به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

رضا شیرزادیان خر مآباد

  • مریم رجبی فرشمی، رضا شیرزادیان خرم اباد*، امین عابدی، محمدحسین رضادوست

    سیستئین یک ترکیب آلی گوگرد دار و پیش ساز ترکیبات دفاعی است که سنتز آن در گیاهان دو مرحله ای بوده و آنزیم سیستئین سنتاز (OASTL; EC 2.5.1.47) در مرحله ی آخر آن نقش دارد که برای فعالیت به کوفاکتور (Pyridoxal-Phosphate) PLP نیاز دارد. یافتن ژن های دارای دمین عملکردی (Pyridoxal-Phosphate dependent enzyme) PALP در ژنوم آرابیدوپسیس و برنج موجب شناسایی 20 و 19 ژن OASTL-Like در این گیاهان شد. در این تحقیق ویژگی های فیزیکوشیمیایی، فیلوژنی، ساختار ژنی، موتیف های حفاظت شده، عناصر تنظیمی سیس، تنظیم تظاهر پس از رونویسی و پروفایل تظاهر ژن های خانواده OASTL-Like در آرابیدوپسیس و برنج بررسی شد. ژن های OASTL-Like به دو دسته اصلی و چندین زیرگروه تقسیم شدند. ساختار اگزون اینترونی و ترکیب و توزیع موتیف های شناسایی شده، گروه بندی تبارزایی را تایید کرد که نشان دهنده حفاظت شدگی و اختصاصی بودن مسیر تکاملی این ژن ها بود. ارزیابی ناحیه پروموتری ژن های OASTL-Like در آرابیدوپسیس و برنج به ترتیب موجب شناسایی 47 و 48 نوع عنصر تنظیمی شد که پس از G-box به ترتیب ARE و ABRE دارای بیشترین فراوانی می باشند. این ژن ها در آرابیدوپسیس و برنج به ترتیب هدف 87 و 105 نوع مولکول miRNA قرار می گیرند که نشان دهنده ی اهمیت تنظیم تظاهر پس از رونویسی می باشد. پروفایل تظاهر ژن های OASTL-Like حاکی از کارکرد بسیار متنوع این ژن ها در مراحل مختلف نموی، پاسخ به تنش های غیر زیستی و هورمون ها می باشد. این مطالعه با شناسایی و کاوش اعضای خانواده OASTL-Like، نتایج قابل توجهی را در مورد این ژن ها ارایه می کند که در پژوهش های مهندسی ژنتیک با هدف بهبود مقاومت گیاهان به تنش های محیطی می تواند مورد توجه باشند.

    کلید واژگان: بیوانفورماتیک, پایگاه داده, پروموتر, تظاهر ژن, سیستئین سنتاز
    Maryam Rajabi-Farshmi, Reza Shirzadian-Khorramabad *, Amin Abedi, Mohammad-Hossein Rezadoost

    Cysteine is an important precursor for defense compounds in plants. The enzyme cysteine synthase (OASTL; EC 2.5.1.47) catalyzes the final stage of cysteine biosynthesis and need cofactor Pyridoxal-Phosphate) PLP) for its function. The use of bioinformatics tools to find genes with functional domain PALP (Pyridoxal-Phosphate dependent enzyme) in Arabidopsis and rice identified 20 and 19 OASTL-Like genes. Physicochemical, phylogenetic, gene structure, conserved motifs, Cis regulatory elements, post-transcription expression regulation and expression profile of OASTL-Like genes in Arabidopsis and rice were investigated. The identified genes have been categorized into two major clusters and several subgroups. The first cluster consists of 20 members all of which have a related function to cysteine synthase and The second cluster has 19 members. Structure of the intron-exon, the composition and distribution of motifs of those genes were similar confirming the phylogenetic classification indicating the high conservation of genes. Evaluation of promoter region OASTL-Like genes identified 47 types of regulatory elements in Arabidopsis and 48 types in rice. Regulatory elements G-box, ARE and ABRE have the highest frequency. Examination of the mRNA sequence of OASTL-Like family genes in Arabidopsis and rice showed that these genes target 87 and 105 different miRNA molecules, which regulate gene expression at post-transcriptional. The expression profile of OASTL-Like genes indicates the very diverse function of these genes in different developmental stages, in responds to abiotic stresses. The results of this study provide basic and valuable information about OASTL-Like genes in plants.

    Keywords: Bioinformatics, Cysteine Synthase, Database, Gene Expression, Promoter
  • مریم رجبی فرشمی، مهدی یاراحمدی، رضا شیرزادیان خرم آباد*، علی اعلمی، امین عابدی، محمدحسین رضادوست

    گیاهان موتانت (onset of leaf death 3-1) old3-1 دارای یک جهش نقطه ای در ژن AT4G14880 هستند، این ژن کد کننده آنزیم سیستیین سنتاز سیتوسولی (OASTL-A1) است. سیستیین یک ترکیب آلی گوگرددار و پیش ساز ترکیبات دفاعی است. آنزیم OASTL-A1 (سیستیین سنتاز) در آخرین مرحله سنتز سیستیین نقش دارد. جهش old3-1 موجب تغییر در ساختار و فعالیت این شده و گیاهان موتانت old3-1 در شرایط روزبلندی و C 21 بعد از 14 روز دچار مرگ سلولی زودرس می شوند. در این تحقیق موتانت old3-1 در شرایط روزکوتاهی و دمای C 21 با گیاهان موتانت B40-12, old3-2 و گیاهان مادری Ler-0, Col-0 مورد مقایسه قرار گرفت. بر اساس نتایج فنوتیپی و فیزیولوژیکی، گیاهان old3-1 دچار مرگ سلولی زودرس نشدند نجات یافتند و مراحل مختلف رشد و نمو تا گلدهی و تولید بذر را طی نمودند. بررسی فعالیت آنزیم های کاتالاز و پراکسیداز در شرایط روزکوتاهی نشان داد که میزان فعالیت این آنزیم ها در برگ های old3-1 بیشتر از Ler-0 و B40-12 است، یعنی در روزکوتاهی فعالیت آنزیم ها افزایش یافت. بررسی بیان نسبی ژن های نشانگر سیستم ایمنی شامل GST1, DEFL و PR1 در گیاهچه های old3-1 و Ler-0 22 روزه (روزکوتاهی و C 21) و سپس انتقال یافته به روز بلندی نشان داد که بیان ژن های فوق در روز کوتاهی با افزایش قابل توجه ای همراه بوده و افزایش بیان این ژن ها احتمالا موجب افزایش زنده مانی گیاهان موتانت old3-1 شده است. بر اساس نتایج به دست آمده روزکوتاهی موجب بهبود وضعیت رشد و نمو و نجات گیاهچه های old3-1 از مرگ سلولی زودرس می شود.

    کلید واژگان: آرابیدوپسیس, روزکوتاهی, مرگ سلولی, موتانت old3-1
    Maryam Rajabi-Farshmi, Mehdi Yarahmadi, Reza Shirzadian-Khorramabad*, Ali Aalami, Amin Abedi, MohammadHossein Rezadoost

    The mutant plants old3-1 (onset of leaf death 3-1) have a point mutation in the AT4G14880 gene. This gene encodes the cytosolic cysteine ​​synthase enzyme (OASTL-A1). Cysteine ​​is a sulfur-containing organic compound and a precursor of defense compounds, and the OASTL-A1 enzyme plays a role in the last step of its synthesis. The old3-1 mutation causes a change in the structure and activity of the cysteine ​​synthase enzyme, and the old3-1 mutant plants suffer premature cell death after 14 days under 21°C long-day conditions. In this research, the old3-1 mutant was compared with mutants B40-12, old3-2 and wild type Ler-0, Col-0 under short-day conditions and 21°C. Based on the phenotypic and physiological results, old3-1 plants did not suffer premature cell death and went through different stages of growth and development until flowering and seed production. Examining the activity of catalase and peroxidase enzymes under short day conditions showed that the activity of these enzymes in the leaves of old3-1 is higher than that of Ler-0 and B40-12, which means that in short-day conditions the activity of the enzymes increased. Examining the relative expression of immune system marker genes including GST1, DEFL and PR1 in 22-day-old seedlings old3-1 and Ler-0 under the same conditions (short day and 21˚C) following transferring to long day showed that the expression of the above genes in short day significantly increased, resulting in the survival of old3-1 mutant plants. According to the obtained results, short days improve growth and development conditions and save old3-1 seedlings from premature cell death.

    Keywords: Arabidopsis, Cell death, old3-1 mutant, Short-day
  • لیلا خزائی، رضا شیرزادیان خرم آباد*

    شوری خاک از جمله عوامل تنش زای محیطی است که باعث تجمع گونه های فعال اکسیژن و ایجاد تنش اکسیداتیو و در نتیجه کاهش رشد و تولید گیاهان زراعی می شود. در این تحقیق که در سال 1398 در محلول غذایی در آزمایشگاه کشت بافت موسسه تحقیقات برنج کشور (رشت) اجرا شد، فعالیت آنزیمی و بیان ژن های موثر در دفاع آنتی اکسیدانی دو ژنوتیپ برنج جهش یافته منتخب متحمل به تنش شوری (em4hs290 و em4hs84) همراه با رقم هاشمی (والد غیر جهش یافته)، رقم FL478 (متحمل) و رقم IR28 (حساس) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که فعالیت آنزیمی پراکسیداز (POX) در ارقام هاشمی و IR28 و آسکوربات پراکسیداز (APX) در ژنوتیپ های جهش یافته متحمل و رقم متحمل FL478 به طور معنی داری افزایش یافتند. نتایج بیان ژن های مرتبط با تنش شوری نیز نشان داد که علیرغم رفتار متفاوت ژن ها در ژنوتیپ های برنج مورد ارزیابی، میزان کل بیان ژن های OSGR1، DREB2B، OsAOX1C و POX1 در ژنوتیپ های جهش یافته متحمل بیشتر از رقم حساس بود. فراوانی رونوشت ژن های OsAPX2 در ژنوتیپ های متحمل در شرایط تنش شوری کوتاه مدت به طور معنی داری بیشتر بود و با حذف پراکسید هیدروژن و افزایش فعالیت آنزیم اسکوربات پراکسیداز همبستگی داشت. عدم شباهت در الگوی بیان ژن های مورد مطالعه بین دو ژنوتیپ جهش یافته متحمل و والد آنها (رقم هاشمی) نشان داد که القای جهش می تواند از طریق بهبود فعالیت آنتی اکسیدانی باعث افزایش توانایی ژنوتیپ های برنج برای تحمل تنش شوری در مقایسه با ارقام والد حساس آنها شود. به نظر می رسد که ژنوتیپ های جهش یافته برنج رشد مناسبی را در شرایط تنش شوری خاک نیز داشته باشند.

    کلید واژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی, برنج, بیان ژن, تحمل, تنش شوری و موتاسیون
    L.Khazaie, Reza Shirzadian-Khorramabad
    Introduction

    Soil salinity is one of the environmental stresses that causes the accumulation of reactive oxygen species (ROS), and oxidative stress, and consequently, reduces crop growth and production. Antioxidative mechanisms are critical to protect cells from the adverse effects of ROS.

    Material and Methods

    Thhis study was conducted in nutrient solution in Rice Research Institute of Iran, Rasht, Iran in 2019. The enzymatic activity and expression of effective genes on antioxidant defense were examined in two selected mutant genotypes (em3hs290 and em3hs84) tolerant to salinity stress, with Hashemi local cultivar, FL478 (tolerant) and IR28 (sensitive) genotypes. Biochemical traits including the activity of antioxidant enzymes, peroxidase, catalase, and ascorbate peroxidase, and the relative expression of genes encoding transcription factors (SNACI, DREB2B, and DREB2A) and genes associated with oxidative stress (OsAOX1C ،POX1، OsGR1، OsAPX2 and OsGPX1) were also measured and detected using real-time PCR technique.

