبت دو برابر ضخامت دیواره به قطر الیاف) آن نزدیک به محدوده پهن برگان و بسیاری از گیاهان غیرچوبی بوده و در نتیجه انتظار می رود کاغذ تولیدی از مقاومت به کشش، ترکیدگی و تاخوردگی قابل قبولی برخوردار باشد.