فصلنامه ژنتیک نوین
سال دوم شماره 3 (پیاپی 10، پاییز 1386)

باکتری باسیلوس تورینجینسیس یک باکتری گرم مثبت با جاذبه های فراوان زراعی و علمی می باشد که تاکنون بیش از 100 زیر گونه و بیش زا 350 نوع ژن مختلف رمز کننده سموم حشره کش در آن شناسایی شده اند. بیشتر زیر گونه های این باکتری بطور اختصاصی تعداد زیادی از حشرات و حتی نماتدها را از بین می برند اما هر نژادی از این باکتری دارای اختصاصیت بالایی بر حشرات از یک راسته یا خانواده خاص می باشند. این اختصاصیت به کمک تنوع پروتئین های کریستالی که باکتری در طول اسپورزایی تولید می کند مشخص می شود. این توکسین ها که تحت عنوان توکسین های Cry نامیده می شوند دارای خانواده ها و زیر خانواده های مختلفی می باشند در این بررسی سعی می شود ویژگی های ژن های موجود، ساز و کار تظاهر آنها، ساز و کار اختصاصیت آنها و کاربردهای آنها در قالب ژنومیکس کاربردی این باکتری ارایه شود.

سندروم داون یکی از شایع ترین ناهنجاری های کروموزومی و از علل رایج عقب ماندگی ذهنی است که با فراوانی 1.800 در میان متولدین زنده مشاهده می شود. عدم تفرق صحیح کروموزوم 21 در خلال میوز مادرزادی در 86% موارد دلیل بروز سندروم داون می باشد. سندروم داون در موارد نادر در نتیجه جابجایی رابرت سونیک و یا عدم تفرق صحیح کروموزوم 21 در خلال تقسیمات میتوزی زیگوت ایجاد می شود. اختلال در متابولیسم اسید فولیک در نتیجه پلی مورفیسم های موجود در ژن های چرخه متابولیسم اسید فولیک به عنوان یکی از علل ممکن در بروز سندروم داون گزارش شده است. یکی از آنزیم های کلیدی در چرخه فولادت که در سنتز متیونین از هموسیستئین دخالت دارد، ژن میتونین سنتاز (MTR) است. در این بررسی رابطه میان پلی مورفیسم 2756A>G این ژن، و سندروم داون در مادران ایرانی دارای فرزند مبتلا به سندروم داون مورد مطالعه قرار گرفت. این پلی مورفیسم در نتیجه جابجایی نوکلئوتید آدنین با گوانین در موقعیت نوکلئوتیدی 2756 از ژن متیونین سنتاز رخ می دهد و موجب جایگزینی اسید آمینه آسپارتات با گلیسین در توالی اسید آمینه ای پروتئین می گردد. در این مطالعه 93 مادر دارای فرزند تریزومی آزاد 21 و 116 مادر کنترل دارای بچه سالم مورد مطالعه قرار گرفتند. DNA ژنومی از نمونه های خونی افراد با استفاده از روش نمک استخراج گردید. پلی مورفیسم 2756>G با استفاده از روش PCR و برش محصولات تکثیر یافته مورد شناسایی قرار گرفت. فراوانی پلی مورفیسم مربوطه میان دو گروه بیمار و کنترل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده بیانگر فراوانی 60.2% ژنوتیپ AA، 35.5% ژنوتیپ AG و 4.3% ژنوتیپ GG در میان مادران دارای فرزند مبتلا به سندروم داون بود. فراوانی ژنوتیپ های مذکور در مادران کنترل به ترتیب 56%، 35.3% و 10% بود. بررسی های آماری بیانگر عدم وجود تفاوت معنی دار میان دو گروه بیمار و کنترل (P=0.451) و عدم ارتباط نقش ریسک فاکتوری پلی مورفیسم 2756A>G در جمعیت ایرانی در بروز سندرم داون بود.