    Results

    The results showed that enzymatic activity of peroxidase (POX) in control cultivars (cv. Hashemi and IR28 cultivars) and ascorbate peroxidase (APX) in tolerant mutant genotypes and FL478 cultivar increased significantly. The genes expression associated with salinity stress tolerance also indicated that despite the variable behavior of the genes in the studied mutant genotypes, the expression of OSGR1, DREB2B, OsAOX1C and POX1  genes in studied tolerant mutants was more than susceptible cultivar. Transcript abundance of the OsAPX2 gene was significantly higher in salt-tolerant genotypes under short-term salinity stress and correlated with peroxide hydrogen removal and increased activity of ascorbate peroxidase enzyme.

    Conclusion

    The lack of similarity in the expression pattern of studied genes between the two salt-tolerant mutant genotypes (em4hs290 and em4hs84)  and  cv. Hashemi showed that the mutation could triger the salt-tolerance mechanisms in mutant genotypes, in comparison of cv. Hashemi, through emhancement of antioxidant enzymes activity in response to salt stress. It seemes that the mutant genotypes may have suitable growth in soil salinity conditions.

    Keywords: Antioxidant enzymes, Gene expression, Mutation, Rice, Salinity stress, Tolerance
  • خدیجه عباس زاده، رضا شیرزادیان خرم آباد*، محمدمهدی سوهانی، زهرا حاجی احمدی

    تنش شوری بر خصوصیات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و فرآیندهای بیوشیمیایی گیاهان تاثیرگذار است. گیاهان تراریخته Bt نقش بسزایی در کنترل آفات برخی از محصولات استراتژیک دارند، اما توان و مقاومت این گیاهان از منظر تنش های محیطی موردتوجه قرار نگرفته است؛ بنابراین اثر تنش شوری در سطوح 0، 50، 100، 150 و 200 میلی مولار بر صفات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و مولکولی گیاهان تراریخته نسل T3 گوجه فرنگی حاوی ژن cry1Ab (CH-Falat-Bt) همراه با رقم غیرتراریخته (CH-Falat) مورد بررسی قرار گرفت. بررسی صفات مورفولوژیک (سطح برگ، عمق ریشه، وزن تر و خشک ریشه) در سطوح مختلف شوری حاکی از برتری گیاه تراریخته CH-Falat-Bt بر غیرتراریخته CH-Falat بود. میزان محتوای آب نسبی گیاه و کاروتنویید در گیاهان تراریخته به طور معنی داری بیشتر از گیاهان غیرتراریخته بود. محتوای کلروفیل در سطوح تنش شوری 150 و 200 میلی مولار به ترتیب 12 و 9 درصد بیشتر از غیرتراریخته بود. نشت الکترولیت در گیاهان تراریخته نسبت به غیرتراریخته به طور قابل ملاحظه ای کاهش داشت. تجمع پرولین و قندهای محلول در گیاهان تراریخته به طور معنی داری افزایش نشان داد. بیان نسبی ژن های SOS1 و SOS2 با افزایش میزان تنش شوری در گیاهان تراریخته CH-Falat-Bt نسبت به گیاهان غیرتراریخته CH-Falat افزایش قابل توجهی نشان داد. نتایج بررسی های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و مولکولی نشان داد که اثرات نامطلوب تنش شوری گیاهان تراریخته CH-Falat-Bt نسبت به غیرتراریخته کمتر بود و درمجموع، در مقایسه با ژنوتیپ غیر تراریخت، گیاهان تراریخته به سطوح مختلف شوری اعمال شده متحمل هستند.

    کلید واژگان: تنش شوری, گوجه فرنگی, Bt, cry1Ab, SOS1, SOS2
    Khadijeh Abbaszadeh, Reza Shirzadian-Khorramabad*, MohammadMahdi Sohani, Zahra Hajiahmadi

    Salinity stress affects morpho-physiological and biochemical traits of plants. The transgenic Bt plants play a significant role in pest control, but their response and ability to cope with environmental stresses still need to be evaluated. Therefore, effect of salinity stress at 0, 50, 100, 150, and 200 mM on morphological, physiological, and molecular traits of T3 transgenic tomato plants containing cry1Ab gene (CH-Falat-Bt) was investigated and compared with that of the non-transgenic control (CH-Falat). Evaluation of the morphological traits (leaf area, root length, fresh and dry weight of roots) at different salinity levels revealed that CH-Falat-Bt transgenic plants are more tolerant to salinity stress compared to CH-Falat non-transgenic plants. The chlorophyll content at 150 and 200 mM salinity levels was 12 and 9% plants, respectively. Moreover, the amount of RWC, carotenoids, proline and soluble sugars increased significantly in transgenic plants as salinity levels increased. The relative expression of SOS1 and SOS2 genes showed a significant increase in all salinity levels in CH-Falat-Bt transgenic plants compared to CH-Falat non-transgenic plants. The amount of electrolyte leakage in the transgenic plants was significantly reduced compared to the non-transgenic plants. The results of morphological, physiological, and molecular investigations of CH-Falat-Bt transgenic plants confirmed that the undesirable effects of salinity stress on transgenic plants is much less than non-transgenic ones. in general CH-Falat-Bt transgenic plants are more tolerant to different applied salinity levels than the wild variety.

    Keywords: Salt stress, Tomato, Bt, Cry1Ab, SOS1, SOS2
  • لیلا خزائی، رضا شیرزادیان خرم اباد*، علی اکبر عبادی، علی مومنی
    مقدمه و هدف

    تنش شوری یکی از سخت ترین محدودیت های تولید برنج در سراسر جهان است. بنابراین، با توسعه ارقام برنج متحمل به شوری می توان زمینه افزایش تولید این محصول را به دلیل اثرات تغییرات اقلیمی فراهم نمود.

    مواد و روش ها

    جهت بررسی واکنش ژنوتیپ های موتانت نسبت به تنش شوری در مرحله گیاهچه، 309 ژنوتیپ موتانت منتخب در نسل سوم به همراه رقم محلی هاشمی و رقم FL478 (متحمل) در دو سطح شوری NaCl (0 و 10 دسی زیمنس بر متر مربع) به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در دو تکرار در گلخانه مورد ارزیابی قرار گرفتند. پارامترهای رشدی مانند طول ریشه، طول ساقه، وزن خشک و تر ریشه، وزن خشک و تر ساقه، وزن گیاهچه، نسبت طول ساقه به ریشه و نسبت وزن ساقه به ریشه اندازه گیری شد. شاخص تحمل به تنش (STI)، شاخص شدت تنش (SSI)، میانگین حسابی عملکرد (MP)، شاخص تحمل (TOL) و میانگین هندسی عملکرد (GMP) هر ژنوتیپ برای همه صفات محاسبه شد.

    یافته ها

    گستره وسیعی از تنوع ژنتیکی در میان ژنوتیپ ها برای صفات موردمطالعه مشاهده شد که صفات ریشه ای به عنوان بهترین شاخص برای تحمل در شرایط تنش شوری شناسایی شدند. بر اساس نتایج حاصل از همبستگی بین شاخص ها در سطح تنش، STI، HMP و GMP به عنوان شاخص های مطلوب مقاومت تعیین شدند. شاخص های پاسخ به تنش شوری به منظور گروه بندی تعداد 144 ژنوتیپ موتانت استفاده شد. 25 ژنوتیپ موتانت (17/4 درصد) به عنوان بسیار حساس به شوری، 46 ژنوتیپ موتانت (32/6 درصد) همراه با والد هاشمی در گروه حساس به شوری، 41 ژنوتیپ موتانت با FL478 (29/2 درصد) در گروه متحمل و 30 ژنوتیپ موتانت (20/8 درصد) به عنوان بسیار متحمل به شوری شناسایی شدند. در میان ژنوتیپ های موتانت، 4 ژنوتیپ موتانت em3hs290، em3hs292، em3hs165 و em3hs84  بر اساس شاخص های تحمل به تنش، حداقل لوله شدن برگ، میزان زیست توده بالا و توانایی جبران بهتر تنش، به عنوان متحمل ترین ژنوتیپ ها شناسایی شدند. همچنین ژنوتیپ موتانت em3hs31 نیز با داشتن حداقل عملکرد در سطح تنش به عنوان حساس ترین ژنوتیپ معرفی شد.

    نتیجه گیری

    جهش القایی EMSتاثیر مطلوبی در ایجاد ژنوتیپ های موتانت متحمل به شوری داشته و از شاخص های موردمطالعه می توان برای جداسازی ژنوتیپ های موتانت متحمل به شوری در جمعیت های موتانت برنج استفاده کرد. این جمعیت موتانت می تواند به عنوان یک منبع ژنتیکی ارزشمند برای توسعه ارقام جدید مقاوم به شوری برای مناطق مستعد شوری زیر کشت برنج استفاده شود.

    کلید واژگان: اتیل متان سولفانات, برنج محلی, جهش, شوری, متحمل
    Leila Khazaie, Reza Shirzadian-Khorramabad*, AliAkbar Ebadi, Ali Moumeni
    Introduction and Objective

    Salinity stress is one of the most severe constraints limiting rice production worldwide. Thus, the development of salt-tolerant rice can provide increasing food demand due to climate change effects.

    Material and Methods

    To investigate the reaction of mutant genotypes to salinity stress in the seedling stage, 309 selected mutant genotypes selected in the third generation along with Hashemi local cultivar and FL478 (resistant) in two levels of NaCl salinity (0 and 10 dS/cm) were evaluated as a completely randomized factorial design with two replications. Growth parameters like root length, shoot length, root fresh and dry weight, shoot fresh and dry weight and plant biomass were measured after 14 days of exposure to two levels of stress namely, non-stress (EC ~ 1.2 dS/m) and saline stress (EC ~ 10 dS/m) in hydroponics at seedling stage. The Stress tolerance index (STI), Stress susceptibility index (SSI), Mean productivity (MP), Stress tolerance (TOL) and Geometric mean productivity (GMP) for each genotype was calculated for all the traits.

    Results

    The results of analysis of variance showed a significant difference between genotypes for all traits that indicated genetic diversity between them. A wide range of genetic variability was observed among genotypes for studied traits that root traits were identified as the best descriptors for tolerance to salt stress conditions. Results of correlation coefficients among the indices showed that STI, HMP and GMP indices were the most suitable resistance indices. Salt stress response indices (SSRI) were used to classify the number of 144 mutant genotypes; 25 mutant genotypes (17.4%) were identified as salt-sensitive, 46 (32.6%) with Hashemi parent in salt-sensitive group, 41 (32.6%) with FL478 each in salt-tolerant group, and 30 (20.8%) as highly salt tolerant. Among the mutant genotypes, four mutant genotypes em3hs290, em3hs292, em3hs165 and em3hs84 were identified as the most tolerant genotypes based on stress tolerance indicators, minimum leaf tubing, high biomass rate and better stress compensation ability. Also, the mutant genotype em3hs31 was introduced as the most sensitive genotype with a minimal performance at the stress level.

    Conclusions

    Induced mutation of EMS has desirable effect on creation of salinity tolerant mutant genotypes and the studied indices can utilize for separating of salinity tolerant mutant genotypes in rice mutant populations. This mutant population could serve as a valuable genetical resource in the development of novel salt-tolerant varieties for the salinity prone regions under rice cultivation.

