حسن رهنما
-
یکی از فناوری های نوظهوری که کاربردهای بسیاری در علوم کشاورزی، صنعت و علوم پزشکی و بهداشتی دارد، فناوری ژن گستر (gene drive) است. این فناوری نیز مانند هر فناوری دیگری دارای ملاحظات مهم ایمنی زیستی مرتبط با سلامت انسان، دام و محیط زیست است که در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرد. از مهم ترین ملاحظات این فناوری تغییر الگوی توارث مندلی در نسل های بعدی و غلبه یک آلل به خصوص در جمعیت مربوط است. علاوه بر این، مناسب بودن قوانین و مقررات ملی و بین المللی مربوط به موجودات تغییریافته ژنتیکی برای موجودات ژن گسترده، و روش های ارزیابی مخاطرات احتمالی آنها یعنی شناسایی مخاطرات احتمالی مرتبط با موجودات ژن گسترده و محصورسازی این موجودات در هنگام انجام آزمایش های میدانی نیز مورد توجه قرار گرفته است. در ادامه، ارزیابی مخاطرات احتمالی مرتبط با رهاسازی موجودات ژن گسترده مورد بحث واقع شده و جنبه هایی مثل مخاطرات احتمالی مربوط به کنترل عوامل بیمارگر، مخاطرات احتمالی مربوط به کنترل گونه های تهاجمی، مخاطرات احتمالی مربوط به کنترل آفات کشاورزی و در نهایت، ابعاد اقتصادی و اجتماعی فناوری ژن گستر مورد بررسی قرار گرفته است.
کلید واژگان: قانون ایمنی زیستی, موجود ژن گسترده, ارزیابی خطر, محصورسازی, پیامدهای رهاسازیGene drive technology is one of the modern technologies that have many potential uses in the agriculture, industries and medical sciences. Like other technologies, this technology has some biosafety issues related to human and animal health and the environment. These issues were discussed in this article. The most important issue is related to changing in Mendelian inheritance template in filial generations and distribution of a specific allele in a local population. Moreover, adequacy of the national and international laws and regulations related to GMOs for gene-drived organisms, and also the risk assessment methods for gene-drived organisms including identification of possible risks of the gene-drive technology and containment of the gene-drived organisms during field experiment were discussed. In the following, the possible risks in release of gene-drived organisms were considered and some related aspects including the risks related to pathogen control, the risks related to invasive species control, the risks related to control agricultural pests, and the other social and economic dimensions were investigated.
Keywords: Biosafety Law, Gene-Drived Organism, Risk Assessment, Containment, Consequences Of Release -
گیاه کاملینا (Camelina sativa) یک گیاه دانه روغنی از خانواده Brassicaceae است. این گیاه از نظر بیولوژیک و صنعتی ضروری است و اخیرا به عنوان یک منبع سوخت زیستی در نظر گرفته شده است. از آنجایی که شباهت توالی های بین ژن های Arabidopsis thaliana و Camelina sativa بسیار زیاد است، مهندسی لاین های اولئیک از طریق دستورزی توالی های ژن FAE1-A و FAD2-A توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. در این مطالعه، برخی از خصوصیات بیوانفورماتیکی ژن های FAE1-A و FAD2-A و پروتئین های مرتبط گیاه Camelina sativa مورد بررسی قرار گرفت. پروتئین FAE1-A آبگریز و پروتئین FAD2-A آب دوست است. میزان GMQE در بررسی ساختار سه بعدی این پروتئین ها برای ژن های FAE1-A و FAD2-A به ترتیب 88/0 و 93/0 درصد بود. بررسی ساختار ثانویه در پروتئین FAE1-A 79.2 درصد اطمینان را نشان داد که این پروتئین دارای 49 درصد مارپیچ، 11 درصد بتا ورق، 41 درصد سیم پیچ و 9 درصد محتوای غشایی است. بررسی ساختار ثانویه پروتئین FAD2-A نیز 79.8 درصد اطمینان را نشان داد که این پروتئین دارای 43 درصد مارپیچ، 12 درصد صفحه بتا ، 45 درصد هلیکس و 30 درصد محتوای غشایی است. ترجیح کدون نیز با استفاده از پایگاه داده Sequence Manipulation Suite که رابطه بین کدون ها و بیان این ژن ها را نشان می دهد، مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تجزیه و تحلیل بیان ژن های FAE1-A و FAD2-A نشان داد که میزان بیان در بذور در حال رشد 20 روز پس از گرده افشانی به حداکثر مقدار خود می رسد. این نتایج منجر به دانش بیشتر در مورد بیوسنتز چربی ها و بهبود کیفیت روغن در گیاه کاملینا ساتیوا می شود.کلید واژگان: تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک, Camelina sativa, دانه روغنی, FAE1-A, FAD2-ACamelina (Camelina sativa), an oilseed plant in the Brassicaceae family, is recognized as a significant crop both biologically and industrially, with recent attention shifting towards its potential as a biofuel source. The close genetic resemblance between Arabidopsis thaliana and C. sativa has sparked interest among researchers in manipulating oleic acid levels through microRNAs and the gene sequences FAE1-A and FAD2-A. A recent bioinformatics study focused on these genes in camelina revealed that the FAE1-A protein is hydrophobic, while FAD2-A is hydrophilic. Structural analysis indicated GMQE values of 0.88% for FAE1-A and 0.93% for FAD2-A. The FAE1-A protein’s secondary structure comprises 49% helix, 11% beta-sheet, 41% coil, and 9% membrane content with a confidence level of 79.2%. Similarly, the secondary structure of the FAD2-A consists of 43% helix, 12% beta-sheet, 45% coil, and 30% membrane content with a confidence level of 79.8%. Codon preference patterns were explored using the Sequence Manipulation Suite database to understand the relationship between codons and gene performance. Furthermore, analysis of FAE1-A and FAD2-A gene expression showed peak expression levels in developing seeds approximately 20 days after pollination. Further investigation into these structures promises to enhance our understanding of fat biosynthesis, thereby improving oil quality in C. sativa.Keywords: Bioinformatics analysis, Camelina sativa, Oilseed, FAE1-A, FAD2-A
-
گیاه دانه روغنی گلرنگ از گیاهان بومی ایران است که میزان اسید اولییک (18:1) آن در تمامی ارقام ایرانی پایین است. روغن های دارای سطوح اسید اولییک بالاتر از 50 درصد به علت وجود یک پیوند دوگانه در اسیداولییک نسبت به اسیدهای چرب دارای دو یا چند پیوند دوگانه، دارای پایداری اکسیداتیو در برابر حرارت هستند. به کارگیری روش های مهندسی ژنتیک و ویرایش ژنومی دستیابی به دانه های روغنی با اولییک اسید بالا را ممکن ساخته است. در این پژوهش که به منظور افزایش میزان اسید اولییک در گیاه گلرنک انجام شد، دو توالی RNAی راهنما برای هدف گیری ژن Fatty Acid Desaturase 2 (FAD2-1) از دو ناحیه طراحی شد که محل هدف گیری آنها درون ناحیه کد کننده این ژن با فاصله 640 جفت باز از یکدیگر قرار داشت. توالی های راهنما به همراه ژن Cas9 (بهینه سازی کدونی شده) در ناحیه T-DNAی سازه اگروباکتریومی کلون سازی و به روش In-planta به غوزه گیاه گلرنگ منتقل شد. بذور حاصل کشت و گیاهان حاصل پس از بذرگیری در نسل بعد برای تغییر پروفایل اسیدهای چرب غربال شدند. نتایج نشان داد میزان اسیداولییک در بذر یکی از لاین ها که دارای چهار تغییر اسیدآمینه به طور همزمان بود به طور میانگین به 14/53 درصد رسیده است. این در حالی است که میزان اسید اولییک در گیاه شاهد به طور میانگین 62/11 درصد اندازه گیری شد. نتایج نشان داد در نسل در حال تفرق، تغییر پروفایل اسید چرب در لاین دارای تغییر اسیدآمینه به صورت هموزایگوس اتفاق افتاده و گیاهان هتروزایگوس پروفایل روغن مشابه گیاهان شاهد دارند. همچنین نتایج این پژوهش می تواند نشان دهنده امکان ایجاد افزایش در میزان اسید اولییک در دانه های روغنی با تغییر توالی آنزیم FAD-2 و بدون غیرفعال سازی کامل ژن باشد.