هدف تحقیق حاضر برآورد پارامترهای ژنتیکی و فنوتیپی وزن تخم مرغ، وزن زرده و ترکیب اسیدهای چرب آن در یک گله مرغ مولد گوشتی بود. در ابتدا از تعداد 110 مرغ با شجره معلوم در سن 32 هفتگی تعداد دو عدد تخم مرغ جمع آوری و به آزمایشگاه منتقل شد. پس از تعیین وزن تخم مرغ و وزن زرده، اسیدهای چرب زرده تعیین شد. برای تعیین نوع و مقدار اسیدهای چرب از دستگاه کروماتوگراف گازی استفاده گردید. مولفه های واریانس و کوواریانس ژنتیکی افزایشی، باقیمانده و فنوتیپی و پارامترهای حاصل از آنها بر اساس تجزیه و تحلیل چند متغیره با استفاده از نرم افزار DFREML برآورد شد. وراثت پذیری وزن تخم مرغ و وزن زرده به ترتیب 0.23 و 0.29 برآورد شد. وراثت پذیری مقدار اسیدهای چرب دامنه ای از 0.48 برای اسید پالمیتولئیک تا 0.69 برای اسید استئاریک داشت. همبستگی ژنتیکی افزایشی وزن زرده با مقدار اسید پالمیتولییک تا 0.69 برای اسید استئاریک داشت. همبستگی ژنتیکی افزایشی وزن زرده با مقدار اسید پالمتیک، پالمیتولئیک، استئاریک، اولئیک و لینولئیک به ترتیب 0.64، 0.30، 0.49، 0.71 و 0.02 بود. دامنه همبستگی ژنتیکی اسیدهای چرب از 0.44 (بین اسید پالمیتولئیک و استئاریک) تا 0.96 (بین اسید استئاریک و اولئیک) بود. این برآوردها برای همبستگی فنوتیپی از 0.51 (بین اسید پالمیتولئیک با اسید استئاریک و لینولئیک) تا 0.94 (بین اسید استئاریک و اولئیک) بود. برآورد بالا برای مقادیر وراثت پذیری اسیدهای چرب تخم مرغ نشان می دهد می توان از طریق انتخاب در آنها بهبود ایجاد کرد. همچنین بستگی ژنتیکی افزایشی مثبت و زیاد بین وزن زرده و مقدار اسیدهای چرب نشان می دهد که انتخاب در جهت افزایش وزن زرده منجر به افزایش مقدار اسیدهای چرب نیز خواهد شد.

در این تحقیق، به منظور بررسی اثرات ثابت محیطی شامل سال زایش، سن میش در هنگام زایش و وزن بره متولد شده بر صفت دوقلوزایی و همچنین برآورد روند فنوتیپی از اطلاعات دوقلوزایی میش های نژاد بلوچی در ایستگاه عباس آباد مشهد از مدل تابعیت لجستیک استفاده گردید. تعداد کل سوابق مورد استفاده 5100 و متعلق به 1681 راس میش بود که در طی سال های 1363 تا 1382 زایش داشتند. ارقام مورد استفاده در این مطالعه محدود به تک قلو و دوقلوزایی گردید و داده های مربوط به سه و چهار قلوزایی بدلیل کم بودن گزارش از فایل ارقام حذف شدند. میانگین سن میش ها و وزن هنگام تولد بره ها در پرونده ارقام به ترتیب 2.79 سال و 4.25 کیلوگرم بودند. مدل آماری مورد استفاده برای تجزیه و تحلیل دوقلوزایی مدل تابعیت لجستیک بود و ارقام توسط نرم افزار SAS پردازش شدند. نتایج بدست آمده در این تحقیق نشان داد عوامل محیطی سال تولد، سن میش هنگام زایش بره ها و همچنین وزن هنگام تولد بره ها اثر معنی دار آماری بر احتمال دوقلوزایی دارند. بر اساس نتایج این تحقیق، احتمال دوقلوزایی با افزایش سن میش در هنگام زایش بیشتر می شود. همبستگی بین وزن هنگام تولد بره با احتمال دوقلو زایی میش منفی بود که این امر نشان می دهد میش های دوقلوزا معمولا بره های سبک وزن تر از میش های تک قلوزا بدنیا می آورند. روند فنوتیپی بر اساس تابعیت متوسط احتمال پیش بینی شده دوقلوزایی در هر سال زایش به عنوان متغیر وابسته بر حسب سال زایش به عنوان متغیر مستقل محاسبه شد. نتایج نشان داد که احتمال دوقلوزایی در میش های بلوچی ایستگاه یاد شده دارای روند مثبت و معنی دار آماری در طی سال های 1363 تا 1382 بوده است و مقدار آن حدودا 0.01 در سال بدست آمد.

ژن کالپاستاتین در بررسی راندمان رشد و کیفیت گوشت بعنوان یکی از ژن های انتخابی شناخته شده است. به منظور بررسی چند شکلی ژن کالپاستاتین از 100 گاو نژاد سیستانی در ایستگاه تحقیقات گاو سیستانی زهک بطور تصادفی خونگیری بعمل آمد. استخراج DNA از خون تام به کمک روش بوم و واکنش زنجیره پلی مراز (PCR) جهت تکثیر قطعه 622 جفت بازی از ژن CASRI انجام شد. قطعه تکثیر شده ژن کالپاستاتین بوسیله آنزیم محدودگر MspI، وجود دو آلل M و N را آشکار کرد. ژنوتیپ های NN، MN، MM با فراوانی های 51.86، 32.27 و 4.87 برای ژن کالپاستاتین در این گله تشخیص داده شدند. فراوانی های آللی M و N بترتیب 76.4%، 23.6% برآورد گردید. میزان هتروزیگوسیتی پایینی مربوط به ژن کالپاستاتین درگله مورد مطالعه بدست آمد که علت آن را می توان در بسته بودن گله دانست. همچنین بر اساس تجزیه و تحلیل آماری مشخص گردید که از نظر میانگین افزایش وزن در سنین 3-0 و 12-9 ماهگی ژنوتیپ NN بهترین عملکرد را دارا می باشد. آزمون دانکن نشان داد که بین ژنوتیپ های NN، MN، MM از نظر وزن در سنین 3-0 و 12-9 ماهگی اختلاف معنی داری (P<0.05) وجود دارد و این ممکن است نشان دهنده تاثیر کالپاستاتین بر رشد باشد. آزمون X2 و G تعادل هاردی- واینبرگ را در جمعیت نشان دادند. احتمالا با توجه به اینکه هیچگونه انتخابی به نفع یا به ضرر ژنوتیپ خاصی در این جمعیت صورت نگرفته بنابراین تعادل هاردی- واینبرگ در این جایگاه ژنی در این گله برقرار بوده است.