    Keywords: Ethylmethane sulfonate, Local Rice, Mutation, Salinity, Tolerant
  • طیبه فلاحی پاشاکی، محمدمهدی سوهانی*، رضا شیرزادیان خرم آباد

    دمای بالا سبب آسیب های جدی در گیاهان از جمله اختلال در تعادل درون سلولی، کندی یا رکود رشد و نمو و حتی مرگ می شود. هنگامی که گیاهان در معرض دمای بالا قرار می گیرند، پروتیین های پاسخ گرمایی  (HSP)در سلول فعال می شوند. از همین گروه، HSPهای کوچک (sHSP) قرار دارند که با افزایش دما فعال شده، و در نقش چاپرون مولکولی به پروتیین هایی که در معرض تنش گرمایی بوده اند متصل می شوند و مانع از تاشدن نادرست یا به عبارتی به تاخوردگی صحیح آن ها کمک می کنند. پروتیینی به نام آرتمین در سخت پوست  Artemia urmianaشناسایی شد که از مهمترین خصوصیات آن قدرت چپرونی بالا و وجود دمین α-crystallin است که وجه مشخصهsHSPها است. به منظور مطالعات ژنومیکس کارکردی شامل فنوتیپ و شاخص های تحمل گیاهان، تراژن آرتمین به گیاه مدل آرابیدوپسیس تالیانا منتقل و واکنش گیاهان موتانت در قالب یک طرح آزمایشی به صورت فاکتوریل و طرح پایه کاملا تصادفی در سه تکرار درآزمایشگاه بیوتکنولوژی مطالعه شد. تنش گرمایی در دمای 45 درجه سلسیوس اعمال و مطالعه مولفه های بیوشیمیایی، مولفه های جوانه زنی و فیزیولوژیک نشان داد که برهمکنش فاکتورهای تنش گرمایی و ژنوتیپ بر تمام صفات مربوط به جوانه زنی، وزن تر و وزن خشک گیاهچه، طول گیاه چه و محتوای پروتیین کل، آنزیم کاتالاز و محتوای مالون دی آلدیید در سطح یک درصد معنی دار بودند. با اعمال تنش گرمایی گیاهان حاوی تراژن آرتمین به طور معنی داری نسبت به گیاهان غیرتراریخته جوانه زنی و رشد گیاه چه بهتری را نشان دادند. تنش همچنین موجب افزایش معنی دار فعالیت آنزیم کاتالاز و محتوای پروتیین کل و کاهش محتوای مالون دی آلدیید در گیاهان تراریخته در مقایسه با گیاه غیرتراریخته شد. بر این اساس، حضور تراژن آرتمین در گیاهان احتمالا سبب افزایش مقاومت گیاهچه به تنش گرمایی و افزایش عملکرد می شود.

    کلید واژگان: آرتمین, تنش غیرزیستی, جوانه زنی, محتوای پروتئین کل, sHSP
    Tayyebeh Fallahi Pashaki, MohammadMahdi Sohani *, Reza Shirzadian-Khoramabad

    High temperatures causes serious damage to plants, including disruption of cell hemostasis, slowness or stagnation of growth and development, and even death. When plants are exposed to high temperatures, heat shock proteins (HSP) are induced in the cell. Among HSPs are Small heat shock proteins (sHSP), which act as chaperones. They bind to proteins that have been exposed to heat stress and prevent them from incorrectly folding. The Artemin protein isolated from Artemia urmiana has a a-crystallin domain, which is characteristic of sHSP. In order to characterize the functional genomic roles of the protein in plants, artemin gene was transferred to Arabidopsis. A statistical analysis using the factorial design method was performed including two independent transgenic genotypes (art-1 and art-2) along with a wild genotype Col-0 under heat stress at 45°C. Results showed that the interaction between heat stress factors and genotypes was significant at the 1% level for most traits including germination, seedling wet and dry weight, seedling length, total protein content, catalase enzyme activity, and malondialdehyde content. All the components of germination were adversely affected by the application of heat stress. However, the transgenics still had a significantly higher seed germination and plant growth than the wild-type plants. As a result of heat stress, transgenic plants had significantly higher catalase enzyme activity and total protein content, and lower malondialdehyde levels compared with wild type plants. The results indicated that Artemin transgen in plants may cause significantly higher plant resistance to heat stress and increase plant yield.

    Keywords: Abiotic Stress, Artemin, Seed germination, Total protein content, sHSP
  • محمدصادق تقی زاده *، محمدمهدی سوهانی، رضا شیرزادیان خرم آباد
    Mohammad Sadegh Taghizadeh *, Mohammad Mehdi Sohani, Reaz Shirzadian-Khoramabad

    A few small molecular weight signals, including jasmonic acid (JA), salicylic acid (SA), and ethylene (ET), regulate the expression of defense-related genes in plants. These signals serve to inhibit the activation of plant defense genes against aggressors and can manipulate the plant's defense signaling pathways. In this study, the impact of acetosyringone on the induction of virulence genes was examined in Agrobacterium tumefaciens A348 (MX311) and A348 (MX243) at three different levels: 0, 100, and 200 μM. The concentration that demonstrated the highest induction of virulence genes was then used for transforming Arabidopsis mutants using A. tumefaciens EHA105, with the aim of inducing virulence genes. Results revealed that virD2 expression reached its peak at 200 μM acetosyringone, while virB2 expression was highest at 0 μM. Additionally, transformation experiments indicated that the SA mutants (nahG) exhibited the highest transformation efficiency, while the control plants (Col-0) displayed the lowest efficiency. Therefore, the efficiency of gene transfer in SA-suppression mutants suggests a more significant role for SA in plant defense against pathogens compared to the other hormones. Enhancing gene transfer efficiency in these mutants could unlock the potential for increased expression and production of recombinant proteins compared to the wild type.

    Keywords: Acetosyringone, In planta, salicylic acid mutant, jasmonic acid mutant, ethylene mutant, PCR
  • سید الیاس میرنوری، رضا شیرزادیان خرم آباد، لیلا خزائی*
    مقدمه و هدف

    تنش های غیرزیستی بویژه خشکی اثر منفی بر رشد و تولید محصول دارد. گیاهان واکنش های مختلف فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی را در شرایط تنش خشکی در سطح سلولی و موجود کامل نشان می دهند. سطوح تحمل به تنش خشکی و مکانیسم های محافظتی آنتی اکسیدانت برای گیاهچه های 41 ژنوتیپ موتانت (M3) حاصل از ماده جهش زای اتیل متان سولفونات (EMS) روی رقم برنج هاشمی بررسی شدند.

    مواد و روش ها

    تنش خشکی در کشت هیدروپونیک با پلی اتیلن گلیکول  6000 (PEG 6000) در سطح 10- بار به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. در این آزمایش صفات مورفولویکی، محتوی رطوبت نسبی، پایداری غشاء سلولی، پرولین و آنزیم های آنتی اکسیدانت مورد بررسی قرار گرفتند.

    یافته ها

    همه ژنوتیپ های مورد مطالعه کاهش قابل توجهی در پارامترهای رشدی تحت تنش نشان دادند. بر اساس شاخص های مورفو فیزیولوژیکی، دو موتانت M29  و M122  به عنوان ژنوتیپ های موتانت امیدبخش متحمل به تنش خشکی معرفی شدند. این موتانت ها حداکثر افزایش را در طول ریشه بدون تغییر معنی دار در وزن ریشه و حجم ریشه در مقایسه با والد مادری در شرایط تنش نشان دادند و همچنین بهترین کارکرد را برای شاخص های فیزیولوژیکی مانند محتوی آب نسبی، پایداری غشای سلولی و محتوی پرولین در تنش آب تحت شرایط هیدروپونیک از خود نشان دادند. همزمان، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز، پراکسیداز و اسکوربات پراکسیداز در ژنوتیپ های موتانت متحمل به خشکی بطور قابل توجهی در زمان تنش خشکی افزایش یافته، در حالی که با تنش خشکی در ژنوتیپ های موتانت حساس به خشکی کاهش داشته است. همچنین ژنوتیپ های موتانت M106 و M31 نیز با داشتن حداقل کارکرد در سطح تنش به عنوان حساس ترین ژنوتیپ معرفی شدند.

    نتیجه گیری

    در این تحقیق مشخص شد، تجمع پرولین، افزایش زیست توده ریشه، افزایش پایداری غشاء و آنزیم های آنتی اکسیدانی مانند POX، APX وCAT در شرایط تنش خشکی در تحمل به خشکی نقش دارند و می توانند در غربالگری برای تحمل به خشکی استفاده شوند. ژنوتیپ های موتانت شناسایی شده در این مطالعه برای تشریح بیشتر تحمل به تنش خشکی در برنج،  مفید خواهند بود.

    کلید واژگان: اتیل متان سولفونات, آنزیم, برنج, پرولین, تنوع, جهش, خشکی
    Seyed Elyas Mirnouri, Reza Shirzadian-Khoramabad, Leila Khazaie*
    Introduction and Objective

     Abiotic stresses, especially drought, have a negative effect on crop growth and production. Plants display a variety of hysiological and biochemical responses both at the cellular and whole organism level upon sensing drought stress. Drought tolerance levels and antioxidant protection mechanisms were evaluated for 41 mutant genotypes seedlings (M3) induced of the ethyl methanesulfonate on Hashemi rice cultivar.

    Material and Methods

    Drought was imposed in hydroponic culture with polyethylene glycol 6000 (PEG 6000) at the level of -10 bar using factorial experiment as completely randomized design. In this experiment the morphological characteristics of relative humidity content, electrolyte leakage, proline and antioxidant enzymes were investigated.

    Results

     All the studied genotypes showed apparent decreases in growth characteristics under drought stress. Based on different morpho- physiological parameters, two genotypes M29 and M122 were identified as promising drought tolerant mutant genotypes. They exhibited the maximum increase in root length without any significant changes in its root weight and root volume compared with the parent under stress and also showed better performance for various physiological parameters such as relative water content, cell membrane stability and proline content upon water stress under hydroponic conditions. Concomitantly, the activity of antioxidant enzymes catalase, peroxidase and ascorbate peroxidase in the drought-tolerant mutant genotypes increased markedly during drought stress, while decreased by drought stress in the drought sensitive mutant genotypes. Also, M31 and M106 mutant genotypes were introduced as the most susceptible genotype with minimum performance at stress level.

    Conclusion

     In this study it was found, proline accumulation, increase of root biomass, increase of membrane stability and antioxidant enzymes such as POX, APX and CAT during water stress are contributing to drought tolerance conditions and could be used in screening for drought tolerance. The mutant genotypes identified in this study will be useful for further dissection of water stress tolerance in rice.

    Keywords: Diversity, Drought, Enzyme, Ethyl methanesulfonate, Mutation, Prolin, Rice
  • محسن ایمان زاده، محمدمهدی سوهانی*، علی اعلمی، رضا شیرزادیان خرم آباد

    تراریزش به واسطه Agrobacterium یکی از راه های طبیعی و ایده آل ورود ژن به ژنوم گیاه است. اما، عمدتا نیاز به استفاده از تکنیک کشت بافت است که در آن تمایز سلولها و باززایی گیاه اتفاق می افتدکه همراه با جهش های سوماتیکی و عمدتا نامطلوب همراه است. در این پژوهش ارقام گندم، به روش in planta و مستقل از کشت بافت تراریزش شدند. آزمایش با دو سویه ی Agrobacterium به نام های EHA105 و LBA4404 حاوی ناقل pCAMBIAl105.1R، سطوح مختلف استوسرینگون (0، 50 ، 100 و 200 (µM ، دو سطح گلوکز به عنوان منبع کربن ، سه رقم گندم (آذر2، الوند و سرداری) در دو تکرار به صورت طرح کاملا تصادفی فاکتوریل انجام شد. بر این اساس، جنین بالغ در مرحله مشخص با Agrobacterium مایه زنی شد. کارایی تراریزش با آزمون مقاومت بافت های برگی به آنتی بیوتیک هایگرومایسین، آزمون هیستوشیمیایی GUS و آزمون PCR با استفاده از سه تراژن ناحیه T-DNA بررسی شد. بالاترین کارایی تراریزش در هر دو سویه Agrobacterium در سطح µM 200 استوسرینگون و 15% گلوکز در داخل محیط القایی به دست آمد. با بررسی بیان ژن های vir با استفاده از تکنیکqRT-PCR نیز افزایش بیان ژن های virB2 و virD2 در سطح µM 200 استوسرینگون و 15% گلوکز را در مقایسه با شاهد بدون القاگرهای فوق را تایید کرد. به منظور آنالیز نسل T1، گیاهان احتمالا تراریخت در حضور آنتی بیوتیک هایگرومایسین جوانه دار شده و برای تایید تراریزش نسل T1از همان آزمون های نسل T0 استفاده شد و کارایی در این نسل تعیین شد. نتایج اخیر نشان داد که روش فوق نسبتا ارزان، سریع و کارا در انتقال تراژن به ژنوم گیاهان گندم و سایر غلات است.