کلید واژگان: اسید اولئیک, گلرنگ, CRISPR-Cas9, Fatty Acid DesaturaseSafflower with low oleic acid content is one of the native plants of Iran. Generally,, high oleic acid oils have more oxidative stability than the oils with high linoleic acids . Genome editing technology enable us to obtain oilseeds with high oleic acid. In this research, two guide RNA sequences were designed to target of Fatty Acid Desaturase 2 (FAD2-1) gene, which were located within the coding region and at a distance of 640 base pairs from each other. The guide sequences along with the codon optimized Cas9 gene were cloned in the T-DNA region of the Agrobacterium construct and transferred to the safflower by the In-planta method. The resulting seeds were cultivated and the plants were screened to track changes in the fatty acid profile of the seeds. The results showed that the amount of oleic acid in the seeds of one of the lines reached 53.14% on average. This line had four amino acid changes (L66F, N204D, S236A and I238V) at the same time. This is while the amount of oleic acid in the control plant was measured as 11.62% on average. The results showed that in the segregating generation, the change in fatty acid profile occurred in the line with homozygous amino acid change, and the heterozygous plants have the same oil profile as the control plants. Also, the results of this research can indicate the possibility of increasing the amount of oleic acid in oilseeds by changing the FAD2 enzyme sequence and without gene knockout.
Keywords: Oleic acid, Safflower, CRISPR-Cas9, Fatty Acid Desaturase -
گلرنگ (Carthamus tinctorius) به عنوان یکی از مهم ترین محصولات اقتصادی جهان دارای یکی از با کیفیت ترین انواع روغن های خوراکی است. ارقام گلرنگ در مقایسه با دیگر گیاهان نسبت به روش های مختلف کشت بافت و باززایی، گیاهان سرسختی هستند. بنابراین ارایه روشی با بازدهی بالا برای باززایی ارقام تجاری گلرنگ کشور ضروری است. در این پژوهش اثر غلظت های مختلف هورمون های BAP، Kin و TDZ بر صفات کالوس زایی و باززایی نو ساقه ریزنمونه های زیرلپه و لپه ارقام گلمهر و صفه گلرنگ بر روی محیط کشت MS حاوی 0، 2/0، 5/0 و 1 میلی گرم در لیتر هورمون NAA موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که بیش ترین میزان کالوس دهی با زیرلپه رقم گلمهر در محیط حاوی غلظت های یک میلی گرم در لیتر TDZ و نیم میلی گرم در لیتر NAA به میزان تقریبی 5/99 درصد و بالاترین مقدار باززایی نیز در محیط حاوی یک میلی گرم در لیتر TDZ و صفر میلی گرم در لیتر NAA در ریزنمونه لپه رقم گلمهر و حدود 33 درصد مشاهده شد. در ادامه شاخساره های حاصل به منظور ریشه زایی به هشت نوع محیط ریشه زایی مختلف منتقل شدند. بهترین محیط برای ریشه زایی محیط کشت MS حاوی 2 میلی گرم در لیتر IBA، 20 گرم ساکارز و 7 گرم آگار بود. نتایج نشان داد که رقم گلمهر در مجموع از لحاظ باززایی و پاسخ به کالوس زایی برتر از رقم صفه بود.کلید واژگان: ریشه زایی, ساقه زایی, هورمون گیاهیSafflower (Carthamus tinctorius), as one of the most important economic products in the world, has one of the highest quality edible oils. Safflower cultivars are hardy plants compared to other plants due to different methods of tissue culture and regeneration. Therefore, it is necessary to provide a high efficiency method for the regeneration of safflower commercial cultivars. In this study, the effect of different concentrations of BAP, Kin and TDZ on callus induction and shoot regeneration of hypocotyl and cotyledon explants for two safflower cultivars (Soffeh and Golmehr) in different concentrations of BAP, Kin, TDZ and NAA (0, 0.2, 0.5 and 1 mg/l) were evaluated. The results showed that the highest frequency of shoot regeneration also was obtained on MS medium supplemented with 0 mg/l NAA and 1 mg/l TDZ (33%) from cotyledon explant of Golmehr cultivar. There was a significant difference between cultivar’s shooting, Golmehr cultivar showed a better shooting percentage. Finally, shoots were transferred to eight different rooting media. The best medium for rooting was MS medium supplemented with IBA (2 mg/l) + sucrose (2%) + agar (7%). The results showed that Golmehr cultivar was better than Soffeh cultivar in terms of regeneration and response to optimization.Keywords: Rooting, Shooting, Phytohormone
-
یکی از بیماری های مهمی که سالانه خسارت های اقتصادی بسیاری به کشاورزان کشور وارد می کند و باعث افت عملکرد و کیفیت محصول می شود، ویروس Y سیب زمینی (PVY) است. امروزه استفاده از سازوکار های ایجاد مقاومت ناشی از پاتوژن افق های جدیدی در راستای تولید گیاهان تراریخت مقاوم به ویروس گشوده است. در این پژوهش از روش خاموشی ژن برای ایجاد مقاومت بر علیه PVY استفاده شده است. برای این منظور از یک سازه ژنی RNAi برگرفته از بخش پروتئین پوششی (CP) ژنوم PVY استفاده شد. سازه با استفاده از اگروباکتریوم به ریزنمونه های میانگره و برگ گیاه سیب زمینی انتقال داده شد. درصد نوساقه های تولید شده در محیط انتخابی حاوی علفکش فسفینوتریسین پس از رشد و تکثیر مورد ارزیابی قرار گرفت. تراریختی بوته ها و بررسی بیان ژن در گیاهان تراریخته با استفاده از آزمون زنجیره ای پلیمراز (PCR) و RT-PCR بررسی شد. بر اساس نتایج 42 درصد گیاهان باززا شده تراریخته بودند. بیان ژن CP نیز در اغلب لاین ها به اثبات رسید. به منظور تعیین مقاومت گیاهان تراریخته در برابر آلودگی PVY، آزمون زیست سنجی صورت گرفت. نتایج حاصله نشان داد که حدود 82 درصد گیاهان سیب زمینی تراریخت نسبت به آلودگی PVY مقاوم هستند.
کلید واژگان: سیب زمینی, مقاومت به ویروس, PVY, RNAi, خاموشی ژنPotato virus Y (PVY) is one of the most damaging viruses of potato plants which infects most cultivars and causes a significant decrease in yield products quality and also economical losses annually. Recently, the application of pathogen derived resistance mechanisms has opened new horizons for the development of virus-resistant transgenic plants. This research was carried out to study RNA silencing to engineered potato plants that are resistant to potato virus Y (PVY). RNAi construct was designed from coat protein (CP) segment of PVY. Potato explants were transformed by Agrobacterium tumefaciens AGL1 with pCAMRNAiCP containing bar selectable gene. The rate of regenerated plants was evaluated in the selected medium containing the herbicide phosphinotricin after growth and propagation. Transgenic plants and their gene expression were investigated using polymerase chain reaction (PCR) and RT-PCR. Results showed that 42 percent of regenerated plants were transformed. The expression of CP hairpin construct was determined by RT-PCR analysis in most of the lines. PVY resistance bioassay showed that 82 percent of transgenic potato plants were resistance to PVY.