گیاه Aegilops tauschii گونه ای علفی، اکثرا دیپلوئید (2x=2n=14DD) و خودگرده افشان است که منبع ژنوم D در گندم نان می باشد. در این تحقیق کاریوتیپ جمعیت های آجیلوپس جمع آوری شده از مناطق مختلف ایران شامل 7 جمعیت از گونه A. tauschii و 3 جمعیت از گونه A. strangulata مورد بررسی قرار گرفت. از هر جمعیت تعدادی بذر در ظروف پتری بر روی کاغذ صافی به منظور تهیه نوک ریشه ها کشت شد. ریشه های دارای طول 1.5 تا 2 سانتیمتر انتخاب و از نوک ریشه ها، اسلاید تهیه گردید. پس از تهیه عکس و تعیین ابتدا و انتهای کروموزوم و محل سانترومر آنها توسط نرم افزار مربوطه، یکسری ویژگی های کروموزومی شامل طول بازوی کوتاه و بلند، طول کل کروموزوم، طول نسبی کروموزوم و نسبت بازوها محاسبه شد. در این بررسی مشخص گردید که A. tauschii و A. strangulata دیپلوئید هستند و تعداد کروموزوم پایه در آنها برابر 7 می باشد. فرمول کاریوتیپی در جمعیت ها نیز متاسنتریک و ساب متاسنتریک بود. بر اساس شاخص عدم تقارن درون کروموزومی و %TF، توده 840 از گونه A. strangulate کروموزوم های نامتقارن تری داشت. توده شماره 641 از گونه A. tauschii نیز متقارن ترین کروموزوم ها را داشت و بقیه جمعیت ها در مرتبه متوسطی با توجه به نامتقارن بودن کروموزوم ها قرار داشتند. پس از انجام تجزیه خوشه ایبر اساس داده های حاصل از صفات مورفولوژیکی و مقایسه این گروه ها با منشا توده ها، هیچ نوع رابطه ای بین این گروهبندی با نواحی جغرافیایی توده ها مشاهده نشد و از لحاظ کروموزومی، دو زیرگونه strangulate و tauschii با هم تفاوتی نداشتند زیرا در تجزیه خوشه اینیز در کلاسترهای جداگانه قرار نگرفتند.

کلزا یکی از دانه های روغنی خوراکی و صنعتی با اهمیت در جهان به شمار می رود. بکارگیری مهندسی ژنتیک در کلزا باعث تولید رقم هایی شده که از نظر صفات با ارزش زراعی و اقتصادی بسیار حایز اهمیت می باشند. بیشترین انتقال ژن به کلزا از طریق اگروباکتریوم تومه فاشینس انجام شده است. در این گونه باکتری، سویه های مختلفی وجود دارد که از آنها جهت انتقال ژن استفاده گردیده است. هدف از این تحقیق، بررسی اثر رقم کلزا، ریزنمونه و سویه اگروباکتریوم تومه فاشینس بر فراوانی تراریختی گیاه کلزا می باشد. برای این منظور از دو ریزنمونه (کوتیلدون و هیپوکوتیل)، دو رقم تجاری کلزا PF-7045-91 و SLM-046 و دو سویه باکتری LBA4404 و C58 (pGV3101) برای انتقال ژن گزارشگر gus استفاده گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار اجرا شد. پلاسمید pBI121 حامل ژن مورد نظر به سویه های اگروباکتریوم تومه فاشینس و از آن طریق به گیاه کلزا منتقل گردید. برای سنجش اولیه حضور ساختار حاوی ژن در گیاه، از مقاومت گیاهان به 25 میلی گرم در لیتر کانامایسین استفاده شد. حضور ژن های وارد شده و بیان آن به ترتیب از طریق آزمون های PCR و سنجش gus اثبات گردید. نتایج آزمون آماری نشان داد که بین ارقام کلزا، ریزنمونه، سویه اگروباکتریوم تومه فاشینس و اثرات متقابل آنها برای فراوانی تراریختی گیاه کلزا اختلاف بسیار معنی داری وجود دارد. به طوریکه رقم PF-7045-91 با میانگین 10.64%، تراریختی بیشتری را نسبت به رقم SLM-0.46 با میانگین 4.5% نشان داد. از طرف دیگر سویه LBA4404 نیز با 8.78% تراریختی، توانایی بیشتری نسبت به سویه C58 (pGV3101) با میانگین 6.39% جهت انتقال ژن را نشان می دهد.