    کلید واژگان: استوسیرینگون, گلوکز, آزمون هیستوشیمیایی گاس, مقاومت به هایگرومایسین, ریل تایم PCR
    Mohsen Imanzadeh, Mohammad Sohani *, Ali Alami, Reza Shirzadian Khoramabad

    Agrobacterium tumefaciens-based plant transformation is a natural and ideal way of introducing genes into plant genomes. The system is based primarily on tissue culture techniques, including cell differentiation and plant regeneration, which might produce somatic cell mutations. In the present research, wheat plants were transformed by a non-tissue culture approach. Accordingly, mature embryos were inoculated with A. tumefaciens at an early stage of germination. A variety of different treatments, such as Agrobacterium strains (EHA105 and LBA4404 harboring pCAMBIAl105.1R), levels of glucose, concentrations of acetosyringone (0, 50, 100 and 200 µM), and types of wheat cultivars (Azar2, Alvand, and Sardari) were studied. The transformation efficiency was determined by using the number of resistant leaves to hygromycin, histochemical GUS analysis of leaf tissues, as well as PCR analysis of three transgenes located within the T-DNA region. The results showed that the maximum efficiency was obtained when 200 µM acetosyringone was used in combination with 15% glucose in the induction medium. In addition, the relative expression analysis of virulence genes by qRT-PCR revealed that VirB2 and VirD2 were significantly up-regulated when 200 µM acetosyringone and 15% glucose were used as inducers and carbon source, respectively. Therefore, Vir genes inducing factors as well as a three-step culture of Agrobacterium should be considered as major elements for any wheat transformation protocol. The putative transgenic T1 seeds were soaked and germinated in hygromycin solution, and the seedlings were further analyzed with the aforementioned methods. Based on the results, a modified Agrobacterium-mediated transformation protocol is presented. The current results suggest an inexpensive, quick and efficient approach for wheat genome transformation.

    Keywords: Acetosyringone, glucose, Histochemical GUS assay, Hygromycin resistance, Real-Time PCR
  • سیده مینو میرعرب رضی، رضا شیرزادیان خرم آباد*، حسین صبوری، بابک ربیعی، حسین حسینی مقدم
    تنش شوری یکی از عوامل محدود کننده تولید در بسیاری از گیاهان زراعی از جمله برنج است. هدف از اجرای این تحقیق، بررسی واکنش 89 لاین خویش آمیخته نوترکیب حاصل از تلاقی دو رقم برنج ایرانی طارم محلی و خزر تحت دو شرایط بدون تنش و تنش شوری هشت دسی زیمنس بر متر در مرحله رویشی بود. آزمایش به صورت گلدانی و در شرایط هوای آزاد در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام شد. نتایج تجزیه واریانس مرکب تحت دو شرایط بدون تنش و تنش شوری نشان داد که اثر لاین و برهمکنش لاین× تنش برای کلیه صفات مورد مطالعه معنی دار و نشان دهنده واکنش متفاوت لاین ها در دو شرایط بود. نتایج تجزیه واریانس ساده نیز نشان داد که اختلاف بین لاین ها در هر دو شرایط برای همه صفات در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. ارزیابی ضرایب همبستگی بین صفات نشان داد که تحت هر دو شرایط آزمایشی، بالاترین ضریب همبستگی بین دو صفت زیست توده و وزن خشک ساقه وجود داشت. تجزیه رگرسیون گام به گام برای صفت زیست توده تحت شرایط بدون تنش نشان داد که به ترتیب صفات طول ریشه، نسبت وزن ریشه به اندام هوایی، تعداد پنجه در روز 120 و ارتفاع بوته در روز 120، مهم ترین صفات موثر بر زیست توده بودند، در حالی که تحت شرایط تنش شوری، علاوه بر این چهار صفت دو صفت سطح ریشه و حجم ریشه نیز به عنوان صفات موثر بر زیست توده شناسایی شدند. نتایج تجزیه به عامل ها نیز نشان داد که تحت شرایط بدون تنش و تنش شوری، به ترتیب سه و پنج عامل مستقل و پنهانی، دلیل وجود همبستگی بین زیست توده و سایر صفات در لاین ها هستند. تجزیه خوشه ای به روش حداقل واریانس Ward تحت شرایط بدون تنش، لاین ها را در چهار گروه قرار داد که گروه چهارم شامل لاین های با ارزش بالاتر از میاتگین کل برای بیش تر صفات بود. تحت شرایط شوری نیز لاین ها در سه گروه قرار گرفتند و لاین های گروه اول دارای بیش ترین مقدار زیست توده و کم ترین نمره ژنوتیپی و متحمل به شوری بودند. در کل نتایج این تحقیق نشان داد که لاین های شماره 6، 9، 13، 14، 17، 18، 23، 24، 34، 39، 44، 45، 68، 79 و 80 علاوه بر زیست توده بالا، دارای مقادیر بالایی برای بیش تر صفات مورد مطالعه نسبت به سایر لاین ها بودند و بنابراین می توانند به عنوان لاین های متحمل به شوری در تحقیقات بعدی مورد توجه قرار گیرند.
    کلید واژگان: تجزیه به عامل ها, تجزیه خوشه ای, رگرسیون گام به گام, زیست توده
    Seyede Minoo Mirarab Razi, Reza Shirzadian-Khorramabad *, Hossein Sabouri, Babak Rabiei, Hossein Hosseini Moghadam
    Salinity is one of the limiting factors in many crops including rice production. The objective of this study was to investigate the response of 89 recombinant inbred lines derived from a cross between two Iranian rice cultivars, Tarom-Mahalli (indica) and Khazar (indica), under non-stress and 8 dS.m-1 salinity stress at vegetative stage conditions. The experiment was carried out as pod experiment under open air conditions in a completely randomized design with four replications. The results of combined analysis of variance under non-stress and salinity stress conditions showed that the the effect of line and line×stress interaction for all the studied traits was significant, indicating different reaction of the lines under two conditions. The results of simple analysis of variance also showed that the difference between lines in both conditions was significant for all traits at 1% probability level. Correlation coefficients among traits indicated that the highest correlation coefficient was observed between biomass and stem dry weight under both conditions. Stepwise regression analysis for biomass under non-stress conditions showed that root length, root to shoot dry weight ratio, number of tillers per plant at 120 th day and plant height at 120th day were the most important traits influencing biomass, respectively, while under salinity stress conditions, root area and root volume in addition to these four traits, were also identified as effective traits on biomass. Factor analysis also showed that three and five independent factors explained the correlation between biomass and the other traits in the studied lines under non-stress and salinity stress conditions, respectively. Cluster analysis using Ward’s minimum variance method under non-stress conditions divided the lines into four groups which the fourth group was consisted the lines with higher values than total average for most traits. Under salinity conditions, the lines were divided into three groups and the lines into first group had the highest biomass and the lowest genotypic score and were tolerant to salinity stress. In total, the results of current study showed that the lines 6, 9, 13, 14, 17, 18, 23, 24, 34, 39, 44, 45, 68, 79 and 80 had the higher values for most the studied traits than the other lines, in addition to higher biomass, and could therefore be considered as salinity tolerant lines in future researchs.
    Keywords: Biomass, Cluster analysis, factor analysis, Stepwise regression
  • صدیقه نصررمزی*، محمد مهدی سوهانی، رضا شیرزادیان خرم اباد

    گیاهان مقاوم به علف‎کش یکی از رایج ترین گیاهان تراریخته هستند که بیشتر جمعیت کل گیاهان تراریخته را شامل می‎شوند. گلایفوسیت علف کشی است که طیف وسیعی از گونه های گیاهی را کنترل می کند. موضع اثر این علف کش آنزیم 5-انول پیرویل شیکیمات-3-فسفات سینتاز (EPSPS) است که فقط در گیاهان و بعضی باکتری‎ها وجود دارد. به همین جهت به عنوان یک علف کش مناسب و بی‎خطر برای محیط‎زیست شناخته شده است. با این حال، توانایی آسیب‎رسانی به گیاهان زراعی را نیز دارد، بنابراین در سیستم‎های کشاورزی به صورت پیش از کشت استفاده می شود. امروزه با استفاده از روش‎های مهندسی ژنتیک، ژن مقاوم به این علف‎کش ساخته و با انتقال آن به گیاهان زراعی مختلف منجر به تولید گیاهان مقاوم به گلایفوسیت می شود، به طوری که سطح زیر کشت گیاهان زراعی مقاوم به این علف‎کش در حال افزایش است. در پژوهش حاصل مروری بر روش های تولید این گونه گیاهان انجام شده است.

    کلید واژگان: ایمنی زیستی, گلایفوسیت, جهش‎زایی, علف‎هرز, گیاهان تراریخته
    Sedigheh Nasr Ramzi*, MohammadMehdi Sohani, Reza Shirzadian

    Herbicide-resistant plants are one of the most common plants that comprise the majority of the total population of transgenic plants. Glyphosate is an herbicide that controls a wide range of plant species. Position of these herbicides reaction is 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) that only exists in plants and some bacteria. This herbicide was known to be suitable and safe for the environment. However, it can also damage crops in farming systems, therefore, it is used before planting. Today, using genetic engineering techniques, the herbicide-resistant gene was isolated and transferred to different crops. The cultivation of herbicide-resistant crops to is increasing. This study, is a review on studies about herbicide-resistant crops.

    Keywords: Biosafety, Glyphosate, Mutagenesis, Weeds, Transgenic Plants
  • سیده مینو میرعرب رضی، رضا شیرزادیان خرم آباد*، حسین صبوری، بابک ربیعی، حسین حسینی مقدم

    شوری یک عامل محدود کننده مهم در تولید بیشتر گیاهان و از جمله برنج است. با توجه به محدود بودن سطح زیر کشت، شناسایی ژنوتیپ های متحمل به تنش های محیطی و به ویژه شوری از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از اجرای این پژوهش، بررسی تنوع ژنتیکی بین 114 لاین نوترکیب حاصل از تلاقی ارقام طارم محلی × خزر تحت شرایط بدون تنش و تنش شوری هشت دسی زیمنس بر متر در مرحله رشد زایشی در قالب طرح کاملا تصادفی بود. تجزیه واریانس مرکب صفات نشان داد که اختلاف بین لاین ها برای تمامی صفات معنی دار بود. بررسی ضرایب تغییرات ژنوتیپی نیز نشان داد که بیشترین تنوع ژنتیکی در بین لاین های نوترکیب مورد مطالعه مربوط به صفات تعداد خوشه در بوته بود و در مقابل، صفات  تعداد روز تا 50 درصد گلدهی کمترین تنوع ژنتیکی را در بین این لاین ها نشان دادند. در شرایط بدون تنش و تنش بالاترین همبستگی ژنوتیپی و فنوتیپی عملکرد دانه با تعداد دانه پر دربوته مشاهده شد. براساس تجزیه خوشه ایعملکرد دانه ی لاین ها در شرایط نرمال، ژنوتیپ ها به چهار دسته و در شرایط شوری به سه دسته گروه بندی شدند. لاین های مربوط به گروه سوم در هر دو شرایط از میانگین بالاتری نسبت به میانگین کل برخوردار بودند. در مجموع، نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان داد که تنوع ژنتیکی قابل توجهی بین لاین های مورد مطالعه از نظر تحمل به شوری وجود دارد و می توان از این تنوع در برنامه های اصلاحی بعدی استفاده کرد. بر این اساس، لاین های 83، 81، 56، 39، 37 و 89 حساس ترین و لاین های 107، 101، 16، 100، 84، 98، 47، 32، 14، 29، 95، 63، 5، 49، 92 و 10 متحمل ترین لاین ها به تنش شوری بودند و عملکرد و اجزای عملکرد بالاتری داشتند. لاین های متحمل مستقیما جهت کشت در مزارع شور و یا جهت انتقال تحمل به شوری به ارقام تجاری از طریق برنامه های اصلاحی آینده پیشنهاد می شوند.