Keywords: gene silencing, potato, PVY, RNAi, virus resistance -
گلرنگ یکی از گیاهان روغنی و سازگاریافته به شرایط سخت ایران است. ارقام زراعی زیاد و متنوعی از این گیاه در کشور وجود دارد. ارقام گلرنگ محتوای اسید چرب امگا6 بالایی دارند که نشاندهنده وجود مسیرهای پیشرفته ساخت اسیدهای چرب غیراشباع با زنجیره نسبتا بلند در این گیاه است. به همین دلیل است که این گیاه گزینه مناسبی برای مهندسی مسیرهای مختلف سنتز اسیدهای چرب زنجیره بلند شناخته میشود. کشت بافت پیش نیاز انجام مهندسی ژنتیک (متابولیت) در گیاهان است. بدین منظور در این تحقیق شرایط بهینه کشت بافت رقم گلمهر گلرنگ انجام شد. برای این منظور پاسخ به ساقهزایی سه ریزنمونه ریشه، محور زیرلپه و لپه بر روی محیط MS غنیشده با غلظتهای مختلف TDZ/NAA و Zeatin/NAA بررسی شد. سپس تیمارهای پرزایی (Multiplication) و طویلسازی ساقه های بازاشده اعمال و در نهایت تیمارهای مختلف ریشهزایی نوساقه ها بررسی شد. بیشترین باززاییهای مشاهده شده 8/28%، 15/25 و 53/24% به ترتیب برای تیمارهای محور زیر لپه(TDZ=0.5,NAA=0)، ریشه (TDZ=0.5,NAA=2) و لپه (TDZ=0.5,NAA=2) بدست آمد. همچنین تیمار هورمونی BA(0.5mg/L)+Thiamin-HCl (4mg/L) توانست باعث پرزایی در ریزنمونه های باززا شده شود. به منظور افزایش باززایی ریزنمونه هایی که کالوس داده بودند، تیمار هورمونی BA(1mg/L) + NAA (1mg/L) اعمال شد که این تیمار تاثیر معنیداری در باززایی ریزنمونه های کالوس داده نداشت. در این تحقیق نیز ریشهدهی نوساقه ها با تیمارهای هورمونی مختلف با فراوانی کمتر از چهار درصد بدست آمد.کلید واژگان: باززایی, کالوس زایی, کشت بافت, گلرنگSafflower (Carthamus tinctorius) is one of the oil crops which well adapted to Iran's semi-hard land. High content of omega-6 fatty acids in safflower oils representing an advanced semi-long chain poly unsaturated fatty acid (SLC-PUFA) pathway in the plant, and make this plant as a suitable candidate for SLC-PUFA pathway engeeniring. Tissue culture optimization and plant regeneration is a prerequisite for any genetic engineering procedure. In this research, the optimisation of tissue culture of Golmehr cultivar was done. For this, regeneration of three explants include root, hypocotyle and cotyledon on MS riched by different concentration of TDZ/NAA and Zeatin/NAA was investigated. Shoot propagation, shoot elongation and root induction studied in the present work. Shoot regenerations were obtained in TDZ=0.5mg/L with 28.8%, TDZ=0.5mg/L+NAA=2mg/L with 25.15% and TDZ=0.5mg/L+NAA=2mg/L with 24.53% was obtained in hypocotyle, root and cotyledon explant respectively. The highest propagation was observed in BA=0.5mg/L+Thiamin-HCl=4mg/L treatment for regenerated explants. However, BA=1mg/L+NAA=1mg/L treatment have no significant effects on the regeneration of callus inducing explants. In this research, we obtain less than 4% rooting in shoots by hormonal treatment.Keywords: regeneration, callugenesis, tissue culture, safflower
-
فاکتور رونویسی LEC2 یکی از فاکتورهای رونویسی است که با اتصال به توالی پیشبرهای بذری سبب بیان ژن های پایین دستی می شود. استفاده از این فاکتور رونویسی در کنار روش آگرواینفیلتریشن می تواند زمان ارزیابی پیشبرهای بذری را با توجه به حذف زمان طولانی مدت انتقال دائم تا بذردهی کاهش دهد. در این تحقیق اختصاصی بودن بیان بذری ژن تحت کنترل پیشبر FAD2-1 پس از جداسازی از گیاه گلرنگ با استفاده از آنالیز بیان ژن GUS در برگهای توتون مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج توالی یابی پیشبر FAD2-1 نشان داد که این قطعه جدا شده از بالادست ژن FAD2-1 حاوی عناصر اساسی برای بیان اختصاصی در بذر است. جهت ارزیابی سریع اختصاصی بودن بیان بذری در پیشبر ژن FAD2-1 دو کاست ژنی طراحی گردید: کاست ژنی اول pFAD2-GUS (ژن GUS و پیشبر ژن (FAD2-1 و کاست ژنی دوم pBI-LEC2 (ژن LEC2 و پیشبر 35S). کاست های ژنی به صورت جداگانه در وکتور pBI121 کلون شده و در نهایت به سویه EHA105 آگروباکتریوم منتقل شدند. به منظور بررسی سریع عملکرد این پیشبر، آگروباکتریوم های حاوی دو سازه بصورت جداگانه آماده و کشت شده و پس از تنظیم غلظت هر دو کشت بر روی OD600=0.6 به نسبت مساوی با هم مخلوط و به برگهای توتون تزریق شد. با آبی شدن برگهای تزریق شده با سازه یک+سازه دو و عدم مشاهده رنگ در برگهای تزریق شده با سازه یک یا سازه دو اختصاصی بودن بیان بذری این پیشبر تایید شد. نتایج نشان داد که فاکتور رونویسی LEC2 با شناسایی توالی های خاص در بالادست ژنهای بذری سبب بیان ژنهای پایین دستی می شود. از اینرو این تحقیق پیشنهاد می کند که فاکتور رونویسی LEC2 به همراه روش آگروینفیلتریشن می تواند به عنوان ابزاری کارا و سریع در تایید قطعاتی که بالقوه به عنوان پیشبر بذری جداسازی می شوند، استفاده شود.کلید واژگان: آگرواینفیلتریشن, آنالیز پیشبر, پیشبر بذری, LEC2LEC2 as a transcriptional factor attaches to seed-specific promoters and induces the expression of downstream genes. Analysis of permanent gene transfer in plants is time-consuming and has long process. Using this transcription factor along with the agroinfiltration method can reduce significantly the time of seed specific promoter evaluation. In this research, seed specificity of FAD2-1 promoter, isolated from safflower plants, was studied by GUS expression analysis in tobacco leaves. Fad2-1 promoter sequence analysis indicated that this promoter is containing essential elements for seed-specific function. For analyzing FAD2-1 promoter function, we constructed two gene cassettes: pFAD2-GUS (GUS gene under the control of FAD2-1 promoter) and pBI-LEC2 (LEC2 gene under the control of CaMV35S promoter). These cassettes were cloned in pBI121 vector and transferred to Agrobacteriun tumefacience EHA105, separately. For seed-specific function analysis of FAD2-1 promoter in tobacco leaves, the overnight culture of Agrobacteriums were adjusted to OD600=0.6, mixed equally and then used to infiltrate into tobacco leaves. GUS assay analysis of infiltrated leaves indicated the specific expression of the reporter gene (GUS). Therefore, FAD2-1 promoter is suggested as a seed specific promoter. Our results suggest that LEC2 along with agroinfiltration method can use as a rapid and confident tool for verifying seed specific expression of any seed-specific promoters.Keywords: Agroinfilteration, promoter analysis, seed promoter, LEC2
-
هدفبهمنظور بررسی کارایی پیشبر اختصاصی غده (Patatin1) ، بیان آنتی ژن HBsAg واکسن هپاتیت ب در گیاه سیب زمینی با استفاده از روش بیان موقت (اگرواینفیلتریشن) مورد ارزیابی قرار گرفت.مواد و روش هاپیشبر اختصاصی غده (Pat1) با استفاده از آغازگرهای اختصاصی با روش واکنش زنجیری پلیمراز (PCR) از گیاه سیب زمینی جدا شد. این پیشبر در بالادست ژن بهینه سازی شده سنتزی HBsAg در ناقل دوگانه pBI121 همسانه سازی شد. بهمنظور مقایسه کارایی پیشبر اختصاصی Pat1، ژن HBsAg تحت کنترل پیشبر دایمی CaMV35S هم قرار داده شد. سازه های تهیه شده پس از انتقال به اگروباکتریوم با استفاده از روش اگرواینفیلتریشن به غده ها و برگ های گیاه سیب زمینی انتقال یافتند. بیان موقت آنتی ژن HBsAg با استفاده از روش الایزا اندازه گیری شد.نتایجبررسی بیان آنتی ژن HBsAg در برگ ها و غده های گیاه سیب زمینی نشان داد که پیشبر Pat1 بهطور اختصاصی باعث بیان بالای آن در بافت های غده ای می شود. بیان اندک این آنتی ژن تحت کنترل پیشبر Pat1 در بافت های برگی هم گزارش شده و می تواند تاحدی به عوامل القا کننده در محیط تلقیح بستگی داشته باشند. در حالیکه بیان آنتی ژن تحت پیشبر دایمی CaMV35S در تمامی بافت های برگی و غده ای اتفاق می افتد. همچنین نتایج حاصل نشان داد که ژن HBsAg بهینه شده کدنی برای گیاه سیب زمینی بهخوبی عمل کرده و آنتی ژن مربوط را بیان می کند.نتیجه گیرینتایج این پژوهش نشان می دهد که از پیشبر اختصاصی غده سیب زمینی Pat1 همسانه سازی شده می توان بهطور موثری برای بیان دایمی آنتی ژن سنتزی بهینه سازی شده کدنی HBsAg در گیاهان تراریخت سیب زمینی استفاده کرد.کلید واژگان: بیان موقت, پیشبر غده Pat1, سیب زمینی, هپاتیت ب, HbsAgAimIn order to study the efficiency of the tuber specific promoter (Patatin1), the expression of the HBsAg antigen of the hepatitis B vaccine was evaluated using a transient expression method (AgroInfiltration) in the tubers and leaves of potato plants. Material and Methods: A tuber specific promoter (Pat1) was isolated from the potato plant using a specific primer pairs by Polymerase Chain Reaction (PCR). It was cloned in the upstream of a synthetic optimized codon of the HBsAg gene in the binary plant vector pBI121. In order to compare the tissue specificity of Pat1, the HBsAg gene also was used under the control of a consultative CaMV35S promoter. The genetic constructs were transferred to the tubers and leaves of potato plants using the Agroinfiltration method. An HBsAg antigen content was measured using ELISA method.ResultsThe level of HBsAg antigens in the leaves and tubers of potato plants indicated that Pat1 promoter specifically induced HBsAg high expression in the tuber tissues. Very low expression by the Pat1 promoter in the leaf tissues has been also reported and can be partly dependent on the presence of inducing factors in the inoculation media. However, the expression of HBsAg antigen occurs in both leaf and tuber tissues under the consultative promoter CaMV35S. The results showed that the codon optimized HBsAg gene for potato plant was expressed properly in plant tissues.Conclusionfindings indicate that potato tuber specific promoter Pat1 can be used effectively to express the synthetic optimized HBsAg antigen in the transgenic potato plants.Keywords: HbsAg, Hepatitis B, Potato, Transient expression, Tuber specific promoter Pat1