    کلید واژگان: برنج, تجزیه به عامل ها, تجزیه خوشه ای, شوری, همبستگی
    Seyede Minoo Mirarab Razi, Reza Shirzadian Khorramabad*, Hossein Sabouri, Babak Rabiei, Hossein Hosseini Moghadam

    Salinity is an important limiting factor in the production of more plants, including rice. Due to the limited amount of cultivated area, identification of tolerant genotypes to environmental stresses and especially salinity is very important. The aim of this study was to investigate the genetic diversity among 114 recombinant lines derived from the intersection of local Tarom × Khazar cultivars under non stress conditions and salinity levels of 8 dS/m in reproductive stage in a completely randomized design. Combined analysis of variance showed that the differences between lines was significant for all traits. Genotypic variation coefficients also showed that the highest genetic variation among the evaluated recombinant lines was related to the number of panicles per plant. In contrast, days to 50% flowering showed the least genetic variation among these lines. In non stress and stress conditions, the highest genotypic and phenotypic correlation coefficient was observed between grain yield and number of fill grain in seedlings. Based on the cluster analysis of grain yield, the lines were classified into four groups under normal conditions and were classified into three groups under salinity conditions. The third-party lines in both cases had a higher average than the overall average. In general, the results of this study showed that there is a significant genetic variation between the studied lines in terms of salt tolerance and this variety can be used in subsequent corrective programs. Accordingly, lines 83, 81, 56, 39, 37 and 89 were the most sensitive lines and lines 107, 101, 16, 100, 84, 98, 47, 32, 14, 29, 95, 63, 5, 49, 92 and 10 were the most tolerant lines to salinity stresses of 8 dS/m and they also had higher yields and yield components. Strained lines are proposed directly for cultivating saline or for transferring salt tolerance to commercial cultivars through future breeding programs.

    Keywords: Rice, Cluster analysis, Correlation, Factor analysis, Salinity
  • رضا شیرزادیان خرم اباد*، فرشته تقی پور
    استفاده از فناوری کشت بافت میتواند از جمله مطلوب ترین روش های تکثیر سریع گیاهان زینتی در زمانی کوتاه و فضایی محدود محسوب می شود. این پروژه به منظور دستیابی به مناسب ترین محیط غذایی جهت تکثیرانبوه گیاه زینتی بنفشه آفریقایی از ریزقطعات برگ در شرایط درون شیشه ای انجام شد. اثر تنظیم کننده های مختلف بر میزان تولید شاخساره، تعداد برگ، تعداد ریشه و مدت زمان ریشه زایی بررسی شد. لذا برگ های جوان از پایه مادری رقم 'Pretty Miss Kelly' جدا و پس از ضدعفونی به ریزقطعات با اندازه یک سانتی مترمربع تقسیم شدند. اثر تنظیم کننده-های رشدی شامل BAP به همراه NAA یا IAA بصورت ترکیبی و در سطوح مختلف بر تولید شاخساره، اثر BAP و AdS بر تعداد برگ ، اثر محیط های مختلف ریشه زایی مورد بررسی قرار گرفت. جهت آنالیز داده ها از آزمایش فاکتوریل بر مبنای طرح کاملا تصادفی استفاده شد. نتایج این بررسی نشان داد که mg/l NAA 0.1 یا mg/l NAA0 به همراه mg/l0.1 از BAP و همچنین mg/l IAA0 به همراه BAP mg/l0.1 مناسب ترین ترکیب برای تولید شاخساره هستند. افزایش تعداد برگ بترتیب با استفاده از AdS mg/l 15 و BAP mg/l 0.2 رخ داد. ماسه استریل با تولید میانگین حدود 25 ریشه به در هر گیاهچه نسبت به دو محیط دیگر مناسب تر بود. در زمینه زمان ریشه دهی محیط MS 2/1 به همراه 0.005 میلی گرم در لیتر NAA با میانگین 10 روز مناسب ترین محیط بود. بنابراین در این مطالعه مناسب ترین محیط های غذایی در مراحل مختلف جهت تکثیر انبوه بنفشه آفریقایی معرفی شد.
    کلید واژگان: بنفشه آفریقایی, تکثیر انبوه, هورمون ها, In vitro
    Reza Shirzadian, Khorramabad *
    African violet as one of the important economic ornamental plants could be propagated through tissue culture technique in a short time and limited space. The effect of different growth regulators on shoot production, leave number, root number and rooting time was measured. 'Pretty Miss Kelly' young leaves were collected, and after disinfection, were divided into pieces with dimensions of 1cm*1cm. Therefore, effect of different combination of NAA, BAP, and IAA on shoot regeneration from leaf segments was monitored. Moreover, the effects of various combinations of BAP and AdS has been evaluated on the number of leaves. Subsequently, different root induction mediums including ½ MS with 0.005 mg/l NAA, MS without growth regulators and sterile sand were investigated. The obtained data was analysed by factorial experiment in a completely randomized design with 4 replications. The results showed that 0 mg/l NAA or 0.1 mg/l NAA in combination with 0.1 mg/l BAP and also 0 mg/l IAA in combination with with 0.1 mg/l of BAP are most suitable for shoot production. The best level of AbS and BAP regarding leaf number was inturn 15 mg/l and 0.2 mg/l. A better performance for root induction happened in sterile sand with an average of 25 roots per plantlet. In the case the root induction time, ½ MS with with 0.005 mg/l NAA with an average of 10 days was the best. Therefore, the most appropriate nutrient mediums in various stages for In vitro micrpropagation of African violet from leaf segments was identified.
    Keywords: hormones, In vitro, micropropagation, Saintpaulia spp
  • صدیقه نصررمزی، محمد مهدی سوهانی*، رضا شیرزادیان خرم آباد، مهیار امینی نسب، جعفر اصغری
    یکی از موثرترین راه های ایجاد گیاهان مقاوم به علفکش گلایفوسیت، دستورزی ژن کد کننده آنزیم EPSPS به منظور کاهش میل ترکیبی گلایفوسیت به این آنزیم است. EPSPS از آنزیم های مسیر شیکیمات بوده که مسئول ساخت اسیدهای آمینه حلقوی و نیز انواع متابولیت های ثانویه در گیاهان و باکتری ها است. بدون حضور آنزیم فوق، موجود قادر به ادامه حیات نخواهد بود. در تحقیق حاضر یکی ازدومین های مهم جهت اتصال آنزیم EPSPS که اسیدآمینه گلایسین 96 است، به روش جهش زایی نقطه ای به واسطه مگاپرایمر در تک تیوپ از واکنش PCR به اسیدآمینه آلانین تغییر داده شد. ژن تغییر یافته (EPSPS) ، به همراه ژن تیپ وحشی (35S: EPSPS) جداگانه در وکتور بیانی pPZPY122 کلون و به واسطه سویه سوپربیماریزای EHA105 ازAgrobacterium tumefaciens به جنین بالغ گیاه برنج (Oryza sativa L.) در رقم هاشمی به روشin planta انتقال یافتند. تایید مولکولی تراریزش در دو نسل از گیاهان برنج به روش PCR انجام شد. همچنین تایید فنوتیپی بر اساس مقاومت به آنتی بیوتیک جنتامایسین و نیز مقاومت به علفکش گلایفوسیت در غلظت های مختلف انجام شد. در نهایت بررسی مقدار بیان ژن های انتقال یافته در نسل دوم به واسطه qPCR انجام شد. نتایج نشان دهنده بیان هر دو ژن در گیاهان مورد آزمایش بود. در این مطالعه مشخص شد که فرابیان ژن موتانت سبب تولید گیاهان با مقاومت بالاتر به علفکش در مقایسه با گیاهان شاهد غیرموتانت و همچنین گیاهان با فرابیان ژن وحشی شده است.
    کلید واژگان: بیان ژن, علفکش, گلایفوسیت, تراریزش, in planta, برنج
    Sedigheh Nasr Ramzi, Mohammad Mahdi Sohani*, Reza Shirzadian Khorramabad, Mahyar Amininasab, Jafar Asghari
    The most effective way to produce a plant resistant to glyphosate is manipulation of EPSPS enzyme in order to reduce its affinity to this herbicide. It is one of the vital enzymes in the shikimate pathway, which is responsible for producing aromatic amino acids and various secondary metabolites in plants and bacteria. Without an active enzyme, the organism will not be able to survive. In the present study, one of the important domains in the EPSPS enzyme was modified by site-directed mutagenesis using mega-primer method and one tube approach. Glycine in position 96 was modified to Alanine which was sub-cloned along with the wild-type gene into pPZPY122 plant binary vector. Hashemi cultivar of rice (Oryza sativa) was used for transformation using EHA105 strain of Agrobacterium tumefaciens by in planta method. T2 transgenic plants separately were evaluated to resistance to the gentamicin and glyphosate. Also, positive gene expression was confirmed by Quantitative PCR. Therefore, based on the results, these plants showed significantly a high degree of resistance to the herbicide.
    Keywords: Gene expression, rice, Glyphosate, In planta, Transformation
  • سپیده سنجری، رضا شیرزادیان خرم آباد*، زهراسادات شبر، مریم شهبازی
    سورگوم علی رغم تحمل قابل توجه به خشکی، در دوران قبل و بعد از گلدهی در صورت مواجهه با تنش خشکی، دچار کاهش عملکرد دانه ای می شود. عوامل رونویسیNAC ، نقش کلیدی در سازگاری سورگوم به خشکی ایفا می کنند. در این مطالعه، اطلاعات مربوط به خانواده پروتئینیNAC از پایگاه های اطلاعاتی جمع آوری شد. سپس، مدل مخفی مارکوف دمین NAC (PF02365) بر علیه پروتئین های سورگوم مورد جستجو قرار گرفت. در مجموع، 183 توالی پروتئینی کدشونده توسط 131 مکان ژنی شناسایی شدند. درخت فیلوژنی بر اساس دمینNAC خانواده ژنیNAC سورگوم، به همراه 11 توالی پروتئینی شناخته شده در سایر گیاهان، با روش نزدیک ترین همسایه ها ترسیم شد که این خانواده را به 15 زیرخانواده طبقه بندی نمود. 13 عضو از خانواده پروتئینی NAC سورگوم به زیرخانوادهSNAC های سایر گیاهان پیوستند که احتمالا در تحمل به تنش های غیرزیستی دخیل باشند. 14 نوع عنصر تنظیمی پاسخ دهنده به تنش ها و هورمون ها در راه انداز ژن های زیر گروه SNAC پیش بینی شد. به منظور بررسی الگوی بیانی نسبی ژن های SNAC، کشت مزرعه ای به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا شد. آبیاری در دو سطح شامل آبیاری معمولی و تنش خشکی (قطع آبیاری پس از گلدهی) و ارقام در دو سطح شامل کیمیا (متحمل) و سپیده (حساس) لحاظ گردید. با توجه به الگوی بیانی SbSNAC ها، انتظار می رود که برخی از اعضا به عنوان تنظیم کننده های رونویسی مثبت (سه عضو) و منفی (سه عضو) در پاسخ به تنش خشکی پس از گلدهی در سورگوم فعالیت کنند. همچنین، برخی در پیری برگ (دو عضو) و فرایند انتقال مجدد فلزات (دو عضو) نقش دارند.
    کلید واژگان: NAC, خشکی, Sorghum bicolor (L, ) Moench, درخت فیلوژنتیکی, الگوی بیانی - ژن
    Sepideh Sanjari, Reza Shirzadian-Khorramabad *, Zahra-Sadat Shobbar, Maryam Shahbazi
    Sorghum, in spite of its great tolerance to drought stress, suffers from grain yield loss due to pre and post flowering -drought stress conditions. NAC TFs play key roles in Sorghum drought adaptation. In this study, NAC protein family data was collected from databases. Then, hidden Markov model profiles of NAM domain (PF02365) was obtained from Pfam database and used to find the putative NAC members against Sorghum proteins. Totally, 183 protein sequences encoded by 131 gene loci were identified. The unrooted phylogenetic tree was constructed based on NAC domains of Sorghum and 11 known NAC domains of other plants using the Neighbor-Joining method, which classified the family into 15 subfamilies. 13 members of the NAC protein family of Sorghum joined to the SNAC subfamily of other plants, which are expected to be involved in abiotic stress tolerance. 14 different stress and hormone responsive regulatory elements were predicted in promoters of SNAC subgroupgenes. To study the expression pattern of these genes, two extreme Sorghum cultivars including Kimia and Sepideh were planted based on Split-plot Randomized Complete Block Design with three replications in the field. Irrigation was performed in two levels including normal irrigation and drought stress (water holding from anthesis). Based on the SbSNAC expression pattern, we predict that some members are involved in response to drought stress at post-flowering stage as positive (3 members) and negative transcriptional regulators (3 members). As well, some of them play role in leaf senescence (2 members) and metal remobilization processes (2 members).
    Keywords: NAC, Drought, Sorghum bicolor (L.) Moench, Phylogenetic tree, gene expression pattern
  • زهرا حاجی احمدی، رضا شیرزادیان خرم اباد *، محمود کاظم زاد، محمد مهدی سوهانی
    آفت شب پره گوجه فرنگی (Tuta absoluta) از جمله آفات مهم گوجه فرنگی در کشور ایران به شمار می رود. تغذیه این آفت موجب خسارت %100-50 به میوه گوجه فرنگی در جهان شده است. ژنcryIAb به بسیاری از گیاهان از جمله ذرت منتقل و موجب حفاظت آن ها در مقابل حمله کرم ساقه خوار ذرت شده است. در اکثر مطالعات از پیشبرهای دائمی مانند CaMV35S در فرآیند انتقال ژن به گیاهان استفاده می شود که این امر به دلیل مصرف دائمی انرژی گیاه موجب تغییر در مسیرهای متابولیسمی آن می گردد. پیشبر القا شونده با زخم MPI (Maize Protease Inhibitor) دارای قدرت و کارایی بالاتری از پیشبر CaMV35S است. بنابراین در پژوهش حاضر، برای اولین بار گیاهان گوجه فرنگی تراریخت (رقم فلات) حاوی ژن cryIAb تحت پیشبر MPI تولید شد. پیشبرMPI از گیاه ذرت جدا و در ناقل بیانی pPZP122 جایگزین پیشبرCaMV35s گردید. پس از جداسازی ژنcryIAb از ناقل pCIB4421، سازه pPZP122:MPI:CryIAb ساخته شد و به سویه AGL1 آگروباکتریوم منتقل شد. تراریخته نمودن گوجه فرنگی بصورت In planta انجام و گزینش اولیه گیاهان ترایخت در محیط کشت های حاوی جنتامایسین انجام شد. حضور ژن cryIAb در گیاهچه های مقاوم نسل اول و دوم به ترتیب %5/62 و % 58/75 با PCR مورد تایید قرار گرفت. حضور پروتئین در لاین های تراریخت نسل دوم با استفاده از روش لکه گذاری نقطه ای پروتئین و به کمک پادتن اختصاصی چند دودمانی پروتئین CryIAb، مورد تایید قرار گرفت. نتایج زیست سنجی گیاهان تراریخته نسل دوم با استفاده از آفت توتا، مقاومت بهبود یافته گیاهان تراریخته علیه آفت را نشان دادند. بنابراین پیشبر القا شونده با زخم MPI می تواند برای ساخت سازه های حاوی ژن های کد کننده پروتئین حشره کش (مانند انواع مختلف cry) و تراریختی سایر گیاهان مفید باشد تا ژن مورد نظر صرفا در زمان حمله آفت بیان شود.
    کلید واژگان: پیشبر القا شونده توسط زخم, توتا, ژن cryIAb, In planta
    Zahra Hajiahmadi, Reza Shirzadian-Khorramabad *, Mahmood Kazemzad, Mohammad Mahdi Sohani
    Tomato leafminer (Tuta absoluta) is one of the important pests of tomato in Iran. It causes serve losses to tomato yield between 50 to 100% in the world. The cryIAb gene has been introduced into many plant species, including maize resulting in protection of the maize plants against corn borer larvae. In most studies, constitutive promoters such as CaMV35S were employed for genetic transformation; however the constitutive expression of genes led to changes in plant metabolic pathways due to permanent energy consumption in plants. Since, wound inducible promoter MPI (Maize Protease Inhibitor) posses more efficiency and strength than CaMV35S promoter. Therefore, in the current study, transgenic tomato (cv. Falat) plants harboring cryIAb gene under control of the MPI promoter were developed for the first time. The MPI promoter was isolated from maize and cloned into pPZP122 expression vector replacing the CaMV35S promoter. The cryIAb gene was isolated from pCIB4427 and cloned in pPZP122:MPI:cryIAb and the resulting construct was transformed into Agrobacterium AGL1 strain using In planta approach. Initial selection of the transgenic plants was carried out in media culture containing gentamicin. PCR analysis confirmed the presence of transgene in gentamycin-resistance plants in the first and second generations by rate of 62.5% and 75.58%, respectively. Protein dot blotting using anti-CryIAb polyclonal antibody confirmed the presence of protein in the second generation of transgenic lines. Based on the result of Tuta bioassay, transgenic plants demonstrated an enhanced resistance against Tuta. Thus, the wound inducible promoter MPI can be used in genetic transformation of crop plants if insecticidal protein-encoding genes (such as different types of cry) are used and therefore, it is important to be used when plants asked to express only when are being attacked by insect pests.