-
بیان موقت، یکی از روش های موثر برای تایید کارایی پیشبرها در بیان ژن هدف در گیاهان است. در پژوهش حاضر، بیان آنتی ژن سطحی هپاتیت ب (HBsAg) در کنترل پیشبر دایمی CaMV35S و همچنین پیشبرهای اختصاصی بافت میوه گیاه گوجه فرنگی (E8 و 2A11) بررسی شد. بدین منظور از روش آگرواینفیلتریشن در بافت های برگی گیاه توتون و گوجه فرنگی و همچنین میوه گیاه گوجه فرنگی استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که دو پیشبر اختصاصی میوه، همانند پیشبر قدرتمند و دایمی CaMv35S، بیان زیاد آنتی ژن را در میوه های گیاه گوجه فرنگی باعث می شوند. اگرچه آنتی ژن HBsAg در بافت های برگی هم بیان شد، میزان آن نسبت به بافت میوه کمتر بود. شاید تولید اتیلن بر اثر زخمی شدن قطعات برگی، القای پیشبرهای اختصاصی میوه را باعث شده که خود بیان آنتی ژن مربوط را سبب شده است. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که از پیشبرهای اختصاصی میوه گوجه فرنگی (E8 و 2A11) می توان به طور موثری برای بیان دایمی آنتی ژن HBsAg در گیاه گوجه فرنگی تراریخت استفاده کرد.کلید واژگان: بیان موقت, پیشبر اختصاصی, گوجه فرنگی, هپاتیت ب, _ HbsAgTransient gene expression experiments are especially useful to confirm the efficiency of promoters used for expression of foreign molecule in plants. In this study, the expression of the hepatitis B surface antigene (HBsAg) under the control of the CaMV35S and fruit tissue-specific (E8 and 2A11) promoters were studied in the leaf tissues of tobacco and tomato plants and tomato fruits using agroinfilteration technique. The results showed that fruit-specific promoters as the constutative CaMv35S promoter cause over-expression of the antigen in tomato plant fruits. However, HBsAg antigen was expressed in the leaf tissues, but its rate was lower than the fruits. Ethylene produced by the wounded leaf parts may induce fruit-specific promoter, which in turn is related antigen expression. The results show that the tomato fruit specific promoters (E8 and 2A11) can be used as for efficient expression of HBsAg antigen in transgenic tomato plants.Keywords: HBsAg, Hepatitis B, Specific promoters, Tomato, Transient Expression
-
Rapeseed (Brassica napus L.) is the third most important oil crop in global productions. One of the major limiting factors for oilseed rape production is lepidopteran pests of the Brassicaceae family. Transgenic plants expressing Bacillus thuringiensis (Bt) genes are powerful tools in the integrated pest management of crop plants. In the present study, we used a synthetic Bt insecticidal crystal protein gene (cry1Ab) under the control of the phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) promoter for genetic transformation of B. napus L. (var. SLM046) using Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation. PEPC-cry1Ab-nos cassette cloned in a binary vector pCAMBIA3300 containing bar gene as a selection marker. The new vector (pCAMBIAPEPCry) introduced to AGL01 strain of A. tumefaciens, which used in transformation of hypocotyl explants of B. napus. Putative transgenic rapeseed plants were regenerated in selection media containing phosphinothricin (PPT) as selection agent. Polymerase Chain Reaction (PCR) confirmed the integration of cry1Ab and bar genes at putative transgenic plant genome. Furthermore, transcription (mRNA production) and protein expression of cry1Ab gene was confirmed using RT-PCR and immune-strip methods, respectively. Transgenic B. napus plants expressed Cry1Ab protein in the shoots and not in the roots. We concluded that C4 maize PEPC promoter can induce the expression of Cry1Ab recombinant protein only in light treated (green) tissues in rapeseed plants. It recomended as a light inducible promoter for targeted expression of transgene in the rapeseed plants.Keywords: Agrobacterium, bar, Brassica napus, cry1Ab, Lepidopteran
-
فناوری های نوین مهندسی ژنتیک این امکان را در اختیار بشر قرار داده است تا بتواند اقدام به دست کاری ژنتیکی موجوات مختلف نماید. این موجودات که به موجودات تراریخته معروفند اهمیت زیادی در علوم مختلف از جمله پزشکی، داروسازی، صنایع، کشاورزی و... پیدا کرده اند. از جمله مهم ترین کاربردهای این موجودات در کشاورزی و تولید غذا است. گسترش محصولات تراریخته نگرانی هایی از جنبه اخلاقی، اجتماعی و ایمنی زیستی در جهت پذیرش این فراورده های غذایی جدید در بین عموم مطرح نموده است. در این میان، دیدگاه های مذهبی هم نقش قابل ملاحظه ای در پذیرش عمومی این فناوری دارد. بدیهی است دیدگاه ادیان مختلف و تاثیر آن ها در تصمیم گیری مصرف کنندگان متفاوت است. در این مقاله نظر سه دین بزرگ الهی (اسلام، مسیحیت و یهودیت) در زمینه موضوع چالشی محصولات تراریخته مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. نتایج این بررسی نشان می دهد که هیچ اجماع کلی در درون این سه دین در این زمینه وجود ندارد. با این وجود، در مجموع به نظر می رسد که تمایل عمومی در هر سه این ادیان به طور فزاینده ای به سمت پذیرش این فناوری و انجام تحقیقات در زمینه محصولات تراریخته و همچنین مصرف آن ها است، ولی تقریبا تمامی آنها به بررسی های دقیق علمی، اخلاقی و نظارتی در خصوص این محصولات و همچنین برچسب زنی آن ها تاکید دارند. همچنین عوامل متعدد دیگری مانند رسانه ها، فعالان محیط زیست، دانشمندان و صنایع غذایی و همچنین تمامی منابع اطلاعاتی مردم که بر درک و شناخت مصرف کنندگان نقش دارند هم بر تاثیر جنبه های مذهبی بر پذیرش محصولات تراریخته تاثیر دارند.کلید واژگان: اخلاق, ادیان الهی, محصولات تراریخته, مهندسی ژنتیکToday,human are able to use genetic engineering to create new organisms, which normally it is very difficult to do. These organisms that named genetically modified organisms (GMO) are very extensive applications in various sciences and technologies including medicine, pharmaceuticals, industry, agriculture One of the most applications of these organisms is in agriculture and food production. Development of transgenic foods have made some concerns in many different aspects of ethical, social and biosafety and acceptance of the new foods.On the other hand, religious views have a significant role in the public acceptance of this technology. However, the views of various religions and their influence aredifferent on decision making of consumers. In the present paper, the divine views of three great religions (Islam, Christianity and Judaism) are discussed in the context of transgenic technology.The studies show that there is no general consensus on this issue within the three religions. Overall, however, it appears that mainstream theology in all three religions increasingly tends towards acceptance of GM technology per se, on performing GM research, and on consumption of GM foods. However, all of them are believed on there being rigorous scientific, ethical and regulatory scrutiny of research and development of such products, and that these products are properly labeled.Furthermore, the results show that several other factorsalso influence the religious aspects the acceptanceof genetically modified crops, such as media, environmental activists, scientists and food industries as well as all of information sources.Keywords: Ethics, Religions, GM Technology, Genetic Engineering
-