    Keywords: Wound inducible promoter, Tuta, cryIAb gene, In planta
  • محمدصادق تقی زاده، محمد مهدی سوهانی*، رضا شیرزادیان خرم آباد
    انتقال ژن به گیاهان با استفاده از Agrobacterium tumefaciens دارای مزایای بسیاری است، اما مشکل مهم این سیستم کارآیی پایین آن است. بر این اساس، یکی از راه های بهبود کارآیی، افزایش فعالیت ژن های بیماری زایی یا vir است که نقش اصلی را در انتقال تراژن به داخل ژنوم گیاه میزبان ایفا می کنند. برخی متابولیت های فنلی و قندها القاگر ژن های vir هستند که به طور سینرژیک عمل می کنند. در این تحقیق جهت بررسی شرایط بهینه بیان پروموتر ژن های بیماری زا از دو سویه موتانت A. tumefaciens به نام های (MX243)A348 و A348 (MX311) استفاده شد که در سویه موتانت MX243 ژن گزارشگر فاقد پروموتر lacZکد کننده آنزیم β-گالاکتوزیداز با پروموتر ژن های virB2 امتزاج یافته (virB2::lacZ) و در سویه موتانت MX311 پروموتر virD2 با ژن گزارشگر فاقد پروموتر lacZامتزاجیافته (virD2::lacZ) است. بر این اساس، فعالیت پروموترهای این دو ژن بیماری زا با میزان فعالیت آنزیم β-گالاکتوزیداز تحت سه تیمار قندی گلوکز، مانوز و داکسی مانوز در ترکیب با تیمار فنلی استوسیرینگون در سطوح مختلف در دو تکرار بیولوژیکی و سه تکرار تکنیکی اندازه گیری شد. ملاک ارزیابی و مقایسه در این خصوص، کشت سه روزه A. tumefaciens شامل مرحله اول رشد رویشی و مرحله دوم القای ژن های بیماری زا به عنوان پروتکل استاندارد القاء بود. نتایج این آزمایش نشان داد که استفاده از تیمار قندی مانوز در ترکیب با 50 میکرومولار استوسیرینگون برای القای بهینه پروموتر ژن virB2و تیمار قندی مانوز در ترکیب با 100 میکرومولار استوسیرینگون برای القای بهینه پروموتر ژن virD2 بالاترین فعالیت آنزیم β-گالاکتوزیداز را به همراه داشت. همچنین تحت شرایط عدم حضور استوسیرینگون، تیمار قندی گلوکز نسبت به مانوز و داکسی مانوز قدرت القا و بیان بالاتر پروموتر ژن های بیماری زا را داشت. بنابراین، به منظور بهبود القا و بیان ژن های بیماری زای virB2 و virD2 پساز مرحله تکثیر رویشی تا زمان هم کشتی باکتری و نمونه های گیاهی، پیشنهاد می شود از تیمار قندی مانوز به عنوان منبع کربن جایگزین گلوکز در ترکیب با غلظت 50 میکرومولار استوسیرینگون در محیط کشت استفاده شود.
    کلید واژگان: استوسیرینگون, داکسی مانوز, سنجش آنزیمی, گلوکز, مانوز, β-گالاکتوزیداز
    Mohammad Sadegh Taghizadeh, Mohammad Mehdi Sohani *, Reza Shirzadian Khoramabad
    The virulence genes (vir) of Agrobacterium tumefaciens induces by many factors such as specific plant phenolic metabolites and sugars. A number of these factors act synergistically with acetosyringone and causing high expression levels of vir genes. In present research, the induction of virB2 and virD2 gene promoters, were investigated in A348 (MX311) and A348 (MX243) Agrobacterium variants, respectively. The promoter sequences from these vir genes have been fused with a promoterless lacZ gene in a cassettes carrying Tn3. A three-day culture of Agrobacterium was performed, which was included a vegetative growth followed by an induction step. Sugar treatment of glucose, mannose and deoxymannose were used in combination with different concentrations of acetosyringone in the two biological and three technical replications. According to the results, the highest activity of β-galactosidase enzyme attained when the mannose of sugar was used in combination with 50 µM acetosyringone for bacterial strain carrying virB2::lacZ construct. The mannose of sugar treatment in combination with 100 µM acetosyringone treatment, for bacterial strain carrying virD2:: lacZ, induced the highest enzyme activity. The monosaccharides in order of descending vir::lacZ activity in the absence of acetosyringone: glucose > mannose > deoxymannose. According to our observations, we suggested that the mannose of sugar treatment with 100 µM acetosyringone could be utilized for obtaining strong induction of Agrobacterium vir genes in an induction medium.
    Keywords: Acetosyringone, ?-galactosidase, Deoxymannose, Enzyme assay, Glucose, Mannose
  • امین عابدی، رضا شیرزادیان خرم آباد *، محمد مهدی سوهانی
    در آرابیدوپسیس ژن هایی شناسایی شده که دارای همولوژی بالایی با ژن استریکتوسیدین سینتاز گیاه پریوش (Catharanthus roseus) می باشند. آنزیم استریکتوسیدین سینتاز در بیوسنتز مونوایندول الکالوئیدها نقش دارد. یکی از ژن هایی که بیان آن تغییرمعنی داری را در پاسخ به تنش های محیطی داشته ژن شبه استریکتوسیدین سینتاز شماره 6 (SSL6) می باشد. به منظور بررسی نقش ژن SSL6 در واکنش به تنش شوری، از لاین موتانت حاصل از درج T-DNA در ژن SSL6 (ssl6) در آرابیدپسیس استفاده شد. برخی ویژگی های مرفولوژی، فیزیولوژیکی و ملکولی شامل درصد جوانه زنی، طول ریشه، فعالیت آنزیم های کاتالاز(CAT)، پراکسیداز(POD) و سوپراکسید دیسموتاز(SOD) و بیان نسبی ژن های واکنش گر به تنش شامل AAO3، RD29A، NCED3 و P5CS1 در واکنش به شوری در لاین های جهش یافته اندازه گیری و با گیاهان شاهد مقایسه شد. داده های آزمایشی بر مبنای آزمایش فاکتوریل و در قالب طرح کامل تصادفی آنالیز شدند. فاکتورها شامل ژنوتیپ تیپ وحشی (Col-0) و جهش یافته (ssl6) و سطوح مختلف شوری شامل صفر، 100 و 200 میلی مولار بود. نتایج آزمایش نشان داد که درصد جوانه زنی، طول ریشه و فعالیت آنزیم های SOD و POD در سطح یک درصد و آنزیم CAT در سطح پنج درصد در گیاه جهش یافته نسبت به گیاه تیپ وحشی دارای تفاوت معنی دار است. ژن های مورد بررسی در گیاه جهش یافته در زمان های 3 و 6 ساعت پس از تیمار شوری بیان بالاتری نسبت به گیاه تیپ وحشی نشان دادند. نتایج این تحقیق برای اولین بار نقش خاموشی ژن SSL6 بر بر افزایش تحمل آرابیدوپسیس به تنش شوری را گزارش میکند. در واقع نقش کارکردی این ژن بر تنش شوری در آرابیدپسیس احتمالا منفی است.
    کلید واژگان: آرابیدپسیس, تنش شوری, SSL6, T-DNA
    Amin Abedi, Reza Reza Shirzadian-Khoramabad *, Mohammad-Mehdi Sohani
    A gene family called Strictosidine synthase like (SSL) exists in Arabidopsis thaliana genome. Orthologs gene in Catharanthus roseus is involved in monoterpenoid indole alkaloids biosynthesis. A member of gene family (SSL6) has been induced by various biotic and abiotic stresses. To further analyse of the functional role of the gene in response to salt stress, the SSL6 T-DNA insertional mutant (ssl6) was used in response to 0, 100 and 200 mM NaCl. Therefore, several morphological, physiological and molecular traits including the percentage of seed germination, root length, Catalase (CAT), Peroxidase (POD) and Superoxide dismutase (SOD) enzyme activity, and relative expression levels of AAO3, RD29A, NCEDD3 and P5CS1 were measured. The obtained data have been analyzed using a factorial experiment (with two factors) based on completely randomized design (CRD) with three replications. The obtained results demonstrated that the percentage of germination, root length and activity of SOD, POD and CAT enzymes were significantly higher in ssl6 genotype when compared with the wild type Col-0. The expression level of responsive genes at 3 and 6 h after salt stress treatment were significantly increased in ssl6 mutant genotype compared to Col-0 genotype. Results of this study for the first time reported that SSL6 genes in involved in plant responses to salinity stress and suppression of SSL6 gene resulted in increased tolerance to salt stress in Arabidopsis.
    Keywords: Arabidopsis thaliana, salt stress, T-DNA, SSL6
  • امین عابدی عابدی، رضا شیرزادیان خرم آباد *، محمد مهدی سوهانی
    در یوکاریوت ها DNA ژنومی در ترکیب با پروتئین های هیستونی کروماتین را ایجاد می کند. چپرون های هیستونی از طریق تغییر دسترسی به DNA بر میزان رونویسی ژن ها تاثیر می گذارند. بر خلاف مخمر و جانوران، در مورد چپرون های هیستونی گیاهی اطلاعات کمی وجود دارد. در این رابطه، خانواده nucleosome assembly protein (NAP) در تمام یوکاریوت ها حفاظت شده بوده و جزء جدایی ناپذیر در پایداری، حفظ و پویایی کرماتین یوکاریوتی می باشد. این پروتئین ها در انتقال هیستون ها به هسته، تشکیل نوکلئوزوم و القاء سیالیت کروماتین نقش داشته و لذا رونویسی بسیاری از ژن ها را تحت تاثیر قرار می دهد. در این مطالعه با استفاده از روش های بیوانفورماتیکی، 6 ژن شبه NAP (ZmNPL1 تا ZmNAPL6) در ذرت شناسایی شد. آنالیز فیلوژنتیکی نشان داد که این ژن های NAPL همانند ژن های NAPL آرابیدوپسیس و برنج به دو زیر گروه تقسیم شده و رابطه تکاملی نزدیکتری با ژن های NAPL برنج داشتند. این ژن ها دارای 3 تا 11 اینترون بوده و بر روی 5 کروموزوم از 10 کروموزوم ذرت قرار گرفته اند. آنالیز بیانی بر پایه ریزآرایه نشان دهنده تنظیم دقیق رونویسی ژن های ZmNAPL در طول نمو ذرت می باشد. این امر حاکی از نقش مهم این ژن ها در برنامه ریزی مرتبط با فرآیندهای نموی ذرت بود. این مطالعه اولین گزارش در مورد شناسایی و بررسی روابط تکاملی، ساختاری و بیانی ژن های NAPL ذرت بوده و نتایج بدست آمده از آن اطلاعات پایه برای تحقیقات آتی در مورد کارکرد ژن-های NAPL ذرت را مهیا می سازد.
    کلید واژگان: آنالیز فیلوژنتیکی, بیان ژن, بیوانفورماتیک, نوکلئوزوم
    Amin Abedi, Reza Shirzadian-Khorramabad *, Mohammad Mehdi Sohani
    In eukaryotes cells, genomic DNA in combination with histone proteins is formed the chromatin. Histone chaperones affect the gene transcription via altering in DNA accessibility. In contrast to their animal and yeast counterparts, not much is known about plant histone chaperones. Nucleosome assembly protein (NAP) family histone chaperones are conserved throughout eukaryotic genomics. NAP is an integral component in the establishment, maintenance, and dynamics of eukaryotic chromatin. They transfer histones into the nucleus, assemble nucleosomes, and promote chromatin fluidity, thereby, affecting the transcription of many genes. In this study, by applying some bioinformatics analysis approaches, six putative NAP genes (ZmNAPL1–ZmNAPL6) were identified in maize (Zea mays) using the released maize genomic sequences. Phylogenetic analysis showed that these ZmNAPLs are classified into two subgroups as found in Arabidopsis and rice. Moreover, it was found that maize NAPL proteins are more closely related to rice. The ZmNAPL genes contained three to eleven introns and were distributed across 5 out of 20 chromosomes in maize. Microarray-based expression analysis of ZmNAPLs showed that there is a tight transcriptional regulation on ZmNAPL genes during the plant development in maize suggesting that they may play a role in genetic reprogramming in association with the developmental process. This study is the first report about NAPL gene family in maize and obtained results provide basic information for future research on the functions of NAPL genes in maize.
    Keywords: Bioinformatics, Gene Expression, Nucleosome, Phylogenetic Analysis
  • امین عابدی، محمد مهدی سوهانی، رضا شیرزادیان خرم آباد
    پلی آمین اکسیدازها (PAO) آنزیم های وابسته به فلاوین آدنین دی نوکلئوتید هستند که در کاتابولیسم پلی آمین ها در پراکسی زوم، آپوپلاست و سیتوپلاسم نقش دارند. گزارش های زیادی در زمینه اهمیت ژن های PAO گیاهان در پاسخ به تنش ها ارائه شده است با این حال مطالعه جامعی در مورد تعداد، روابط تکاملی، ساختار ژنی و الگوی بیانی ژن های PAO در انگور موجود نیست. در مطالعه حاضر با استفاده از روش های بیوانفورماتیکی، هشت ژن محتمل PAO (VvPAO1-VvPAO8) در ژنوم انگور 12X شناسایی شد. بر اساس مطالعه فیلوژنتیکی ژن های VvPAO به سه گروه تقسیم می شوند که هر گروه از نظر جایگاه سلولی و کارکرد اختصاصی است. ژن های VvPAO دارای صفر تا 9 اینترون می باشند و بر روی 6 کروموزوم از 19 کروموزوم انگور قرار گرفته اند. وجود چندین عنصر تنظیمی cis پاسخ به تنش ها و هورمون ها در پیشبر این ژن ها دلالت بر نقش احتمالی آن ها در پاسخ به تنش ها دارد. بررسی داده های ریزآرایه ژن های اورتولوگ PAO انگور در آرابیدوپسیس در شرایط تنش های غیر زیستی نشان داد که سطح رونویسی این ژن ها در پاسخ به تنش های غیر زیستی افزایش می یابد که نشان دهنده نقش این ژن ها در پاسخ انگور به تنش ها است. نتایج این مطالعه داد های پایه برای پژوهش های بیشتر در مورد نقش ژن های PAO در انگور را فراهم می سازد.
    کلید واژگان: بررسی فیلوژنتیکی, بیان ژن, بیوانفورماتیک, پلی آمین, تنش غیر زیستی
    Amin Abedi, Mohammad Mehdi Sohani, Reza Shirzadian-Khoramabad
    Growth, development and productivity of plants are greatly affected by various abiotic stresses. Physiological and molecular studies have shown that naturally occurring plant polyamines (PAs) are involved in conferring abiotic stress tolerance in plants. Polyamine oxidases (PAOs) are FAD-dependent enzymes associated with polyamine catabolism in peroxisomes, the apoplast and the cytoplasm. In plants, increasing evidence supports the idea that PAO genes play essential roles in abiotic and biotic stresses responses. In this study, bioinformatic analysis identified eight putative PAO genes (VvPAO1–VvPAO8) in grape (Vitis vinifera) using the released 12×assemble grape genomic sequences. Phylogenetic analysis indicates that these VvPAOs can be classified into three subgroups as found in Arabidopsis and rice and also reveal that grape PAO proteins are more closely related to Arabidopsis than to those in rice. The VvPAO genes contained zero to nine introns and were distributed across 6 out of the 19 chromosomes in grape. Promoter analysis showed the presence of several cis-regulatory elements related to stress and hormone responses in regulatory regions, indicating their probable role in stress response. Microarray-based expression analysis of VvPAO orthologs in Arabidopsis under abiotic stresses showed that transcript levels of PAO genes were up-regulated significantly by such treatments, indicating their vital roles during stress adaptation. The results obtained provide basic information for future research on the functions of PAO genes in grape.