طبق قوانین سازمان های نظارتی موجود در اغلب کشورهای دنیا، قبل از پذیرش و تجاری سازی محصولات تراریخته و فراورده های آن، باید ارزیابی های ایمنی دقیقی بر روی آن ها با یک روش مقایسه ای صورت گیرد. یکی از مراحل ارزیابی ایمنی گیاهان تراریخته، مقایسه لاین های تراریخته با رقم زراعی غیرتراریخته از نظر محتوی متابولیتی و ترکیبات آنها است. این بررسی به منظور شناسائی تغییرات احتمالی ناخواسته و نامطلوب حاصل از دستورزی ژنتیکی (به عنوان مثال در نتیجه ورود ژن خارجی به درون ژنوم دیگر و یا تولید متابولیت جدید) صورت می گیرد. این فرایند به اصل ضرورتا یکسان (این همانی) معروف است. در این مطالعه تلاش شد میزان قند کل و همچنین قند های محلول مانند ساکارز، گلوکز و فروکتوز در سیب زمینی های تراریخت مقاوم به بید سیب زمینی که در سال 1388 در پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران تولید شده بودند مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور از 4 لاین تراریخته مقاوم به بید سیب زمینی که در آزمایش های زیست سنجی مقاومت بالایی از خود نشان داده اند استفاده شد. این سیب زمینی ها از تاریخ فوق در شرایط درون شیشه ای نگهداری شده اند. نمونه های تراریخته به همراه گیاه شاهد به منظور تولید غده به گلخانه منتقل شده و از نمونه های نور دیده و نور ندیده غده ها و همچنین از نمونه های برگی این گیاهان جهت آنالیز متابولیت ها استفاده شد. برای اطمینان از حضور تراژن در گیاهان و مواد گیاهی بررسی های مولکولی بر روی آنها انجام گرفت و نتایج حاصل از PCR نشان داد که ژن cry1Ab در همه نمونه های تراریخته مورد ارزیابی حضور دارد. در بررسی میزان قند کل مشاهده شد که تفاوت معنی داری بین گیاهان تراریخته با گیاه شاهد از لحاظ میزان قند کل موجود در بافت ها وجود ندارد و همچنین ارزیابی قندهای محلول نیز نشان داد که میزان قندهای ساکارز، گلوکز و فروکتوز بین گیاهان تراریخته با گیاه شاهد تفاوت معنی داری ندارد و در نتیجه با توجه به ترکیبات مورد بررسی و همچنین قوانین نظارتی کدکس ایمنی سیب زمینی های تراریخته از لحاظ این صفات مورد تائید بوده و مصرف آنها بدون خطر است.کلید واژگان: ژن cry1Ab, سیب زمینی تراریخته, قند کل, قندهای محلولBased on the regulatory frameworks in most countries, careful safety assessment based on comparison methods must be performed before the adoption and commercialization of GM crops and products. One of the safety assessments of GM plants is the comparison of key nutrients and metabolites between transgenic and non-transgenic lines. This study was designed to identify undesirable potential changes resulting from genetic manipulation (for example, as a result of the entry of foreign genes into the genome and new metabolite production) in transgenic potato resistant to potato tuber moth (Phetorima operculella). This process is known as substantial equivalence. This study attempted to examine total and soluble sugars such as sucrose, fructose and glucose in transgenic potato which were produced in Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran. For this purpose, four transgenic lines (B2, B8, B11, B12) that have shown high levels of potato tuber moth resistance in bioassay tests were used. First, molecular analyses were performed on plant to be ensured of the presence of transgene, and the result of PCR showed that cry1Ab gene was present in all transgenic samples. The transgenic and control plants were transferred to greenhouse to produce the tubers. The harvested tubers were treated under light and dark conditions and then used for more analyses together with leaf samples. Evaluation of total sugar showed no significant differences between transgenic and control plants. Moreover, evaluation of soluble sugar showed that the contents of sucrose, fructose and glucose were not significantly different between transgenic and control plants. We conclude that according to evaluated components and regulatory rules of Codex, these transgenic potatoes are safe to use.Keywords: cry1Ab gene, soluble sugar, substantial equivalence, total sugar, transgenic potato
-
پیشبر Rd29A به وسیله واکنش زنجیری پلیمراز (PCR) و با استفاده از آغازگرهای اختصاصی از گیاه Arabidopsis thaliana همسانه سازی شد. ناقل دوگانه بیانی pBI-RD-GUS با اتصال توالی RD29A به ژن gus ساخته شد. سازه اخیر به همراه pBI121 با استفاده از Agrobacterium tumefaciens برای تراریختی گیاه توتون مورد استفاده قرار گرفت. ارزیابی های مولکولی گیاهان تراریخته توتون حضور و فعالیت ژن gus تحت پیشبرهای Rd29A و CamV35S را تایید نمود. تاثیر تیمارهای مختلف تنشی مانند شوری (NaCl)، خشکی (PEG) و آبسزیک اسید (ABA) نشان داد که این پیشبر Rd29A برخلاف پیشبر همیشه فعال CaMV35S تنها تحت اثر تنشهای غیرزیستی القاء می شود. القاء پذیری پیشبر Rd29A توسط ABA نشان دهنده نقش سیگنالی این ماده در مسیر ترارسانی علامتی تنشهای غیرزیستی می باشد. با توجه به اینکه بیان دائمی ژنهای مقاومت به تنش تحت کنترل پیشبر CaMV35S در بسیاری از موارد مانع رشد طبیعی گیاهان تراریخته می شود، بنابراین پیشبر القایی Rd29A می تواند جایگزینی مناسب برای تراریختی گیاهان متحمل به تنش باشد.
کلید واژگان: پیشبر القایی, تراریختی, تنش غیر زیستی, توتون, Rd29AStress inducible promoters are key elements in development of transgenic abiotic resistant plants. Abiotic stress inducible promoter Rd29A was cloned by Polymerase chain reaction (PCR) from Arabidopsis thaliana genomic DNA. pBI-RD-GUS binary vector constructed by replacing CaMV35S promoter of vector pBI121 by Rd29A. The new recombinant vector pBI-RD-GUS as well as pBI121 was transferred to tobacco by Agrobacterium tumefaciencs system. PCR and GUS histochemical assay of transgenic tobacco plants confirmed transformation events. Stress induciblity of the promoters studied by histochemical GUS assay of transgenic leaves under stress conditions. The assay showed that promoter Rd29A، in contrast of CaMV35S، induced by dehydration، NaCl and ABA. Rd29A induction by ABA confirmed the signaling role of it in stress signal transduction pathways. Therefore، if abiotic stress resistance genes are driven by rd29A in the transformed plant، the disadvantage، like small figure، low growth rate etc، to transgenic plant due to the over-expression of exogenous genes can be greatly reduced.Keywords: Abiotic stress, Inducible Promoter, Nicotiana tabbacum, Rd29A, Transformation -
با وجودی که جنین های نارس به عنوان قطعه جدا کشت مناسب و کارا برای تراریختی ژنتیکی گیاه ذرت پیشنهاد می شوند ولی دارای محدودیتهایی هم هستند که از آن جمله می توان به وابستگی آن به ژنوتیپ، زمان بر بودن و مهم تر از همه نیازمندی به سیستم گلخانه ای مناسب در طول سال برای دسترسی دایم به آن اشاره نمود. در پژوهش حاضر، قطعات جداکشت بذرهای دونیم شده اینبرد لاین B73 ذرت برای تراریختی ژنتیکی مورد استفاده قرار گرفت. برای این منظور سازه ژنی pCA-35S-DREB حاوی فاکتور رونویسی DREB1A گیاه آرابیدوپسیس (برای مقاومت به تنش های غیر زیستی) تحت کنترل پیشبر CaMV 35S و نشانگر انتخابی bar با استفاده از تفنگ ژنی به بذرهای دونیم شده ذرت منتقل شدند. به منظور بهینه سازی پارامترهای موثر در تراریختی بمباران در دو فاصله 6 و 9 سانتی متری، یک یا دو مرحله بمباران و پیش تیمار قطعات جداکشت مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل نشان داد که دو مرحله بمباران در فاصله 9 سانتی متری همراه با اعمال پیش تیمار می تواند بیان موقت ژن gus را در بذرهای دونیم شده بهبود بخشد. آنالیز PCR حضور ژن DREB1A و bar را در یکی از 11 گیاهچه رشد کرده در حضور علف کش PPT به اثبات رساند. این نتایج نشان داد که بذرهای دونیم شده لاین B73 می توانند در تراریختی ذرت مورد استفاده قرار گیرند.
کلید واژگان: بذرهای دو نیم شده, تراریختی, ذرت, DREBIA, GUSImmature embryos as a choice tissue for genetic transformation of maize have a few limitations, such as genotype dependence, time-consuming and requiring a well-equipped greenhouse for access, at any time. In the present study, the split-seed explants were used for genetic transformation of maize, B73 line. The transformation of maize split-seed explants from the inbred line B73, for resistance to abiotic stresses was carried out via particle bombardment using pCA-35S-DREB construct, carrying Arabidopsis transcription factor DREB1A under the control of the CaMV 35S promoter and the selectable marker bar. For the optimization of gene-gun transformation parameters, we used two distances, 6 and 9 cm, one or double shooting and pre-treatment culturing of explants. The results showed that double shooting in 9 cm under pre -treatment conditions can improve transient expression of GUS gene in split-seed explants. PCR analysis confirmed the presence of DREB1A and bar genes in one out of 11 transformants. The results showed that split-seeds of B73 line can be used as a suitable explant for maize transformation.Keywords: DREB1A, gus, Maize, Split, seed, Transformation -
بیان موقت ژن های بیگانه در بافت های گیاهی برای آنالیز عملکرد ژن در زمان کوتاه روش کارآمدی می باشد. این روش سریع، انعطاف پذیر، ساده و در بافت های تمایز یافته قابل اجرا است. پیشبر 2A11 از پیشبرهای ویژه بافت میوه گیاه گوجه فرنگی است که باعث بیان بالای ژن 2A11 در میوه می شود. هدف از این تحقیق همسانه سازی پیشبر 2A11 و بررسی بیان آن است. پس از استخراج DNA ژنومی از گیاه گوجه فرنگی، پیشبر 2A11 با استفاده از پرایمر اختصاصی تکثیر و در ناقل PTZ57R/T همسانه سازی شد. قطعه موردنظر با دو آنزیم برشی BamHI و HindIII جدا و جایگزین پیشبر دایمی CaMV35S در ناقل دوگانه pBI121 گردید. پلاسمیدهای نوترکیب به روش شوک حرارتی به Agrobacterium tumefaciens سویه LBA4404 منتقل شدند. با استفاده از روش اگرواینفیلتریشن بیان ژن GUS در بافت میوه گیاهان گوجه فرنگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که در مقایسه با پیشبر CaMV35S، 2A11 نیز با کارایی بالایی باعث بیان ژن GUS در میوه گوجه فرنگی می شود. بنابراین، از این پیشبر می توان برای بیان پروتئین های نوترکیب در میوه گوجه فرنگی استفاده کرد.
کلید واژگان: اگرواینفیلتریشن, بیان موقت, پیشبر 2A11, ژن gus, همسانه سازیTransient expression of foreign genes in plant tissues is a valuable tool for plant biotechnology and to shorten the time for gene functional analysis. Transient expression is a fast، flexible، simple and easy method that could be used in fully differentiated plant tissues. 2A11 promoter is a tomato fruit specific promoter whose expression occurs in fruit significantly. Cloning of fruit-specific promoter (2A11) is the main purpose of this study. 2A11 promoters were amplified from genomic DNA of tomato by PCR using specific primers. The promoter fragments were cloned into cloning vector PTZ57R/T. Recombinant plasmids were transferred into E. coli XLI-blue strain. Fragments of the interest were digested using restriction enzymes BamH1 and HindIII and were then purified and substituted in CaMV35S promoter in binary pBI121. Binary pBI121 was selected for cloning of 2A11 promoters as it is an ideal vector for agroinfiltration due to the presence of the CaMV35S promoter and the GUS reporter gene within its T-DNA region. Recombinant plasmids were transformed into Agrobacterium tumefaciens LBA4404 strain with freeze and thawing method. The expression of GUS gene was analyzed in tomato with agroinfiltration method. The results showed that، 2A11 promoter was found as efficient as CaMV35S promoter in expression of GUS gene specifically in tomato fruit. Then، we can use this promoter for tissue specific expression of recombinant proteins in tomato fruits.Keywords: 2A11, Agroinfiltration, Promoter, Tomato, Transient expression -
انتقال ژن با کارایی بالا به ذرت Zea mays L.) (با استفاده از یک ناقل دوگانه استاندارد کاربرد زیادی در مطالعات مهندسی ژنتیک و ژنومیکس کاربردی دارد. هدف از انجام این پژوهش افزایش میزان تراریختی ارقام ذرت با استفاده از تیمار شوک حرارتی و هورمون های گیاهی است. در این مطالعه جنین های نارس ذرت mm) 2 – 5/1) مربوط به ارقام B73 و Mo17 با استفاده از Agrobacterium tumefaciens سویه AGL01 حاوی ناقل دوگانه pCAMBIA3301 آلوده شدند. جنین ها قبل از آلودگی تحت تیمار 1T (Co46 به مدت 3 دقیقه، یک دقیقه در یخ٬ 30 دقیقه سانتریفوژ × g000،20 در Co4) و 2T (بدون تیمارهای حرارتی و سانتریفوژ) قرار گرفتند. همچنین ترکیباتی مانند دی تیوتریتول (DTT) و پلورونیک اسید F68 (F68) به محیط هم کشتی اضافه شده و با هم مقایسه شدند. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که استفاده از تیمارهای دمایی و سانتریفوژ، انتقال ژن به B73 را کمی بهبود بخشیده در حالی که در انتقال ژن gus به Mo17 هیچ تغییری ایجاد نمی کند. همچنین اضافه کردنDTT و یاF68 به محیط هم کشتی منجر به افزایش چشمگیر انتقال T-DNA به B73 شد، در عین حال در رقم Mo17 هیچ نتیجه امیدبخشی مبنی بر انتقال ژن مشاهده نشد. در رقم B73، بسته به نوع تیمار 18-5 درصد از جنین های نارس، کالوس های مقاوم به فسفینوتریسین تولید کردند. آزمون هیستوشیمیایی بر روی کالوس های مقاوم بعد از 8 هفته در محیط انتخابی و همچنین PCR که تاکیدی بر انتقال و بیان ژن گزارشگر gus بودند، فرکانس 18 درصدی انتقال ژن در تیمارهای 1T به همراه F68 را در مقابل فرکانس صفر درصدی انتقال ژن در کالوس های مقاوم از تیمارهای 2T و بدون دترجنت نشان دادند. با توجه به نتایج حاصل تیمار 1T به همراه F68 برای انتقال ژن بواسطه اگروباکتریوم به رقم B73 ذرت پیشنهاد می شود.
he high efficiency of gene transfer to maize (Zea mays L.) using a standard binary vector is used widely in studies of genetic engineering and functional Genomics. The objective of the present study was to enhance efficiency of gene transfer to maize varieties using heat shock and hormones. To do this, embryo induction and plant regeneration from immature embryos of B73 and Mo17 cultivars immature embryos (1.5- 2 mm) were infected with Agrobacterium tumefaciens strain AGLO1 harboring pCAMBIA3301 binary vector containing gus gene. The immature embryos were treated by T1 (46 °C for 3 min, on ice for 1 min, centrifugation in 20000 g at 4 °C for 30 min) and T2 (without T1 treatment) treatments before inoculation with Agrobacterium. Moreover, the effects of Dithiothreitol (DTT) and Pluronic acid F68 (F68) detergents were studied on transformation efficiency by adding them to culture media. The results showed that heat shock and centrifugation treatments improved slightly genetic transformation of B73 but not on Mo17. The addition of DTT or F68 to co-culture medium led to a dramatic increase in T-DNA transfer to the B73, while there was no effects on Mo17 transformation. In B73, depending on the type of treatment, 18-5% of the immature embryos were produced resistant calli to phosphinotricin (PPT). Histochemical GUS assay on 8 weeks calli resistant to PPT and PCR analysis confirmed the transferring and expression of gus gene. These analyses showed 18% transformation frequency in T1+F68 treatment in comparation with 0% in T2-Detergents. Based on our results, the treatment T1+ F68 was suggested an efficient methodology to transfer genes by Agrobacterium to maize cultivar B73.
-
استفاده از جنین رسیده حاصل از بذرهای خشک ذرت برای کشت بافت مزایای متعددی دارد که از آن جمله به سهولت دسترسی و کار با آن در طول سال می توان اشاره کرد. در این پژوهش، از بذرهای خشک 5 لاین ذرت K126)، L105، B73، Mo17 و (S61 استفاده شد. جنین ها از بذرهای رسیده و ضدعفونی شده ذرت جدا و برای تشکیل کالوس روی محیط کالوس زایی حاوی 4 میلی گرم در لیتر 2، 4- دی کلروفتوکسی استیک اسید (2،4-D) کشت داده شدند. میزان کالوس زایی برای همه لاین ها بیشتر از 90 درصد بود. کالوس های اولیه به محیط جنین زایی حاوی 2 میلی گرم در لیتر 2،4-D، 2/0 یا 5/0 میلی گرم در لیتر 6- بنزیل آمینو پورین (BAP) یا تیدیازورون (TDZ) و 10 میلی گرم در لیتر نیترات نقره (AgNO3) منتقل شدند. کالوس های جنین زا در محیط باززایی حاوی 2/0 یا 5/0 میلی گرم در لیتر BAP یا TDZ به گیاه کامل تبدیل و سپس برای ریشه زایی به محیط موراشیگ و اسکوگ (1/2 MS) حاوی 6/0 میلی گرم در لیتر ایندول بوتیریک اسید (IBA) منتقل شدند. میزان تشکیل ساقه های سبز بین 3/18 تا 25/40 درصد در لاین های مختلف متغیر بود. بیشترین میزان باززایی (25/40 درصد) در ژنوتیپ S61 در محیط حاوی 2/0 میلی گرم در لیتر TDZ و 10 میلی گرم در لیتر AgNO3 به دست آمد. سیستم باززایی ارایه شده در این پژوهش می تواند برای تراریختی گیاه ذرت استفاده شود.
کلید واژگان: باززایی, جنین رسیده, جنین زایی, ذرتAn efficient maize regeneration system was developed using mature embryos. The use of mature embryos from dry seeds possesses several advantages: mature embryos are easy to handle and available throughout the year and in bulk quantities. In this study، mature dry seeds of five maize inbred lines (K126، L105، B73، Mo17 and S61) were used. Embryos were removed from surface-sterilized mature seeds and sliced into halves. They were used as explants to initiate callus on induction medium containing 4 mg/l 2،4-dichlorophenoxyacetic acid (2،4-D). Mature embryos were incubated at 27 °C in darkness. The induction frequency of primary calli was over 90% for all tested inbred lines. Then، the primary calli were transferred onto subculture medium supplemented with 2. 0 mg/l 2،4-D concentrations 0. 2 or 0. 5 mg/l of 6-benzylaminopurine (BA) or Thidiazuron (TDZ) and 10 mg/l AgNO3. Embryogenic callus readily formed plantlets on regeneration medium supplemented with 0. 2 or 0. 5 mg/l BA or TDZ. The regenerated plantlets were transferred to half-strength Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 0. 6 mg/l indole-3-butyric acid (IBA) to develop roots. The frequency of green shoot formation ranged from 18. 3-40. 25%. The highest mean percent (40. 25%) was observed for S61 genotype on medium containing 0. 2 mg/l TDZ and 10 mg/l AgNO3. This efficient regeneration system provided a solid basis for genetic transformation of maize.Keywords: Regeneration, Mature embryo, Embryogenesis, Maize (Zea mays L.) -
در سال های اخیر، با پیشرفت زیست شناسی مولکولی و بیوتکنولوژی، برنامه های واکسیناسیون پیشرفت های قابل ملاحظه ای داشته است. در این میان، تحقیق در زمینه ی واکسن های گیاهی به موضوعی بسیار وسوسه انگیز تبدیل شده و فناوری استفاده از گیاهان تراریخته برای تولید واکسن های انسانی یا حیوانی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. مزایای زیادی برای تولید واکسن در گیاهان تراریخته مطرح شده است که از آن جمله می توان به هزینه ی پایین، سهولت نگه داری، عدم انتقال آلودگی، و سازگاری بالا با سیستم ایمنی بدن اشاره نمود. تاکنون، تعداد زیادی از این واکسن ها در سیستم های مختلف گیاهی تولید شده اند. پژوهش حاضر به روش کتابخانه ای و با استفاده از کتب و مقالات فارسی و لاتین و بهره گیری از پایگاه های اینترنتی صورت گرفته است.
در این مقاله ضمن معرفی واکسن های گیاهی، جنبه های اخلاقی مربوط به تولید و آزمون های بالینی آن ها از سه جنبه (تولید واکسن های خوراکی در گیاهان تراریخته، آزمون های بالینی واکسن های گیاهی، واکسن های گیاهی و بهداشت جهانی) مورد بحث قرار گرفته است. مطالعه ی حاضر نشان می دهد که هرچند بسیاری از جنبه های اخلاقی مربوط به واکسن های گیاهی مواردی آشنا هستند ولی مسائل جدید اخلاقی را هم برای اخلاقیون و سیاست گذاران مطرح کرده اند. به علاوه، امید به استفاده ی گسترده از واکسن های گیاهی در کشورهای در حال توسعه بدون توجه به امکان سنجی آن بسیار خام است. به همین دلیل امکان سنجی تجاری واکسن های گیاهی به عنوان راه حلی برای مشکل بهداشت جهانی با هدف گسترش آن در کشورهای در حال توسعه بسیار حایز اهمیت است.
کلید واژگان: اخلاق زیستی, کشاورزی مولکولی, گیاهان تراریخته, مهندسی ژنتیک, واکسن گیاهیIn recent years, vaccination programs have advanced significantly due to the progress in molecular biology and biotechnology. Research on plant-made vaccines has become a very tempting subject and transgenic plant technology to produce human or animal vaccines has attracted much attention. Numerous advantages have been reported for vaccine production in transgenic plants such as low cost, ease of maintenance, lack of infection, and high compatibility with the immune system. So far, many of these vaccines are being produced in various plants. The present paper attempts to introduce plant made-vaccines and at the same time discuss the ethical aspects related to the production and clinical testing of these vaccines from three aspects: production of edible vaccines in transgenic plants, clinical tests on plant-made vaccines and plant-made vaccines and global health. Although many aspects of the ethical issues related to plant made vaccines are those that have been reported in transgenic plants, new problems have risen for ethicists and policy makers. Furthermore, the hope of the widespread use of these types of vaccines in developing countries without considering the possibility of plant surveys is unrealistic. Therefore, commercial feasibility for the development of plant-made vaccines in developing countries is very important as a solution to global health problems.Keywords: plant made vaccines, ethics, genetically modified plants -
استفاده از مکانیسم های ایجاد مقاومت ناشی از پاتوژن، افق های جدیدی را در راستای تولید گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس باز کرده است. این نوع مقاومت ناشی از ویروس در گیاهان تراریخته از طریق بیان بخشی از ژنوم ویروس ایجاد می شود. استفاده از این فناوری در راستای تولید گیاهانی با عملکرد بالاتر سودمند به نظر می رسد. از طرفی گاهی ملاحظه هایی هم در زمینه مصرف محصولات تراریخته مطرح می شود. در حالی که توسعه استفاده از سموم و کودهای شیمیایی هم سلامت انسان و هم محیط زیست را تهدید می کند. بنابراین اولین گام بعد از تولید گیاه تراریخته ارزیابی مزایا و ملاحظه های وارد بر آن ها و مقایسه آن با گیاهان زراعی تولید شده در کشاورزی سنتی است. مهم ترین ملاحظه های زیست محیطی متداول در مورد تولید گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس که تا کنون مورد بحث قرار گرفته اند شامل امکان تولید ویروس های جدید با پوشش گذاری نا متشابه، امکان ایجاد هم افزایی با دیگر ویروس های گیاهی و تشدید خسارت ناشی از ویروس، نوترکیبی ژنتیک بین ژنوم ویروس ها و گیاه تراریخته حامل ام.آر.ان.ا ویروس هدف، انتقال افقی ژن، اثر بر موجودات غیرهدف و ایمنی غذای انسان و دام هستند.
کلید واژگان: ایمنی زیستی, تراریخته, خاموشی ژن, مقاومت به ویروس, نوترکیبیThe application of the concept of pathogen derived resistance opened new horizons for the development of virus-resistant plants. In this mechanism، resistance to a virus is engineered in transgenic plants through the expression of a segment of the virus genome. This technique simply improves the development of crops which deliver high yields. On the other hand، there are some concerns about transgenic crops consumption. Also development in pesticides، chemical fertilizers and other technologies related to modern intensive agriculture threaten both human health and environment. Therefore the first step after transgenic plant production is to evaluate its potential benefits and risks to the environment and these should be compared to those generated by traditional agricultural practices. The main ecological concerns that are currently debated are complementation، heterologous encapsidation، synergy، plant-to-plant gene flow by outcrossing، plant-to-virus gene flow by recombination، effect on nontarget organisms، food and feed safety.
Keywords: Biosafety, Transgenic, Gene silencing, Virus resistant, Recombination -
در اغلب موارد بهینه سازی کشت بافت به منظور دستیابی به درصد بالایی از باززایی اولین قدم برای انتقال ژن است. دراین تحقیق باززایی و جنین زایی دو رقم از ارقام زراعی سیب زمینی (Solanum tuberosum L.) (آگریا و مارفونا) مورد بررسی قرار گرفته است. میانگره ها، برگها و ریزغده های سیب زمینی در محیطهای حاوی تیمارهای هورمونی مختلف کشت شدند. بر اساس نتایج به دست آمده، در محیط A (محیط تعدیل شده MS حاوی 2،4-D و سوکروز) باززایی میانگره ها و برگها در غلظت 1 میلی گرم درلیتر تیدیازرون (TDZ) در مقایسه با غلظتهای 5/0 و 2 میلی گرم در لیتر آن سریع تر صورت گرفت. در محیط C (محیط تعدیل شده MS حاوی 20 گرم در لیتر گلوکوز و 2 میلی گرم در لیتر زئاتین ریبوزاید) درصد باززایی میانگره ها (اگریا 8/95 درصد، مارفونا 100 درصد)، برگها (اگریا 3/83 درصد، مارفونا 6/91 درصد) و ریزغده ها (آگریا 6/82 درصد، مارفونا3/86 درصد) بسیار بالاتر از محیط A بود. همچنین باززایی در محیط C حدود 35 روز سریع تر از محیط A (20-16 روز بعد از کشت) صورت گرفت. از طرف دیگر مراحل مختلف تشکیل جنینهای سوماتیکی هم در هر سه نوع قطعه جداکشت مشاهده شد. در نهایت محیط C به دلیل بالا بودن درصد و سرعت باززایی هر سه نوع قطعه جداکشت بهترین محیط برای باززایی ارقام سیب زمینی معرفی گردید.
کلید واژگان: باززایی, برگ, جنین زایی, ریزغده, سیب زمینی, میانگرهPotato is one of the most important crops in Iran. Optimization of tissue culture in order to achieve high frequency regeneration is the first step for genetic transformation. Here, regeneration of two important potato cultivars that are widely cultivated in Iran (Agria and Marfona) was investigated. Internodes, leaves, and microtubers explants of potato were treated with different hormone components. It was found that in the medium A, regeneration efficiency of internodes and leaves explants at 1mg/l TDZ is higher than the other TDZ concentrations. In the medium C, regeneration percentage of internodes (95.8% in Agria, 100 % in Marfona), leaves (83.3 % in Agria, 91.6 % in Marfona) and microtubers (82.6 % in Agria, 86.3 % in Marfona) has shown more efficient than medium A. On the other hand, regeneration time in medium C was 35 days less than that in medium A. We observed different stages of somatic embryogenesis for all explants at C medium. Finally, we were recommended the medium C as an efficient medium for high regeneration of these cultivars of potato.Keywords: Embryogenesis, Internod, Leaf, Microtuber, Regeneration, Solanum tuberosum -
هنگامی که یک ژن جدید به ژنوم گیاه منتقل می شود، به طور معمول نتیجه نهایی آن تولید یک یا چند پروتئین جدید است. گاهی اوقات، پروتئین های بیان شده در گیاهان تراریخته می توانند در رژیم غذایی انسان کاملا جدید باشند. بنابراین بررسی پایداری و انتقال پروتئین و تراژن و یا قطعات حاصل از تجزیه آن ها در دستگاه گوارش و بافت های انسان و حیوانات مصرف کننده مسئله بسیار مهمی در ایمنی غذایی یک غذای تراریخته است. احتمال جذب قطعات دی.ان.ای موجود در غذا توسط باکتری ها و سلول های اپی تلیال، پایداری دی.ان.ا در تمام مناطق سیستم هاضمه مورد بررسی قرار گرفته است. دستگاه گوارش حاوی انواع مختلفی از میکروارگانیسم ها است. این میکروارگانیسم ها می توانند با جذب دی.ان.ای هضم شده و آزاد شده از غذا (در نتیجه فعالیت های فیزیکی، شیمیایی و آنزیمی دستگاه گوارش) تراریخته شوند. مشاهده تغییرات فنوتیپ ساختاری و عملکردی زمانی امکان پذیر است که ژن یا ژن های تغییر یافته پایدار مانده و در دستگاه رونویسی و ترجمه موجود تراریخته به پروتئین های کارا تبدیل شوند. هدف این گزارش مرور پژوهش های انجام شده در مورد سرنوشت دی.ان.ای نوترکیب (تراژن) دردستگاه گوارش حیوانات است. پژوهش های انجام شده برروی دی.ان.ا در دستگاه گوارش نشان دهنده این است که بیشتر دی.ان.ای خوراک مصرف شده به شکل پراکنده در آمده و قابلیت تشخیص آن کاهش یافته و به انتخاب اندازه قطعه قابل تکثیر وابسته است. علاوه بر این، نتایج منعکس کننده تفاوت در روند تخریب مواد غذایی فرآوری شده در دستگاه گوارش، از دی.ان.ای بدست آمده در مدل های مختلف حیوانی است. تمامی گزارش ها سرنوشت یکسانی برای مولکول دی.ان.ا در درون دستگاه گوارش عنوان کرده اند، چرا که همه دی.ان.ا، ازجمله دی.ان.ای موجود درموجودات تراریخته، ازهمان چهار نوکلئوتید یکسان تشکیل شده، به این معنی که استفاده از روش های نوترکیب درتولید غذا تغییرات عمده ای را در خصوصیات شیمیایی دی.ان.ا ایجاد نمی کند و دی.ان.ای تراژن در ساختار متفاوت از دی.ان.ای معمول موجود در سلول های حیوان و یا گیاه نیست، تنها تفاوت درترتیب توالی های رونویسی است ودلیلی برای شک کردن به اساس و عملکرد دی.ان.ای تراژن با دی.ان.ای طبیعی گیاهی برای مصرف وجود ندارد.
کلید واژگان: تراژن, دی, ان, ای نوترکیب, دستگاه گوارش, مهندسی ژنتیک, گیاه تراریختهWhen a new gene is transferred into a plant genome، typically produce a new protein. Sometimes the proteins expressed in transgenic plants can be entirely new in human diet. Therefore، the stability of transgenes and recombinant proteins or their digested segments by gastrointestinal (GI) tract and other tissues of humans and animals consuming GM food may be an important issue in food safety of GMO food and feeds. The stability of DNA fragments of foods and feeds and the uptake of DNA fragments by bacteria and epithelial cells has been studied in all regions of the digestive tract of animals. GI tract is containing a variety of microorganisms which can absorb the DNA released from the digested food (as a result of physical، chemical and enzymatic digestion in GI tract). Phenotypical، structural and functional changes can be observed if the modified genes translated to a functional protein. The purpose of this report is to review the researches on the fate of Recombinant DNA and proteins in GI tract of animals. The results showed that the most of DNA released by foods and feeds digested to small segments. Moreover، the results reflect differences in the degradation of processed food in the GI tract of Different animals. All DNA، including the DNA from GMOs، is composed of the same four nucleotides، meaning that the present use of recombinant techniques in the food chain does not introduce major changes in the chemical. There are no more concerns for the presence of recombinant DNA in GMO foods and feeds.Keywords: gastrointestinal, genetic engineering, recombinant DNA, transgenic plants -
زمینهدانش امروزی بشر به چنان پیشرفتی دست پیدا کرده است که در حوزه های مختلف علمی از پزشکی تا کشاورزی و صنعت قادر به دستورزی ژنتیکی و خلق موجودات جدید با اهداف مختلف می باشد. بنابراین، امروزه به عصری وارد شده ایم که با دستورزی کدهای ژنتیکی موجودات مختلف و یا مهندسی موجودات کاملا جدید، تعامل ما با جهان طبیعت در حال تغییر است.
همانند هر فناوری نوظهور، نگرانی، ترس و جنبه های اخلاقی در مهندسی ژنتیک هم مطرح است. برخی از این نگرانی ها مبنای درستی داشته و مربوط به مخاطرات احتمالی و جنبه های احتیاطی این فناوری است در حالی که سایر نگرانی ها نتیجه اطلاعات نادرست، تعصبات مذهبی، یا هیجانات اجتماعی می باشد. بسیاری از مخالفان از این نگرانند که استفاده از این فناوری جدید در زندگی گیاهان و جانوران و حتی انسان دخالتهای ناروائی بکند و یا آثار سوئی بر سلامت انسان و محیط زیست بگذارد. با توجه به جوان بودن این فناوری و امکانات فراوانی که در جهت بهبود شرایط و اوضاع زندگی بشری به همراه دارد، ارزیابی دقیق جنبه های اخلاقی می تواند آینده دوران مهندسی ژنتیک را بیمه نماید. در صورتی منافع مهندسی ژنتیک بیش از مخاطراتش خواهد بود که نظارت کافی بر روی آن صورت گرفته و نگرانی های اخلاقی مربوط به آن از جمله کرامت، پیامدهای خطرناک، و عدالت مورد توجه باشد.نتیجه گیریقانونگذاران و مسوولان ذیربط نباید قوانینی وضع نمایند که بی دلیل به کارگیری مهندسی ژنتیک را محدود نماید. این فناوری نباید به طور کامل ممنوع و یا متوقف شود بلکه باید به طور عادلانه ای مدیریت شود تا جامعه از مزایای بیشمار آن بهره مند گردد.
کلید واژگان: اخلاق زیستی, ارتقای ژنتیکی, تراریخته, ژن درمانی, مهندسی ژنتیکBackgroundWe are on the verge of being able to transform, manipulate, and create organisms for any number of productive purposes. From medicine, to agriculture, and industries, we are within reach of an age when manipulating the genetic codes of various organisms, or engineering entirely new organisms, promises to alter the way we relate to the natural world. As with any revolutionary technology, anxieties, fears, and moral objections to the promise of genetic engineering abound. Some are well-grounded and suggest caution,while others are the product of misinformation, religious prejudice, or hysteria.Many having this attitude are afraid that the use of the new technology amounts to an inadmissible interference with the life of animals, plants and humans. Given the relative youth of the technology and the tremendous possibilities it offers for improvement of the human condition, as well as the environment in general, careful consideration of ethical implications now can help inform and ensure the future of the genetic engineering era.Provided that it is appropriately regulated, bearing in mind ethical concerns relating to dignity, harmful consequences, and justice, its potential benefits outweigh its harms.ConclusionLegislators and other responsible decision-makers should not implement regulations that unduly restrict implementation of genetic engineering. The technology should not be completely banned or prohibited, but managed justly to ensure a stable and equitable social structure.Keywords: Bioethics, Genetic engineering, Genetic enhancement, Gene therapy, Transgenic
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.