    Keywords: Abiotic Stress, Bioinformatics, Gene Expression, Phylogenetic Analysis, Polyamine
  • امین عابدی، رضا شیرزادیان خرم آباد، محمد مهدی سوهانی
    استریکتوسیدین سینتاز آنزیم کلیدی مسیر بیوسنتزی ایندول آلکالوئیدهای مونوترپنوئیدی است. پروتئین های داری دمین Str_synth در گیاهان، باکتر ی ها، حشرات و پستانداران شناسایی شده اند و به علت نامشخص بودن نقش کارکردی آن ها شبه استریکتوسیدین سینتاز نامیده می شوند. با تکمیل پروژه توالی یابی ژنوم آرابیدوپسیس و برنج، ژن های شبه استریکتوسیدین سینتاز در این گیاهان نیز شناسایی شد. با این حال اطلاعات کافی در مورد ساختار ژن، تاریخچه تکاملی، نحوه گسترش و نقش کارکردی خانواده ژنی SSL برنج وجود ندارد. در این مطالعه بر اساس آنالیزهای بیوانفورماتیکی 23 ژن SSL در ژنوم برنج شناسایی شد. آنالیز فیلوژنتیکی پروتئین های SSL برنج و آرابیدوپسیس مشخص کرد که این ژن ها در چهار گروه قرار می گیرند و مسیر تکاملی این خانواده در برنج و آرابیدوپسیس متفاوت است. ژن های OsSSL دارای صفر تا پنج اینترون بوده و در 10 کروموزوم از 12 کروموزوم برنج با تراکم متفاوت قرار داشته و مضاعف شدگی پشت سر هم عامل اصلی گسترش این خانواده ژنی است. آنالیز پیشبر نشان داد که چندین عنصر تنظیمی cis پاسخ به تنش ها و هورمون ها در ناحیه تنظیمی وجود دارد که نشان دهنده نقش این ژن ها در پاسخ به تنش ها می-باشد. آنالیز بیان ژن های OsSSL بر اساس داده های ریزآرایه نشان داد که تعداد اندکی از این ژن ها در بافت ها و نیز تنش های غیر زیستی بیان بالایی دارند. این مطالعه اولین گزارش در مورد خانواده ژنی SSL در برنج بوده و می تواند یک چهارچوب برای بررسی کارکردهای بیولوژیکی ژن های SSL در برنج و گیاهان دیگر فراهم می کند.
    کلید واژگان: آنالیز بیان, آنالیز فیلوژنتیکی, خانواده ژنی, مضاعف شدگی, مطالعات In Silico
    Amin Abedi, Reza Shirzadian-Khorramabad, Mohammad Mehdi Sohani
    Strictosidine synthase is a key enzyme in the monoterpenoid indole alkaloids biosynthesis pathway. Proteins with Str_synth domain have been identified in plants, bacteria, insects and even mammalians and called Strictosidine synthase-like due to unknown functional roles. With the Arabidopsis and rice genome sequence completed, SSL genes were also identified in these plants. However, little is known about evolutionary path, gene structure, expansion and function of SSL family in rice. In this study, through bioinformatic analysis, a total of 23 SSL genes were identified in rice genome. A phylogenetic analysis of the SSL genes in rice and Arabidopsis clarified that these genes could be divided into four different groups and the evolutionary paths are different in rice and Arabidopsis. The OsSSL genes contained zero to five introns and were distributed across 10 out of 12 chromosomes at different densities and tandem duplication was a major cause in expanding this family. Promoter analysis showed the presence of several cis-regulatory elements related to stress and hormone response in regulatory region, indicating probable their role in stress response. Microarray-based expression analysis of OsSSL genes indicated that a few number of these genes were widely expressed in various tissues and also in response to some abiotic stresses. This study is the first report about SSL gene family in rice and provides a framework for further analysis of the biological functions of SSL genes in either rice or other crops.
    Keywords: Expression Analysis, Gene Family, in silico Study, Phylogenetic Analysis
  • انسیه طاهری، رضا شیرزادیان خرم آباد، غلامرضا شریفی سیرچی*، عاطفه صبوری، خدیجه عباس زاده
    در این تحقیق، تنوع فیتوشیمیایی و ژنتیکی سه توده بومادران در استان هرمزگان با استفاده از نه آغازگر RAPD مورد بررسی قرار گرفت. از مجموع نه آغازگر که برای انگشت نگاری انتخاب شد، در مجموع 112 باند چندشکل تولید شد. مقدار متوسط باند چندشکل برای هر آغازگر 44/12 باند بود. بر اساس تجزیه کلاستر بر مبنای ضریب تشابه جاکارد با استفاده از الگوریتم UPGMA برای سه جمعیت بومادرانی که شامل 30 نمونه گیاهی بود ژنوتیپ ها به سه گروه دسته بندی شدند. در این دسته بندی ژنوتیپ های هر توده در یک گروه جداگانه قرار گرفتند. همچنین در این پژوهش ترکیبهای شیمیایی و مقدار اسانس سه توده بومادران مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تفاوت بالایی بین تمامی توده های مورد مطالعه در ترکیبات اسانسی بود. ترکیب δ-2-Carene با 79/33 درصد، بالاترین میزان ترکیب مشاهده شده در توده های بومادران بررسی شده در استان هرمزگان را به خود اختصاص داد. به طور کلی نتایج این آزمایش حاکی از تنوع بالای ژنتیکی و فیتوشیمیایی جمعیت های بومادران از لحاظ نشانگر مولکولی مورد استفاده و ترکیبات اسانسی بود.
    کلید واژگان: تنوع ژنتیکی, تنوع فیتوشیمیایی, شاخص بازداری, RAPD, UPGMA
    Taheri E., Shirzadian Khorramabad R., Sharifi Sirchi Gh*, Sabouri A., Abbaszadeh Kh
    In this study, photochemical and genetic diversity of three yarrow’s populations Achillea wilhelmsii C. Koch of Hormozgan province were evaluated using nine RAPD primers. In general, 112 polymorphic bands were produced from the applied primers. The mean value of polymorphic bands was 12/44 per primer bond. The Analysis of cluster base on Jacquard correlation coefficient was performed by using UPGMA algorithm on three populations of yarrow which contain 30 plant samples. Individuals in three populations were completely separated in clusters which revealed genetic distance between populations. In addition, the chemical compounds and the amount of essential oils, three Yarrow masses have been investigated at this study. The obtained results indicate that there were a high differences between all studied masses in their essential oil compounds. The compound of δ-2-Carene with 33/79 percent was the most observed compound in the studied Yarrow masses in Hormozgan province. In general, the results of this experiment showed that there was a high genetic and phytochemical diversity in Achillea (Yarrow) populations in terms of used molecular marker and their essential oil compounds.
    Keywords: Achillea, Genetic Diversity, Phytochemical diversity, Retention index, RAPD, UPGMA
  • سارا رویان، رضا شیرزادیان خرم آباد، پیام طالبی کهدویی
    هورمون اتیلن بر بسیاری از فرایندهای فیزیولوژیکی از جمله پیری موثر است. پیری آخرین مرحله رشد و توسعه گیاه بوده که به مرگ گیاه ختم می شود. در مسیر بیوسنتز اتیلن آخرین پیش ماده 1-aminocyclopropane 1-carboxylic acid (ACC) است. گیاهچه های رشد یافته در محیط کشت حاوی ACCبا تبدیل این ماده به اتیلن دستخوش تغییرات خاصی از جمله کوتاهی و ضخیم شدن ریشه، کوتاهی هیپوکوتیل وچرخش راس هیپوکوتیل می شوند که واکنش سه گانه (Triple response) نامیده می شود. وقوع این علایم نشان دهنده نرمال بودن فعالیت های درک و بیوسنتز اتیلن در گیاه است. در این تحقیق واکنش موتانت های old-3، old-9، old-14، etr1-3و ko-5 به غلظت های مختلف ACC با اندازه گیری صفات مرتبط با واکنش سه گانه در گیاه آرابیدوپسیس تالیانا بررسی شد. ژن های OLD به عنوان ژن های موثر بر فرایند پیری در آرابیدپسیس شناخته میشوند. واکنش سه گانه در اغلب موتانت ها با افزایش غلظت ACC مشاهده می شود. درحالی که در موتانت etr1-3 هیچکدام از علائم واکنش سه گانه مشاهده نشد. لذا تغییر فعالیت ژن های OLD9٬OLD3 و OLD14 در گیاهچه های موتانت های old-3، old-9، old-14 باعث تغییر معنی داری در درک و بیوسنتز اتیلن نشده، ولی در گیاهچه های موتانت etr1-3 تغییر قابل توجهی در زمینه درک اتیلن توسط حسگرهای اتیلن رخ داده است. از آنجائی که فرآیند پیری در موتانت های old-3، old-9، old-14سریع تر از گیاهان والدینی صورت گرفته، این بدان معنی است که ژن های کنترل کننده فرآیند پیری از ژ نهای موثر بر اتیلن متفاوت هستند.
    کلید واژگان: آرابیدپسیس, اتیلن, ریشه, موتانت, هیپوکوتیل
    Sara Rooyan, Reza Shirzadian, Payam Talebi
    Ethylene is involved in many developmental and processes including plant senescence. Senescence is the final step of plant development resulting in death of plants. 1-aminocyclopropane 1-carboxylic acid) ACC) is produced in the last step of the ethylene biosynthesis. The Morphological characteristics of treated plants by ACC induce a phenotype called triple response including root and hypocotyl shortness and thickness. The occurrence of these symptoms indicates that plant system sense ethylene and its biosynthesis is activate. In this project, we examined the response of the wild type seedlings Ler-0, Col-0 and several mutants including old-3, old-9, old-14, etr1-3 and ko-5 to various concentration of ACC in Arabidopsis thaliana following evaluation of triple response characteristics. OLD genes in Arabidopsis are known as senescence involved genes. According to the obtained results, it shown that with increasing ACC concentrations, the triple response has been detected in most mutants, while in mutant etr1-3 none of those responses were observed meaning that etr1-3 is not able to sense and signal ethylene. These results suggest that change in OLD9, OLD3 and OLD14 function doesnt cause any significant impact on ethylene biosynthesis and signaling, while change in gene activity ETR in Arabidopsis led to the loss of the triple response in etr-3 plants. Thus, the genes controlling ethylene biosynthesis is different from genes regulating plant senescence.
    Keywords: Arabidopsis, ethylene, hypocotyl, mutants, root
  • علی اعلمی*، محمد علیزاده، رضا شیرزادیان خرم آباد، علی اکبر عبادی، حیدر عزیزی
    شناسایی مکان های ژنومی دخیل در کنترل صفات کمی در اصلاح مولکولی گیاهان روز به روز در کانون توجه بیشتری قرار می گیرند. مطالعه حاضر به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی بین 48 ژنوتیپ برنج و تعیین مناطق ژنومی مرتبط با 10 صفت مهم مربوط به دانه انجام گرفت. در کل تعداد 63 آلل با استفاده از 18 نشانگر SSR انتخاب شده از کروموزوم های مختلف با میانگین 5/3 آلل برای هر نشانگر آشکارسازی شد. روش مبتنی بر مدل بیزین با در نظر گرفتن حداکثر مقدار ΔK، 48 ژنوتیپ مورد ارزیابی را در سه زیر گروه اصلی تقسیم بندی کرد. میانگین مقدار r2 برای کلیه جفت مکان های روی کروموزوم های مشابه، 053/0 بود. در کل 38 ارتباط نشانگر-صفت معنی دار (P< 0.05) شناسایی شد که بیشتر از 32 درصد کل تغییرات را توجیه نمودند. نشانگرهای RM315، RM3428، RM289، RM16، RM574 و RM156 به ترتیب دارای بیشترین مقدار R2 و بنابراین مرتبط ترین نشانگرها با صفات مورد ارزیابی بودند. یافته های حاصل از این مطالعه ارتباط خصوصیات دانه در برنج را با برخی از نشانگرهای SSR آشکار نمود که می توانند به عنوان مکان های ژنومی هدف برای تحقیقات بیشتر مانند گزینش به کمک نشانگر، نقشه یابی دقیق و کشف ژن های کاندید در برنامه های اصلاح برنج بکار گرفته شوند.
    کلید واژگان: تجزیه ارتباطی, عدم تعادل پیوستگی, برنج, SSR
    Mohammad Alizadeh, Ali Aalami *, Reza Shirzadian, Khorramabad, Ali Akbar Ebadi, Heydar Azizi
    The identification of genomic loci involved in control of quantitative traits receives growing attention in plant molecular breeding. The present study was carried out to evaluate the genetic variability among 48 rice genotypes and determine the genomic regions associated with ten grain related important traits. A total number of 63 alleles were detected by 18 selected SSR markers from different chromosomes with an average of 3.5 alleles per marker. A model-based Bayesian approach subdivided 48 evaluated rice genotypes into three major subgroups with the consideration of the highest value of ΔK. The mean r2 value for all loci pairs on the same chromosome was 0.053. A total of 38 significant marker-trait associations were identified (P
    Keywords: Association analysis, Linkage disequilibrium, Rice, SSR
  • انسیه طاهری، رضا شیرزادیان خرم آباد *، غلامرضا شریفی سیرچی، عاطفه صبوری، خدیجه عباس زاده
    گیاه بومادران یا بومادران نوع کوتاه دشتی با نام علمیC.Koch Achillea wilhelmsii از تیره Asteraceae می باشد. این تحقیق با هدف بررسی سه جمعیت مختلف بومادران و تعیین میزان قرابت ژنتیکی آنها انجام گرفت. اجرای این بررسی با استفاده از صفات مورفولوژیکی در قالب یک طرح آشیانه ای و بصورت کاملا تصادفی با 10 تکرار انجام شد. وراثت پذیری برای تمامی صفات بین بازه ی 98 تا 100 بود که نشان دهنده ی وجود وراثت پذیری بالا برای این صفات می باشد. بیشترین ضریب تنوع ژنتیکی، متعلق به صفت قطر ریشه (66/1) بود که نشان دهنده ی وجود تنوع بالا در بین ژنوتیپ های مورد مطالعه برای این صفت می باشد. کمترین ضریب تنوع ژنتیکی متعلق به صفت نسبت طول به عرض برگ (36/0) بود که حکایت از وجود تنوع کمی برای این صفت دارد. بر اساس نتایج تجزیه به مولفه های اصلی دو مولفه ی اول حدود 90% از کل تغییرات را توجیه می کنند. نتایج تجزیه بای پلات نشان داد که هر سه توده تقریبا از یکدیگر تفکیک شدند. تجزیه خوشه اینیز نتایج تجزیه بای پلات را به طور کامل تایید کرد و توده ها به صورت سه خوشه جداگانه شناخته شدند که این نتایج حاکی از تفاوت ظاهری میان توده های مختلف بومادران است. نتایج این آزمایش نشان دهنده ی تنوع ژنتیکی گسترده بین جمعیت های مورد بررسی از نظر صفات اندازه گیری شده در سطح استان هرمزگان است. نتایج فوق حاکی از پتانسیل های نهفته توده های بومی بومادران در جنوب ایران و ارزشمند بودن این ذخایر و لزوم توجه بیشتر در شناسایی، حفظ، ارزیابی و استفاده از آنها در برنامه های به نژادی است.
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال