هوشنگ علیزاده
-
تنش سرما، یکی از عوامل محدود کننده تولید و عملکرد برنج (Oryza sativa L.) می باشد. در این پژوهش، پاسخ های زودهنگام متابولیکی و مولکولی دو رقم برنج شامل یک رقم متحمل به سرما از زیر گونه ژاپونیکا، "گرده" و یک رقم حساس به سرما از زیر گونه ایندیکا "شیرودی" به تنش سرمای C° 4 بررسی شد. تنش سرما موجب کاهش معنی دار محتوی کلروفیل a و b و کاروتنوئید ها در هر دو رقم برنج شد. با این وجود، محتوی رنگریزه فتوسنتزی در رقم شیرودی، به میزان بیش تری در اثر سرما کاهش یافت که موید ظرفیت ژنتیکی پایین این رقم در حفاظت از سامانه فتوسنتزی بود. میزان پراکسید هیدروژن (H2O2) و مالون دی آلدهید (MDA) رقم شیرودی، حین سرما، به صورت معنی داری بالا تر از این مقادیر در ر قم گرده بود که این نتایج با ظرفیت پایین تر رقم شیرودی در سرکوب گونه های فعال اکسیژن مرتبط است. بالا تر بودن سطح بیان رونوشت ژن بتا-گلوکوزیداز (BG) در ساعات پایانی اعمال سرما در رقم گرده، می تواند بیانگر نقش این آنزیم در افزایش سطح آبسیزیک اسید فعال سلول در حین سرما در این رقم باشد. افزایش معنی دار سطح رونوشت ژن فنیل آلانین آمونیا لیاز (PAL) رقم گرده نسبت به رقم شیرودی، بیانگر القای پاسخ های دفاعی در مسیر فنیل پروپانوئیدی می باشد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که توانایی حفاظت از ساختار های فتوسنتزی، ظرفیت بالا تر در حفاظت سلول در برابر تنش های اکسیداتیو و نیز تنظیم بیان ژن های دخیل در متابولیسم آبسیزیک اسید و ترکیبات ثانویه طی تنش، از جمله دلایلی هستند که در تحمل رقم گرده به سرما موثرند.
کلید واژگان: رنج, بتاگالاکتوزیداز, بیان ژن, تنش سرما, تنش اکسیداتیوJournal of Genetics, Volume:19 Issue: 2, 2024, PP 115 -126Cold stress is one of the major factors limiting rice (Oryza sativa L.) productivity and yield. Two rice cultivars were chosen for this study: a japonica rice, ‘Gerde’, and an indica rice, ‘Shiroodi’, representing tolerant and sensitive cultivars, respectively. In this work, the early physiological and molecular responses of these two cultivars to 4°C cold stress were investigated. We found that cold stress caused a significant decrease in the content of chlorophyll a, chlorophyll b, and carotenoids in both rice cultivars. However, the photosynthetic pigment content in the Shiroodi cultivar decreased to a greater extent, indicating its limited genetic capacity to protect its photosynthetic machinery. During cold stress, the amounts of hydrogen peroxide and malondialdehyde produced by the Shiroodi cultivar were significantly higher than those in Gerde, suggesting a lower capacity of Shiroodi to scavenge reactive oxygen species. The higher level of beta-glucosidase gene expression in the final hours of cold treatment in the Gerde cultivar indicates the involvement of this enzyme in elevating cellular levels of active abscisic acid. Moreover, the significant increase observed in the transcript level of phenylalanine-ammonia-lyase in Gerde indicates the induction of defense responses related to the phenylpropanoid pathway. Altogether, one can conclude that the higher cold tolerance of the Gerde cultivar is multifaceted, involving various factors such as its ability to protect its photosynthetic machinery, its greater capacity for cell protection against oxidative stress, and the expression modulation of genes involved in abscisic acid metabolism and secondary metabolism.
Keywords: Beta-Galactosidase, Cold Stress, Gene Expression, Oxidative Stress, Rice -
گیاه دارویی سنبل الطیب منبع ترکیبات دارویی موثر برای درمان اعصاب، صرع و مشکلات خواب است. این ترکیبات عمدتا از دسته ترپن ها (سزکویی ترپنوییدها) هستند که مسیر بیوسنتزی آن ها در سنبل الطیب تا حد کمی شناخته شده است. نظر به فقدان توالی ژنومی این گیاه، مطالعات مبتنی بر مونتاژ de novo ترانس کریپتوم حایز اهمیت است. در این مطالعه، دو ابزار Trinity و rnaSPAdes برای ساخت مونتاژ de novo از روی داده های SRR موجود در این گیاه انجام شد. در ادامه و به منظور تعیین مونتاژ بهینه، ابزار کمکی شامل CAP3 و CD-HIT-EST بر روی مونتاژهای اولیه اعمال شد. با توجه به نتایج ابزار سنجش کیفیت از قبیل، rnaQUST، SeqKit statistics و BUSCO، اعمال ترکیبی دو ابزار CAP3 و CD-HIT بر روی Trinity (T-CAP-CD) از لحاظ پارامترهای مختلف منجر به تولید مونتاژ بهینه شد. در مرحله انتولوژی با ابزار گیاه-ویژه، فوق العاده سریع و جامع Hayai-Annotation Plants، 78/57 درصد از ژن های مونتاژ T-CAP-CD در سه زیر گروه (BP, MF, CC) حاشیه نویسی شد. در بررسی مرتبط با بازسازی مسیر KEGG، تعداد 30 ارتولوگ ژنی در مسیر ستون فقرات بیوسنتزی ترپنوییدها و 7 ارتولوگ ژنی نیز در مسیر بیوسنتز سزکویی ترپنوییدها شناسایی شد. بیشترین فراوانی خانواده های فاکتورهای رونویسی به ترتیب متعلق به bHLH (5/9 درصد)، NAC (3/7 درصد) و MYB (6/6 درصد) بود.
کلید واژگان: ترانس کریپتوم, سنبل الطیب, سزکوئی ترپن, فاکتور رونویسیJournal of Genetics, Volume:18 Issue: 2, 2023, PP 111 -123The Valerian plant (Valeriana officinalis) contains compounds that can be used to treat nerve disorders, epilepsy, and sleep disorders. Terpenes (sesquiterpenoids) are the major group of compounds in this plant, whose biosynthesis pathway is poorly understood. Due to the lack of genomic sequence, studies based on de novo transcriptome assembly are important to elucidate more genes of the terpenoid biosynthetic pathway in this valuable medicinal plant. To reconstruct de novo assembly of RNA-Seq data from previously published SRR data for V. officinalis, Trinity and rnaSPAdes were used in this study. The primary assemblies were then analyzed using additional tools, such as CAP3 and CD-HIT-EST, in an attempt to determine the most effective de novo assembly. Based on the results of quality assessment tools such as rnaQUST, SeqKit statistics, and BUSCO, the combination of CAP3 and CD-HIT tools successfully produced an optimal assembly for Trinity (T-CAP-CD). A total of 57.78% of T-CAP-CD assembly genes were annotated in three subgroups (BP, MF, CC) with the highly accurate plant-specific Hayai-Annotation Plants annotation tool. The reconstruction of the KEGG pathway revealed 30 ortholog genes in the terpenoid biosynthetic backbone pathway and 8 ortholog genes in the sesquiterpenoid biosynthesis pathway. By performing homology search of T-CAP-CD transcriptome against PlantTFDB v.5, the most frequent transcription factor families were identified as bHLH (9.5 %), NAC (7.3 %), and MYB (6.6 %), respectively.
Keywords: Transcriptome, Valeriana officinalis, Sesquiterpene, Transcription Factor -
رشد سریع، مقاومت به تنش ، یکنواختی، عملکرد بالا و حفظ حق به نژادگر تولید رقم هیبرید را به موفق ترین راهبرد به نژادی کلزا تبدیل کرده است. هدف از این پژوهش تهیه نخستین هیبریدهای سه لاینی ایرانی کلزا و بررسی عملکرد و باروری آنها بود. به علاوه تاثیر صفات مختلف بر افزایش عملکرد هیبریدها نیز مطالعه شد. هفت لاین نرعقیم با یک لاین بازگردان باروری به نام R2000 تلاقی داده شد و عملکرد دانه هیبریدها در دو سال زراعی 1399-1398 و 1400-1399 در قالب طرح بلوک-های کامل تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. سه مورد از هیبریدهای ایجاد شده با میانگین دوساله 4/64، 4/40، و 4/38 تن در هکتار عملکرد چشمگیری داشته و اختلاف معنی داری با ارقام شاهد نیلوفر، نپتون، و نیما (به ترتیب با عملکردهای 3/44، 3/73 و 3/30 تن در هکتار) نشان دادند. بیشترین هتروزیس مشاهده شده نسبت به رقم شاهد برتر مربوط به هیبرید R2000×A8 با 34/71،درصد بود. تمامی هیبریدهای به دست آمده از نظر باروری کاملا طبیعی و فاقد هرگونه نرعقیمی بودند. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی و تجزیه خوشه ای نشان داد که افزایش تعداد خورجین در بوته و وزن هزار دانه و همچنین تلاقی لاین های والدینی دورتر منجر به تولید هیبریدهای پرمحصول تر می شود. با-توجه به عملکرد بالا و عدم مشاهده نرعقیمی، هیبریدهای امیدبخش حاصل از این پژوهش می توانند پس از بررسی سازگاری و پایداری به عنوان ارقام جدید معرفی شوند.
کلید واژگان: انتخاب غیر مستقیم, باروری, عملکرد دانه, کلزا, هیبریدEarly vigor, stress resistance, uniformity, high yield, and breeder right protection have turned hybrid cultivar development into the most successful breeding strategy in rapeseed (Brassica napus L.). The goals of this research were to develop the first CMS based rapeseed hybrids in Iran and to evaluate their performance and fertility. The effect of different traits on yield increasing of hybrids was also studied. Seven CMS lines were crossed with R2000 (a restorer-line) and the seed yield of hybrids was tested using a randomized complete block design with three replications in 2019-2020 and 2020-2021. Three of hybrids with 4.64, 4.40, and 4.38 tons per hectare, showed considerable yield and were significantly different than Nilufar, Neptune, and Nima (3.44, 3.37, and 3.30 tons per hectare, respectively), as check cultivars. R2000×A8 demonstrated the highest heterosis (34.71%) to high-check cultivar. All hybrids obtained were normal in terms of fertility, having no male-sterile flowers. Based on the results of principal component analysis and cluster analysis, the simultaneous increase in the number of pods per plant and the thousand seed weight, together with crossing the more distant parents will lead to more high yielding hybrids. The promising hybrids with high yield and remarkable fertility could be released as new cultivars after passing adaptability and stability experiments.
Keywords: fertility, hybrid, Indirect selection, rapeseed, Seed yield -
تولید سوسپانسیون سلولی یکی از مراحل مهم مطالعه سلول های گیاهی است که معمولا با کشت کالوس رویانزای شکننده انجام می شود. هدف اصلی این تحقیق تولید کالوس شکننده و انتخاب یک محیط کشت بهینه برای القای آن در گیاه ذرت بود. با به کارگیری دو محیط پایه موراشیگ-اسکوگ و چو، با غلظت های مختلف دو هورمون 2 و 4 دی کلرو فنوکسی استیک اسید و بنزیل آدنین (جمعا 16 محیط کشت متفاوت)، القای کالوس بر روی ریزنمونه رویان بالغ ذرت انجام گرفت. معیارهای انتخاب شامل شاخص های القای کالوس شکننده، اندازه کالوس، وزن تر کالوس و میزان باززایی، اندازه گیری شدند، و مقایسه میانگین ها با استفاده از آنالیز واریانس انجام شد. با در نظر گرفتن هر یک از معیارهای انتخاب به تنهایی، محیط های بهینه متفاوتی برای القای کالوس معرفی شد. به منظور تعیین یک محیط بهینه با در نظرگرفتن تمامی معیارها، روش تحلیل سلسله مراتبی به کار گرفته شد. محیط بهینه در این تحقیق، محیط MS دارای 1 میلی گرم در لیتر 2, 4-D بود که در آن شاخص های القاء، وزن، و اندازه زیاد بودند، و میزان باززایی کم بود. برای ارزیابی و تایید محیط کشت انتخاب شده، ریزنمونه ها در محیط برگزیده توسط نرم افزار، کشت شدند و نمودار رشد برای وزن تر و خشک کالوس رسم شد. چندین بار واکشت پیاپی کالوس های رشدیافته در محیط برگزیده انجام گرفت و در آن ها اندام زایی مشاهده نشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که می توان روش تحلیل سلسله مراتبی را به عنوان یک روش تصمیم گیری قابل اعتماد برای انتخاب محیط بهینه برای القای کالوس شکننده ذرت به کار برد.کلید واژگان: ذرت شیرین, کالوس شکننده, تحلیل سلسله مراتبی, شاخص باززاییPreparation of cell suspension is an important step in the study of plant cells which is often done by the culture of friable embryogenic callus. The primary objective of this research was to produce friable callus and to determine an optimum culture medium for the induction of friable callus in maize plant. Using two basic media, Murashige-Skoog and Chu, with different concentrations of 2, 4 Dichlorophenoxyacetic acid and Benzyl adenine hormones (overall 16 different culture media), callus induction was performed on maize mature embryo explants. Selection criteria including high friable callus induction index, high callus size index, high callus fresh weight index, and low regeneration index were measured, and the mean values were compared using analysis of variance. Considering each of these selection criteria alone, different optimum media for callus induction were introduced. In order to determine one optimum medium considering all the criteria, the analytical hierarchy method was utilized. The optimum medium in this study was MS supplemented with 1 mg/L 2, 4-D wherein the induction, weight, and size indices were high, and the regeneration index was low. In order to evaluate and verify the selected medium, the explants were cultivated in in silico- selected medium and the growth curves were plotted for callus fresh and dry weights. Several successive subculturing of the callus was performed on the selected medium wherein no regeneration was observed. The results suggested the analytical hierarchy approach can be used as a reliable decision-making method for optimum-medium selection for inducing maize friable callus.Keywords: Sweet maize, Friable callus, Analytic Hierarchy Process, Regeneration index
-
مقدمه و هدف
بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی یکی از مهم ترین عوامل خسارت زای و عامل محدود کننده کشت پنبه در سراسر جهان است. این بیماری باعث کاهش کمی و کیفی محصول می شود. با توجه به اهمیت اقتصادی بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی پنبه، بهترین روش مبارزه با این بیماری استفاده از ارقام متحمل به بیماری است. این آزمایش به منظور تعیین اثر بیماری بر خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی ارقام پنبه در راستای شناسایی ژنوتیپ های متحمل انجام شد.
مواد و روش هاآزمایش در سال 1399 و در گلخانه مرکز تحقیقات آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی (بخش گیاه پزشکی مشهد) انجام شد. ده رقم تجاری پنبه ایران متعلق به گونه Gossypium hirsutum شامل ورامین، ساحل، بختگان، خورشید، ارمغان، مهر، کوکر، خرداد، کاشمر و دلتاپاین به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در گلخانه کشت شدند. فاکتور اول ارقام پنبه و فاکتور دوم آلوده سازی ارقام پنبه با جدایه قارچی بود.
یافته هانتایج تجزیه واریانس صفات اندازه گیری شده برروی ژنوتیپ های مورد بررسی نشان داد رقم های مورد آزمایش از نظر تعداد برگ، قطر طوقه، تعداد شاخه، سطح برگ، شاخص کلروفیل، شدت بیماری، محتوای نسبی آب برگ و نشت الکترولیتی غشاء در سطح احتمال 1 درصد اختلاف معنی داری داشتند. این اختلاف از نظر ارتفاع بوته دیده نشد. مقایسه میانگین صفات فوق (به جز ارتفاع بوته) در تیمار سطوح آلودگی، اشاره بر این موارد داشت که گیاهان پنبه تلقیح شده با قارچ بیماری زای پژمردگی ورتیسیلیومی نسبت به گیاهان شاهد یا کنترل (عدم آلودگی با قارچ) تعداد برگ، تعداد شاخه، سطح برگ و قطر طوقه کمتری داشتند. مقایسات میانگین صفات فوق بین ژنوتیپ ها انجام شد. برخی ژنوتیپ ها از نظر صفات مورد مطالعه برتر و برای آزمایشات مزرعه ای می توانند انتخاب شوند. نتایج مقایسه میانگین اثر متقابل آلودگی × رقم برای تمام صفات (به جز ارتفاع بوته)، در سطح 1 درصد معنی دار گردید. تحت شرایط آلودگی بیشترین شدت بیماری مربوط به ارقام ورامین و کوکرهاندرد بود. در حالی که کمترین شدت بیماری مربوط به رقم بختگان بود.
نتیجه گیرینتایج نشان داد که بیماری پژمردگی ورتیسیلیومی باعث کاهش تعداد برگ، تعداد شاخه رویا، سطح برگ، قطر طوقه، شاخص کلروفیل و محتوای نسبی آب می شود. در حالی که این بیماری باعث افزایش نشت الکترولیتی غشاء سلولی می گردد. در این رابطه، بین شدت بیماری و تعداد برگ، شاخه رویا، قطر طوقه و شاخص کلروفیل همبستگی فنوتیپی منفی و معنی داری مشاهده شد. بین شدت بیماری و نشت الکترولیتی غشاء همبستگی فنوتیپی مثبت و معنی داری وجود داشت. بنابر این گیاهان با تعداد شاخ و برگ بیشتر، شاخص کلروفیل و محتوای نسبی آب بالاتر و نشت الکترولیتی پایین تر، در مقابل آلودگی به این بیماری تحمل بیشتری دارند.
کلید واژگان: تحمل, پنبه, مورفولوژی, فیزیولوژی, ورتیسیلیومIntroduction and ObjectiveVerticillium wilt disease is one of the most important damaging and limiting factors of cotton cultivation worldwide. This disease reduces the quantity and quality of the product. Due to the economic importance of Verticillium wilt cotton disease, the best way to control this disease is to use tolerant cultivars. This experiment was performed to determine the effect of disease on morphological and physiological characteristics of cotton cultivars in order to identify tolerant genotypes.
Materials and MethodsThe experiment was conducted in 2020 in the greenhouse of Khorasan Razavi Agricultural Education and Natural Resources Research Center (Mashhad Plant Protection Department). Ten commercial Iranian cotton cultivars belonging to Gossypium hirsutum including Varamin, Sahel, Bakhtegan, Khorshid, Armaghan, Mehr, Koker, Khordad, Kashmar and Deltapine were planted in factories in a completely randomized design with three replications in the greenhouse. The first factor was cotton cultivars and the second factor was the contamination of cotton cultivars with fungal isolates.
ResultsThe results of analysis of variance of the measured traits on the studied genotypes showed that the tested cultivars in terms of leaf number, crown diameter, number of branches, leaf area, chlorophyll index, disease severity, relative leaf water content and electrolyte leakage membranes were significantly different at the 1% probability level. This difference was not observed in terms of plant height. Comparison of the mean of the above traits (except plant height) in the treatment of contamination levels, indicated that the cotton plants inoculated with the pathogenic fungus Verticillium wilt compared to control plants (no fungal infection) had lower number of leaves, number of branches , leaf area and crown diameter. Mean comparisons of the above traits were performed between genotypes. Some genotypes can be selected for field experiments in terms of superior study traits. The results of comparing the mean interaction of infection × cultivar for all traits (except plant height) were significant at 1% level. Under the conditions of infection, the highest severity of the disease was related to Varamin and Cocker-handard cultivars. While the lowest severity of the disease was related to Bakhtegan cultivar.
ConclusionThe results showed that Verticillium wilt disease reduces the number of leaves, number of branches, leaf area, crown diameter, chlorophyll index and relative water content. While this disease increases the electrolyte leakage of cell membrane. In this regard, a negative and significant phenotypic correlation was observed between disease severity and number of leaves, branch, crown diameter and chlorophyll index. There was a positive and significant phenotypic correlation between disease severity and membrane electrolyte leakage. Therefore, plants with more leaves, higher chlorophyll index and relative water content and lower electrolyte leakage are more resistant to infection.
Keywords: Cotton, Morphology, Physiology, Tolerance, Verticillium dahlia -
به منظور بهینه نمودن شرایط کشت بافت گیاه گوجه فرنگی (Solanum lycopersicum)، تاثیر13 ترکیب هورمونی مختلف و دو ریزنمونه کوتیلدون و هیپوکوتیل بر روی میزان باززایی سه رقم نیوتون، این فینیتی و دافینس، مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل و بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. بیشترین میزان ساقه زایی (9/11 ساقه در هر ریزنمونه) در مورد رقم دافینس بر روی محیط کشت پایه MS حاوی هورمون های 1/0=NAA و 68/0=TDZ میلی گرم در لیتر و ریزنمونه کوتیلدون، به دست آمد. پاسخ های دفاعی گیاه در مقابل عوامل محیطی، یکی از عوامل بازدارنده باززایی ریزنمونه ها در کشت بافت گیاهی است. سیگنال دهی یون کلسیم یکی از وقایع اولیه و البته مهم ترین واقعه در ایجاد پاسخ دفاعی گیاه در مقابل عوامل محیطی از جمله پاتوژن هاست، از این رو تاثیر ترکیب دارویی وراپامیل (Verapamil) به عنوان بلوکه کننده کانال های کلسیمی بر روی پاسخ دفاعی گیاه، در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور تلقیح ریزنمونه ها با Agrobacterium tumefaciens سویه LBA4404 و بر اساس شرایط بهینه شده کشت بافت، انجام شد. تاثیر وراپامیل در چهار غلظت 0، 50، 100 و 200 میلی گرم در لیتر در محیط هم کشتی، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از وراپامیل در مقایسه با نمونه شاهد، موجب کاهش پاسخ دفاعی گیاه می شود. همچنین استفاده از غلظت 50 میلی گرم در لیتر وراپامیل موجب افزایش میزان باززایی شد.
کلید واژگان: Agrobacterium tumefaciens, کشت بافت, گوجه فرنگی, وراپامیلTo optimize tomato (Solanum Lycopersicum) plant tissue culture condition, the effect of 13 different hormonal combinations and two explants of cotyledon and hypocotyl on the regeneration rate of three Newton, Infinity and Defines cultivars were investigated. Experiments were conducted in a factorial based on a completely randomized design with three replications. The highest shoot number (11.9 shoots per explant) was obtained for Defines cultivar on MS medium containing the hormones of TDZ=0.68, NAA=0.1milligrams per liter and cotyledon explant. Plant defense responses against environmental factors are one of the inhibitor factors of explants regeneration in plant tissue culture. Calcium ion signaling is one of the primary events and, of course, the most important event in plant defense response against pathogens, Therefore, the effect of verapamil as a calcium channel blocker was investigated on the plant defense response. For this purpose, inoculation was performed using Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 and based on optimized tissue culture condition. The effect of verapamil in four concentrations of 0, 50, 100 and 200 milligrams per liter was investigated in a co-culture medium. Results showed that the use of verapamil in comparison with the control sample reduced the plant defense response. Also, the use of 50 milligrams per liter of verapamil increased the amount of regeneration.
Keywords: Agrobacterium tumefaciens, Tissue culture, Tomato (Solanum lycopersicum), Verapamil -
اهداف
پراکسیدازها در طیف وسیعی از فرآیند های زیست فناوری مورد استفاده قرار می گیرند که بیشتر آنها در دما و pH های بالا انجام می شوند. از آنجا که بیشتر پراکسیدازهای رایج در شرایط قلیایی و دمای بالا ناپایدار و غیرفعال بوده یافتن پراکسیدازهای ترموآلکالوفیلیک برای اهداف کاربردی امری ضروری به نظر می رسد.
مواد و روش هادر این مطالعه تولید برون سلولی آنزیم پراکسیداز در سویه بومی Bacillus tequilensis مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور، فعالیت آنزیم با استفاده از دو سوبسترای 2,4-DCP و پیروگالول در کشت مایع باکتری سنجش و تاثیر مدت زمان کشت بر تولید آنزیم و همچنین تاثیر پارامترهای pH و دما بر میزان فعالیت آنزیم بررسی شد. خالص سازی نسبی آنزیم با استفاده از روش کروماتوگرافی تعویض یونی با سفادکس DEAE A50 انجام و پارامترهای کینتیکی فعالیت آنزیم بررسی شد. در این مطالعه پارامترهای کینتیکی از قبیل Km و Vmax محاسبه شدند.
نتایجاندازه گیری فعالیت آنزیم در زمان های مختلف کشت نشان داد که بیشترین میزان تولید آنزیم پراکسیداز 72 ساعت بعد از کشت باکتری بدست می آید.
کلید واژگان: Bacillus tequilensis, پراکسیداز, ترموآلکالوفیل, پارامترهای کینتیکی, پیروگالول, 2, 4-DCPAimsPeroxidases are used in a wide range of biotechnological processes, most of which are carried out at high temperatures and high pH levels. Since most of the commonly used peroxidases are unstable and inactive in alkaline conditions and high temprature, it is necessary to find thermoalkalophilic peroxidases for practical purposes.
Materials and MethodsIn this study, extracellular production of peroxidase in the native strain Bacillus tequilensis was studied. for this purpose, Enzyme activity was evaluated using two substrates 2,4-DCP and pyrogallol in bacterial liquid culture and the effect of culture time on enzyme production, as well as the effect of parameters such as pH and temperature on enzyme activity investigated. The relative purification of the enzyme was performed using ion exchange chromatography with sephadex DEAE A50 and the kinetic parameters of enzyme activity were evaluated. In this study, kinetic parameters such as Km and Vmax were calculated.
ResultsMeasurement of enzyme activity at different times of culture indicated that the highest amount of peroxidase production was obtained 72 h after bacterial culture.
Keywords: Bacillus tequilensis, peroxidase, thermoalkylphil, kinetic parameters, pyrogallol, 2, 4-DCP -
نشریه پژوهش های علوم و صنایع غذایی ایران، سال پانزدهم شماره 5 (پیاپی 59، آذر و دی 1398)، صص 577 -582
گیاهان روغنی انرژی را به شکل لیپیدهای خنثی در اندامک هایی به نام اجسام روغنی (Oil Body) ذخیره میکنند. این اندامکها تری اسیل گلیسرول را تا زمان جوانه زنی در شرایط و تنشهای مختلف محیطی حفظ میکنند. در سالهای اخیر اجسام روغنی به عنوان امولسیون روغن در آب در صنایع دارویی، غذایی و آرایشی بهداشتی مورد توجه قرار گرفتهاند. همچنین این اندامکها ابزاری کارآمد در تخلیص، تثبیت و دارورسانی محصولات بیوتکنولوژی محسوب میشوند. متداولترین روش جداسازی اجسام روغنی از گیاهان استفاده از محیطهای آبی است که علیرغم تمام مزایایی که نسبت به استفاده از حلالهای آلی دارند، از بازده پایینتری برخوردار هستند. این مقاله به بررسی کارایی دو حلال بافر فسفات (1/0 مولار، 5/7= pH) و آب مقطر در استخراج آبی اجسام روغنی دانههای کلزا میپردازد. برای این منظور بذور گیاه کلزا (Brassica napus. L) از موسسه اصلاح بذر و نهال ایران تهیه گردیدند. سپس پودر کلزا در حلالها به نسبت 1 به 10 (وزنی/ حجمی) به مدت 12 ساعت در دمای اتاق مخلوط شدند. این مرحله 3 بار تکرار گردید. عصاره به دست آمده در دور 10 هزار g به مدت 15 دقیقه در دمای 4 درجه سانتی گراد سانتریفوژ گردید. لایه شناور با دقت برداشته شده و در بافر اولیه حل گردید و pH آن به 5/8 رسانده شد تا پروتئینهای تخریب شده حذف گردند. در نهایت، لایه کرمی مجددا بازیابی شده و در یک دهم حجم اولیه از بافر اوره 9 مولار (pH=7.5) برای 10 دقیقه ترکیب شد تا پروتئینهای غیراختصاصی از اجسام روغنی جدا گردند. اجسام روغنی تخلیص شده در زیر میکروسکوپ نوری بررسی گردیدند. براساس نتایج میکروسکوپی و ماکروسکوپی، کارایی بافر فسفات بدلیل قابلیت حفظ pH قلیایی در طی استخراج بهتر از آب مقطر بوده و ذرات روغنی استخراج شده با این بافر از پایداری بیشتری برخوردار هستند. از طرف دیگر، بافر فسفات بدلیل ایجاد فشار اسمزی و افزایش حلالیت پروتئینهای غشایی کارایی تخلیص را تا دو برابر افزایش میدهد. این نتایج بیش از پیش اهمیت حضور پروتئین های غشایی در تشکیل و تثبیت اجسام روغنی را مشخص می سازد.
کلید واژگان: پایداری, امولسیفایر, پروتئین های غشایی, بهینه سازی, بافر فسفاتIntroductionOil plants store energy in the form of neutral lipids in the organelles called oil bodies. These organelles save triacylglycerol until seed germination. In recent years, the oil bodies have been considered as an oil/water emulsion in the pharmaceutical, food, and cosmetic industries. These organelles are also effective tool for purifying, stabilizing and delivery of biotechnology products. Aqueous extraction processing (AEP) is the most common method for oil body extraction. Despite all advantages compared to organic solvent extraction, the yield of AEP still needs to be optimized. Therefore, this study surveys the efficacy of two solvents, phosphate buffer and distilled water in the oil bodies' extraction from rapeseed.
Materials and methodsBrassica napus L. seeds were obtained from seed and plant improvement institute, Iran. To compare the efficacy of solvents, 0.1 M phosphate buffer (pH 7.5) and distilled water were used for extraction. The ground rapeseed was suspended in the buffers in a ratio of 1:10 (w/v) and stirred for 12 hours at room temperature. This step was repeated three times. Then, the extract was centrifuged at 10,000 g for 15 minutes at 4 ° C. The floating layer was carefully removed and dissolved again in the initial solvent and the pH was adjusted to 8.5 to precipitate the deflated proteins. Finally, the cream layer was retrieved using centrifuges and one-tenth of the initial buffer volume was applied to the 9 M urea buffer (pH 7.5) for 10 minutes to separate non-specific proteins from oil bodies. The purified oil-bodies were monitored under light microscopy.
Results and discussionAccording to the microscopic and macroscopic results, the stability of oil particles and efficiency of extraction would be higher by phosphate buffer due to maintaining a constant alkaline pH during the extraction. Moreover, the presence of different salts in the phosphate buffer increases the purification yield up to twice times as a result of providing osmotic pressure and increasing solubility of membrane proteins. These results emphasize the importance of membrane proteins on the formation and stabilization of oil bodies.
Keywords: Constancy, Emulsifier, Membrane proteins, Optimization, Phosphate buffer -
باکتری شیگلا، شایع ترین عامل اسهال بوده و تاکنون واکسن موثری علیه آن یافت نشده است. پروتئین IpaD و زیر واحدB انتروتوکسین شیگلا (STxB) نقش مهمی در تهاجم، بیماری زایی و ایجاد عفونت توسط شیگلا دارد. از طرفی، لیگاند Co1 به عنوان یکی از سیستم های انتقالی آنتی ژن ها به سلول های M در لایه مخاطی، شناخته شده است. برای بررسی و مقایسه میزان ایمنی زایی هر یک از پروتئین های IpaD، IpaD-STxB و IpaD-Co1 از مدل حیوانی موش سوری و روش نازال استفاده شد. توالی کد کننده این پروتئین ها در ناقل pET28a کلون و به درون باکتری E.coli BL21 (DE3) منتقل شد. بیان پروتئین نوترکیب با استفاده از تکنیک لکه گذاری وسترن، مورد ارزیابی قرار گرفت. پروتئین نوترکیب با استفاده از ستون کروماتوگرافی جذبی تخلیص و در چهار نوبت متوالی به موش سوری به صورت نازال داده شد. از نوبت دوم (یادآور اول) به بعد، یک هفته پس از دادن آنتی ژن، خون گیری انجام و سرم مورد آزمایش الایزا قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان تولید آنتی بادیIgG علیه پروتئین IpaD-STxB بیش ترین و پروتئین IpaD-Co1 بعد از آن قرار داشت. چالش ایمنی زایی این پروتئین ها با استفاده از سم فعال باکتری E. coli سویه O157:H7 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که موش های ایمن شده توانستند در گام اول پنج برابر LD50 شیگا توکسین E. coli O157:H7 را تحمل نمایند؛ اما با تزریق 10 برابری LD50، پس از 24 ساعت موش های ایمن شده با IpaD و IpaD-Co1 و پس از 72 ساعت موش های ایمن شده با IpaD-STxB از بین رفتند. بر طبق نتایج مشخص شد که پروتئین IpaD-STxB در قیاس با فیوژن IpaD-Co1 قدرت ایمنی زایی بیش تری در موش سوری نسبت به شیگا توکسین دارد.
کلید واژگان: سلول های M, نازال, IpaD-Co1, IpaD-STxBJournal of Genetics, Volume:14 Issue: 2, 2019, PP 125 -134The most common cause of diarrhea is Shigella and no vaccine has been found so far. IpaD and B subunit of Shiga toxin proteins (STxB) play an important role in invasion, infection and pathogenesis caused by Shigella. On the other hand, Co1 ligand has introduced as one of the antigen delivery systems to M-cells in mucosal layer. In this study, nasal administration of antigen in mice, used to evaluation and comparison of immunogenicity of IpaD, IpaD-STxB and IpaD-Co1 proteins. The coding sequences of proteins cloned in pET28a vector and transformed to bacterial strain of E.coli BL21(DE3). Recombinant protein expression confirmed by using of Western bloting technique. The each one of the recombinant protein purified by affinity chromatography column and used for nasal administration in four times consecutively on mice. After the second nasal administration (first booster), a week after each administration, blood samples were collected and ELISA performed on serum. The ELISA results of serum titration showed that the highest amount of IgG has been produced against IpaD-STxB protein; and IpaD-Co1 was in next step. The immunogenicity was evaluated using active toxin E. coli O157:H7. The challenge results showed that immunized mice could endure 5 times the LD50 Shiga toxin E. coli O157: H7; but after injection of 10 times the LD50, the immunized mice by IpaD, IpaD-Co1 and IpaD-STxB were death after 24, 24 and 72 hours, respectively. According to these results recombinant protein IpaD-STxB founded to be more immunogenic than IpaD-Co1 against shiga toxin in mice.
Keywords: IpaD-Co1, IpaD-STxB, M cells, nasal` -
راه اندازهای کوتاه و قدرتمند از اجزای کلیدی بیان موفق پروتئین نوترکیب در میزبان های مختلف از جمله مخمر Pichia pastorisمی باشند. در این مطالعه بیان خارج سلولی آنزیم سلولاز بتااندوگلوکاناز (CMC3) تحت کنترل راه انداز متانول اکسیداز (MOX) و الکل اکسیداز 1 (AOX1) با تحت خوراک دهی متانول مورد بررسی قرار گرفت. به منظور حذف اثر تعداد کپی، کلون های نوترکیب حاوی یک نسخه جای گیری در ژنوم با استفاده از روش Real-Time PCR شناسایی و مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج حاصل از سنجش فعالیت آنزیم، زایموگرافی و SDS-PAGE بیان قدرتمند و قابل مقایسه سلولاز تحت کنترل هر دو راه انداز MOX و AOX1 در این مخمر را نشان دادند. نتایج بیان قوی CMC3 نشان داد که راه انداز کوتاه MOX می تواند با موفقیت برای تولید پروتئین نوترکیب با بیان بالا مورد استفاده قرار گیرد.کلید واژگان: پروتئین نوترکیب, سلولاز, راه انداز, Pichia pastorisSmall and powerful promoters play a key role in recombinant protein expression in different hosts including Pichia pastoris. In the present study, expression of cellulase beta endoglucanase CMC3 gene was studied under the control of the alcohol oxidase 1 (AOX1) and methanol oxidase (MOX) promoters, with the methanol feeding, in the yeast Pichia pastoris. To avoid the gene dosage effect, colonies harbored single copy of target constructs were screened by Real-Time PCR method. The results of enzymatic assay, zymogaphy and SDS-PAGE for the culture of single copy harboring transformants showed powerful, comparable expression of CMC3 under the control of both MOX and AOX1 promoters. High-level expression of recombinant CMC3 under control of the MOX promoter indicated that this small, new powerful promoter could be considered as a promising tool for recombinant protein production in the yeast Pichia pastoris.
-
تنش گرمای انتهای فصل یکی از مهمترین عوامل محیطی موثر بر تولید گندم در ایران و جهان است. به منظور مطالعه قابلیت دمای تاج پوشش و محتوای نسبی آب در غربال تحمل گرما، 10 ژنوتیپ گندم در سه آزمایش جداگانه در دو سال زراعی(94-1393 و 95-1394) در دو شرایط بدون تنش و تنش گرما در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه های تحقیقاتی گنبد و اترک کشت شدند و تنش گرما با سه روش کاشت ناخیری، نصب پوشش پلاستیکی و گرمای طبیعی مزرعه اعمال گردید. دمای تاج پوشش، محتوای نسبی آب و عملکرد دانه ژنوتیپ ها اندازه گیری شدند. کلیه ژنوتیپ ها کاهش عملکرد دانه معنی داری را تحت تنش گرما نشان دادند. بر اساس عملکرد در شریط تنش، درصد افت عملکرد در اثر تنش و شاخص حساسیت فیشر و مورر ژنوتیپ های کاز، شیرودی و N-92-7 متحمل و بم، وریناک و کریم حساس به تنش گرما بودند. اگر چه هر دو صفت دمای تاج پوشش و محتوای نسبی آب همبستگی معنی داری با عملکرد تحت تنش گرما داشتند، دمای تاج پوشش به طور معنی داری بین گروه ژنوتیپ های متحمل و حساس متفاوت بود که بیانگرکارایی بالاتر این صفت در غربالگری ژنوتیپ های متحمل به گرماست.
کلید واژگان: تنش گرما, سایه بان, کاشت تاخیری, گلخانه پالستیکی, گندمTerminal heat stress is one of the most important environmental factors threatening wheat production in Iran and all across the world. In order to study the effectiveness of canopy temperature and Relative water content in screening wheat lines for heat tolerant, ten wheat genotypes were evaluated in three separate randomized complete block design experiments in two years (2015-16 and 2016-17) under non- stress and heat stress conditions at Gonbad and Atrak research stations. Heat stress was applied through three methods including late sowing, plastic greenhouse and field temperature. Canopy temperature, relative water content and grain yield of genotypes were measured. All genotypes showed significant reductions in grain yield under heat stress. Based on grain yield under stress and non-stress conditions, yield loss percentage and Fisher and Maurer susceptibility index, Kauz, Shiroudi and N-92-7 were shown to be tolerant, while Bam and Verinak susceptible to heat stress. Although both canopy temperature and relative water content had a significant correlation with grain yield under heat stress, canopy temperature was significantly different between tolerant and sensitive genotypes, indicating its higher efficiency in screening for heat tolerance.
Keywords: Heat stress, late sowing, Plastic greenhouse, shady place, Wheat -
هدف از این تحقیق تجزیه آثار متقابل ژنوتیپ و محیط روی عملکرد دانه لاین ها و ارقام جو، شناسایی ژنوتیپ های متحمل شوری با عملکرد پایدار و نیز ارزیابی ژنوتیپ ها، محیط ها و آثار متقابل آنها با استفاده از آماره های پایداری مختلف بود. این پژوهش به صورت دو آزمایش جداگانه یکی تحت تنش شوری و دیگری بدون تنش، طی دو سال زراعی 94-1392 در مزرعه ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی نیشابور اجرا شد. هر آزمایش شامل 17 رقم و لاین امیدبخش جو بود که در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. بر اساس پارامتر های پایداری روش رگرسیونی ابرهارت و راسل ارقام فجر30، نیک و لاین امیدبخش MBS82-4 واجد سازگاری مطلوب بودند. با استفاده از روش گزینش همزمان عملکرد و پایداری به ترتیب ارقام فجر 30، MBS82-5، MBS87-12، ریحان، والفجر و نیک گزینش شدند. نتایج حاصل از تجزیه امی روی عملکرد دانه نشان داد که اثرات اصلی ژنوتیپ، محیط، اثرات متقابل آنها و دو مولفه اول اثر متقابل معنی دار بودند. نمودار بای پلات امی قادر به تفکیک ژنوتیپ های پایدار و محیط های با قدرت تفکیک بالا از محیط های ضعیف بود. برای محیط شور ژنوتیپ های فجر30 MBS87-12 در هر دو سال زراعی بهترین ژنوتیپ ها با سازگاری ویژه بودند.کلید واژگان: آثار متقابل ژنوتیپ × محیط, سازگاری, جو, عملکردThe objectives of this study were to analyze genotype by environment (GE) interactions effects on the yield of barley lines and varieties, identifying salinity tolerant genotypes with stable yield and also evaluating genotype (G), environments (E) and GE interactions using different stability parameters. The research was set up as two Randomized Complete Block design with three replications at the agriculture research station of Neishabur, Khorasan razavi, during 2013-2015. Each experiment included 17 barley varieties and promising lines. According to Eberhart and Russell stability parameters, genotypes Fajre30, Nik and MBS82-4 had general adaptation. Genotypes Fajre30, Nik, Rihan, Valfajr, MBS82-5 and Mbs87-12 were selected by Simultaneous selection for yield and yield stability (YSi) method. The results of AMMI analysis for seed yield indicated that the Genotype (G) main effects, environment (E), and GE interactions as well as two first interaction principal components (IPCA1-2) were significant. AMMI biplot was able to distinguish stable genotypes and environments with high discrimination ability from low ones. According to the AMMI analysis, genotypes MBS87-12 and Fajre30, with seed yield higher than grand mean, were the most stable genotypes and with high specific adaptation to the saline environment.Keywords: Adaptability, Barley, Genotype×environment interaction, Yield
-
ریحان (Ocimum basilicum L. (2n=48 گیاهی دارویی و معطر از تیره نعناعیان است. اوژنول یکی از ترکیبات مهم فنیل پروپانوئیدی موجود در اسانس ریحان است که بر علیه باکتری ها، قارچ ها، نماتدها، حشرات در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. فنیل پروپانوئیدها از جمله متیل اوژنول با داشتن خاصیت آنتی اکسیدانتی بر علیه رادیکال های آزاد ترکیبی حفاظتی در پاسخ به تنش های زیستی و غیر زیستی به شمار می آید. متیل اوژنول O- متیل ترانسفراز (EOMTs) به عنوان یک آنزیم کلیدی در مسیر بیوسنتز فنیل پروپانوئیدها، متیلاسیون اوژنول به متیل اوژنول را انجام می دهد. در تحقیق حاضر، برای بررسی تنظیم بیان ژن اوژنول O-متیل ترانسفراز در شرایط مختلف محیطی و شناسایی موتیف های تنظیمی، پیشبر این ژن از گیاه ریحان جداسازی، مشخصه یابی و از نظر عملکردی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجزیه پیشبر ژن EOMTs نشان داد که این توالی شامل عناصر مهم تنظیمی پاسخ دهنده به دمای بالا و تنش خشکی از جمله HSE، MYC، MYB و WRKY است. با توجه به حضور جایگاه های تنظیمی پاسخ دهنده به تنش های زیستی و غیر زیستی در پیشبر ژن ObEOMTs، تغییر در بیان ژن مذکور مورد انتظار است. نتایج تایید عملکرد پیشبر EOMTs در برگ های گیاه توتون نشان داد که با حضور عناصر پایه، این پیشبر قادر به هدایت و بیان ژن GUS است.
کلید واژگان: پیشبر EOMTs, عناصر cis-acting, تنش خشکی, ریحانOcimum basilicum L. (2n=48) is a medicinal plant that belongs to Lamiaceae family. Eugenol is one of the most important compounds of basil essential oil which is applied against bacteria, fungi and nematodes in various industries. Phenylpropanoids such as methyl eugenol possess anti-oxidant properties against free radicals and act as protective compounds in plant responses to biotic and abiotic stresses. Methyl eugenol O-methyl transferase (EOMTs), as a key enzyme of phenylpropanoids biosynthesis pathway, converts eugenol into methyl eugenol by methylation. In this study, we isolated, characterized and function analyzed the EOMTs gene promoter from basil plant with the aim of investigating the gene expression regulation of this gene under different environmental conditions and recognition its regulatory motifs. Analysis of EOMTs gene promoter indicated that this sequence was included some important regulatory elements which responded to high temperature and drought stress such as MYB, MYC, HSE, and WRKY. It is expected that this gene indicates expression changes under biotic and abiotic stresses because there are stress-responsive regulatory sites in ObEOMTs gene promoter. Function verification of ObEMOTs promoter in Nicotiana tabacum leaves showed that this promoter including core elements is able to direct the expression of GUS gene.
Keywords: EOMTs promoter, cis-acting elements, drought stress, Ocimum basilicum L -
گل جالیز یک تمام انگل اجباری در بسیاری از گیاهان زراعی مهم ازجمله گوجه فرنگی است. موفقیت در کنترل گل جالیز ناچیز بوده، بنابراین شناخت سازوکار مصرف ساکارز به عنوان یک فرآیند حیاتی برای انگل می تواند به توسعه استراتژی های کنترلی اختصاصی کمک کند. این انگل به عنوان سینک رقابتی برای ساکارز بوده، آن را در غده تجزیه و به گلوکز و فروکتوز تبدیل می کند. اینورتازها مهم ترین آنزیم های تجزیه کننده ساکارز و تنظیم اسمزی در انگل می باشند. در این مقاله، فعالیت دو اینورتاز (PrSAI و PrCWI) درگیر در تبدیل ساکارز در مراحل مختلف نموی سه گونه انگل (مصری، راموزا و نانا) هنگام اتصال به گوجه فرنگی بررسی شد. مشاهدات موید فعالیت این دو آنزیم در همه مراحل رشدی گونه های مختلف انگل است. اما میزان فعالیت آنزیم PrSAI همواره بالاتر از PrCWI بود. باگذشت زمان، میزان فعالیت PrSAI افزایش ولی میزان فعالیت PrCWI کاهش یافت. فعالیت آنزیم ها، میزان پروتئین و قند در گونه مصری در مراحل اولیه بالاتر بوده و با ظهور سریع تر این گونه در میزبان ارتباط داشت ولی این فعالیت در گونه راموزا در مراحل انتهایی بیشتر بوده که با تعداد شاخه و بیوماس بالاتر مطابقت داشت. نتایج نشان داد که ژن های کد کننده PrSAI و احتمالا PrCWI می توانند اهداف خوبی برای استراتژ ی خاموشی ژن در جهت کنترل انگل باشند.کلید واژگان: تنظیم اسمزی, ساکارز, فعالیت آنزیم, قندهای کاهشیBroomrape is an obligate parasite in many economically important crops such as tomato. Success in controlling broomrape is rare hence an understanding of sucrose utilization mechanisms as a critical process for parasite provides developing specific control strategies. This parasite acts as a competitive sink for sucrose, utilizes it in the tuber and converts it to glucose and fructose. Invertases are the major enzymes in sucrose degradation and osmotic adjustment in the parasite. In this paper, the activity of two invertases (PrSAI and PrCWI) involved in different developmental stages of some broomrape species (Phelipanche aegyptiaca, P. ramosa and P. nana) on tomato was studied. Results showed that activity of both mentioned enzymes were detected in all of the developmental stages in the broomrape species; although the PrSAI activity was always higher than the PrCWI activity. The activities of PrSAI and PrCWI was increased and decreased, respectively, as progressing of the developmental stages of broomrape. Enzymes activity and protein and sugar amounts in Egyptian broomrape were high at the early stages and in branched broomrape in the late stages, the first case accorded to the earlier emergence of broomrape on the host and the later one accorded to more shoots and higher biomass in broomrape. In total, results suggested that PrSAI1 and, possibly, PrCWI are suitable targets for gene silencing strategies.Keywords: Osmotic adjustment, sucrose, enzyme activity, reducing sugars
-
بخش اعظم تولید کلزای کشور در مناطق گرم و خشک جنوب و گرم و مرطوب شمال صورت می گیرد و همین امر بهنژادی برای مقاومت به تنش گرما را ضروری می نماید. به منظور شناسایی ارقام مقاوم و حساس به گرما نه واریته بهاره کلزا شامل ارقام زراعی و لاین های امیدبخش در قالب دو طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دو آزمایش تحت شرایط دمای طبیعی و تنش گرما در مزرعه پژوهشی گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه تهران (واقع درکرج) طی دو سال 1395-1393 مورد ارزیابی قرار گرفتند. تنش گرما با ایجاد گلخانه پلاستیکی در مرحله گلدهی و نصب بخاری برقی اعمال شد. دمای بالای 4/39 –1/25 درجه سانتی گراد در داخل گلخانه پلاستیکی، تفاوت قابل توجه آن با دمای طبیعی مزرعه و کاهش معنی دار عملکرد دانه واریته ها تحت این شرایط در هر دو سال آزمایش نشان داد که روش گلخانه پلاستیکی می تواند به طور موثری برای اعمال تنش گرما به کار گرفته شود. واریته های رودی22، دلگان و مهتاب واریته های نسبتا متحمل بودند. واریته صفی5 با احراز رتبه اول عملکرد در هر دو شرایط تنش و بدون تنش و با در نظر گرفتن شاخص های تحمل، متحمل ترین واریته و دی اچ13 حساس ترین واریته به تنش گرما بودند که می توانند در برنامه ریزی توسعه کشت کلزا و همین طور برنامه های بهنژادی مورد استفاده قرار گیرند.کلید واژگان: تنش گرما, شاخص تحمل, کلزا, گلخانه پلاستیکیThe majority of rapeseed in Iran is produced in South hot-dry and North hot-humid regions making it necessary to improve heat resistant cultivars. In order to identify heat tolerant and susceptible cultivars, nine spring varieties of rapeseed including commercial cultivars and promising lines, were evaluated under normal and heat stress conditions in research field of the University of Tehran in two sets of randomized complete blocks with three replications for two years during 2015-2016. Heat stress applied by a plastic greenhouse at flowering stage equipped with electric heater. The temperature exceeding 25.1- 39.40C inside the plastic sheet, remarkably different temperature with the open field, significant yield loss of the varieties under stressed condition in both years, illustrated that plastic greenhouse could be effectively used for applying heat stress. Based on grain yield in normal and heat-stressed conditions and tolerance indices, Roodi22, Dalgan and Mahtab were semi-tolerant while Safi5 and DH13 were shown to be the most tolerant and susceptible varieties which might be considered in production and also breeding programs.Keywords: Heat stress, Index tolerance, Plastic greenhouse, Rapeseed
-
ابرین یک پروتئین گیاهی سمی از خانواده پروتئین های بازدارنده ی ریبوزومی و با ماهیت گلیکوپروتئینی است. این پروتئین شامل دو زنجیره متفاوت A وB است، زنجیره A با وزن 30 کیلو دالتون و با فعالیت ان- گلیکوزیدازی rRNA و زنجیره B با وزن حدود 35 کیلو دالتون و با خاصیت لکتینی که نقش آن تسهیل جذب زنجیره A به داخل سلول میزبان است. در این مطالعه، جداسازی توالی DNA کدکننده زنجیره A ابرین از گیاهAbrus precatorius با استفاده از تکنیکPCR انجام و در تی وکتور همسانه سازی شد. توالی حاصل به طول bp 753 به عنوان اولین توالی ژنومی زنجیره A ابرین با شماره دسترسی MF573784 در پایگاه GenBank NCBI ثبت شد. در ادامه ساختار مولکولی و ویژگی های بیوشیمیایی آن مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ساختارهای دوم و سوم توالی پروتئینی ABRaA با وزن مولکولی 07/28 کیلو دالتون، نشان داد که این پروتئین از نظر ساختاری مشابه با توالی پروتئین های بازدارنده ی ریبوزومی نوع II گیاهی می-باشد. بیان پروتئین نوترکیب در سویه (DE3) BL21 انجام و صحت آن با استفاده از آزمون لکه گذاری وسترن بلات تائید شد.کلید واژگان: ابرین, پروتئین نوترکیب, همسانه سازی, وسترن بلاتJournal of Genetics, Volume:13 Issue: 2, 2018, PP 215 -223Abrin is a plant-derived glycoprotein toxin composed of two polypeptide chains, A chain and B chain. The A-chain (molecular weight 30 kDa) as a N-glycosidase is able to catalyzes the deadenylation of the 28S rRNA and thereby inactivate ribosomes. On the other hand, B-chain (molecular weight 35 kDa) is responsible for binding to the target cell and internalization of A-chain. In this study, an abrin A-chain (ABRaA) DNA was isolated from Abrus precatorius by PCR technique and then cloned into a T-vector. This isolated sequence with 753 bp in length was registered to NCBI GenBank with the accession number MF573784, as the first report of A chain abrin DNA. In continue molecular structures and biochemicalcharacteristics of ABRaA were analyzed. The secondary and three dimensional analysis of the polypeptide structure with 28.07 kDa indicated that ABRaA is similar to the RIP-II family of plant proteins. The bacterial expression of ABRaA carried out in BL21 (DE3) strain and subsequently confirmed by Western blot.
-
تنش شوری یکی از مهم ترین تنش های محیطی است که منجر به کاهش رشد و عملکرد گیاهان زراعی می شود. برای زنده ماندن در چنین شرایطی، گیاهان باید بتوانند به سرعت به تنش شوری پاسخ دهند. مطالعات مولکولی در گیاهان مختلف نشان می دهد که این مکانیسم شامل شبکه های پیچیده ای از تنظیم بیان ژن است. یکی از غلات مهم زراعی که به عنوان گیاهی متحمل به شوری در بین خانواده گندمیان شناخته می شود گیاه جو می باشد. این تحقیق به منظور مقایسه الگوی بیان ژن های پاسخ دهنده به تنش بلند مدت شوری در رقم افضل، یکی از ارقام مقام جو کشور، انجام شد. به منظور اعمال تنش شوری، از آب شور حاصل از NaCl با EC حدود 12 دسی زیمنس بر متر برای آبیاری استفاده شد. RNA گیاه جو با کیت Trizol از گیاهان تحت تنش شوری و کنترل استخراج و سپس کتابخانه های cDNA تهیه و توالی یابی با استفاده از پلت فرم Illumina/HiSeq انجام شد. تجزیه های RNA-Seq با استفاده از پکیج systemPipeR، انجام شد. نتایج مقایسه بیان ژن نشان داد پس از اعمال تنش شوری 683 ژن با FC >1.5 و FDR<0.05 به طور معنی داری تغییر بیان یافتند. تجزیه های بیوانفورماتیک نشان داد که ژن های تغییر بیان یافته در ارتباط با فرایندهای مختلفی همچون تبادل آنیون، فعالیت آنتی پورترها، ترانسپورترهای یون سدیم، انتقال یون های فلزی توسط فعالیت حامل های ترانس ممبران، فعالیت گزارشگر ترانس ممبران و طیف وسیعی از آبشارهای کینازی و فسفاتازی می باشند. حجم زیاد اطلاعات به دست آمده در این تحقیق می تواند به عنوان منبع اطلاعاتی ارزشمند در مطالعات آتی به منظور دستورزی های ژنتیکی گیاه جو و تولید ارقام متحمل به شوری استفاده شد.کلید واژگان: افضل, ترانسکریپتوم, جو, شوری, RNA, SeqSalt stresse is one of the most important environmental stresses, which limits plant growth and development. To survive under such conditions, plants must be able to sense and respond rapidly. Molecular studies on various plants show that these events involve complex networks of gene regulation and gene expression. Barley is one of the important crop in Triticeae plants that is tolerant in saline condition. The aim of this study is comparing gene expression patterns in that response to salinity in Afzal cultivar, one of the resistant cultivar in Iran. RNA was extracted using Trizol kit from plants under treated and control condition. RNA libraries was prepared and sequencing was done using Illumina/HiSeq platform. RNA-Seq analysis was performed using systemPipeR package. Results show that in comparative differential gene expression analysis between saline and control condition 683 genes had significant changes with FDR1.5. Bioinformatics analysis show that these genes are related to different pathway including anion ion exchanger, sodium ion transport, transition metal ion transmembrane transporter activity, protein serine/threonine phosphatase activity and lots of phosphatase activity. These large amount of achieved data can be used as a valuable information in future studies in aim of genetic manipulation in order to produce salt-tolerant cultivar.
-
دیابت بیماری ای است که در اثر آن بدن نمی تواند انسولین تولید و یا به طور موثر از آن استفاده کند. اگرچه انسولین نوترکیب به طور تجاری در باکتری و یا مخمر تولید می شود، ولی نیاز به توسعه سیستم های جایگزین برای تولید انسولین وجود دارد. در این راستا قارچ خوراکی صدفی به عنوان میزبان برای تولید انسولین مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ناقل دوتایی pcambCTB-Pins حاوی زیر واحد B سم وبا که به ژن پروانسولین انسانی الحاق شده بود، تحت کنترل پیش برنده gpd ساخته شد و با استفاده از روش انتقال ژن مبتنی بر اگروباکتریوم (سویه GV3101 با غلظت 8/0 (OD600nm)) در دمای هم کشتی ̊C25 و محیط گزینشگر حاوی هیگرومایسین و سفوتاکسیم به بافت ژیل قارچ صدفی (Pleurotus ostreatus) جدایه ایرانی (Iran1649c) منتقل شد. پس از تائید اولیه قارچ های تراریخت با استفاده از آزمون PCR با آغازگرهای اختصاصی، درج پایدار ژن ترکیبی پروانسولین انسانی و زیر واحد B سم وبا (CTB) در ژنوم قارچ صدفی با آزمون لکه گذاری سادرن تایید شد. هم چنین بیان این ژن ترکیبی در سطح رونویسی و پروتئین با روش هایی نظیر RT-PCR، الایزا و ایمونوبلاتینگ مورد تائید واقع شد و در میسلیوم قارچ های تراریخت میزان پروتئین ترکیبی CTB و پروانسولین انسانی 04/0 درصد پروتئین محلول کل بهدست آمد. با توجه به نتایج این تحقیق و بیان موفق ژن های خارجی در قارچ تراریخت، می توان به توسعه و تولید داروهای زیستی در قارچ های خوراکی امیدوار بود.کلید واژگان: انتقال ژن, پروانسولین انسانی, پروتئین ترکیبی, دیابت, قارچ صدفی, CTBDiabetes is a disease in which the body does not produce or properly utilize insulin. Although insulin is predominantly made in bacteria or yeast for commercial production, there is a burgeoning need for alternative systems in the production of insulin. In this regard, edible oyster mushroom was studied as host for the production of insulin. Therefore, a binary vector pCAMBIACTB-INS was constructed containing the cholera toxin B subunit fused with human proinsulin gene under the control of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase as homologous promoter. Then it introduced into gill tissue of edible oyster mushroom, Pleurotus ostreatus isolate Iran1649c, via Agrobacterium Tumefaciens strain GV3101 (OD600nm) and co-cultivated with P. ostreatus at 25 °C on selective medium containing hygromycin and cefotaxime. After confirming Putative transformants by PCR using gene specific primers, stable integration of the CTB-proinsulin fusion gene into P. ostreatus genome was confirmed by Southern blotting analysis. Also, the expression of transgene was confirmed by RT-PCR, ELISA and immunoblotting methods and in transgenic mycelia the recombinant CTB-proinsulin showed an expression level by 0.04% of total soluble protein. In conclusion successful expression of foreign genes in transgenic mushrooms is promising for development of biopharmaceutical in edible mushrooms.
medium containing hygromycin and cefotaxime. After confirming Putative transformants using PCR with specific primers, stable integration of the CTB-proinsulin fusion gene into P. ostreatus genome was confirmed by Southern blotting analysis. Also, the expression of transgene was confirmed by RT-PCR, ELISA and immunoblotting methods and in transgenic mycelia the recombinant CTB-proinsulin showed an expression level by 0.04% of total soluble protein. In conclusion successful expression of foreign genes in transgenic mushrooms is promising for development of biopharmaceutical in edible mushrooms. -
ریحان ((Ocimum basilicum L.، گیاهی از خانواده نعناعیان است که به عنوان یک گیاه دارویی در طب سنتی ایران مورد استفاده قرار می گیرد. اسانس ریحان منبع غنی از ترکیبات ترپنوئیدی و فنیل پروپانوئیدی است و در درمان بیماری هایی مانند اسهال، سرفه، انگل های روده و ناراحتی های کلیه و کبد مورد اهمیت می باشد. ترکیب با ارزش متیل چاویکول حجم عمده اسانس ریحان را تشکیل می دهد که اخیرا توجه زیادی به علت ارزش دارویی و فعالیت های فارماکولوژیکی خصوصا به عنوان پیشگیری کننده میگرن به خود جلب نموده است. آنزیم متیل چاویکول O-متیل ترانسفراز (CVOMTs) یک آنزیم کلیدی در مسیر بیوسنتز فنیل پروپانوئید است و با انجام عمل متیلاسیون، چاویکول را به متیل چاویکول تبدیل می کند. در تحقیق حاضر، برای بررسی تاثیر تنش خشکی بر شکل گیری و کنترل تنظیم نسخه-برداری مسیر بیوسنتز ترکیب متیل چاویکول در سه توده دارویی ریحان، پروفیل مقادیر mRNA ژن کلیدی متیل چاویکول O-متیل ترانسفراز (CVOMTs) در سه سطح تنش خشکی (%75:1S، %50 :2 S و %25 :3S ظرفیت زراعی) با استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی (qRT-PCR) اندازه-گیری شد. به منظور ارتباط دقیق تر الگوی بیان ژن CVOMTs در شرایط تنش خشکی جداسازی، مشخصه یابی و تجزیه عملکردی پروموتر pCVOMTs نیز انجام گرفت. بررسی الگوی بیان ژن CVOMTs نشان داد که مقادیر نسخه های این ژن به طور معنی داری تحت تاثیر توده و سطوح تنش قرار دارد. سطح نسخه های ژن CVOMTs در شرایط تنش خشکی افزایش تدریجی نشان داد و در کولتیوار سه بیش ترین میزان بیان این ژن در 2S مشاهده شد. نتایج تجزیه پروموتر ژن CVOMTs نشان داد که این توالی شامل عناصر مهم تنظیمی پاسخ دهنده به دمای بالا و تنش خشکی از جمله MYB، MYC و HSE می باشد. بنابراین افزایش بیان این ژن در سطوح بالای تنش مربوط به جایگاه های اتصال فاکتورهای نسخه برداری است که در شرایط تنش خشکی موجب افزایش بیان این ژن می شود.کلید واژگان: بیان ژن, پروموتر, تنش خشکی, CVOMTs ژن, عناصر تنظیمیBasil (Ocimum basilicum L.), a member of a Lamiaceae family, is used in traditional Iranian medicine. Essential oils of basil leaves are composed of terpenoids and phenylpropanoids which are important in treatment of diarrhea, coughs, warts, worms and kidney malfunctions. The valuable compound of methylchavicol makes up the bulk of plant volatile oils which recently raised researcher's attention due to its medicinal value and pharmacological activities, especially as a migraine prophylaxis agent. Chavicol O-methyl transferase (CVOMTs) is a key enzyme in phenylpropanoid pathway. It catalyzes the methylation of chavicol, to produce methyl chavicol. In current research, to explore the formation and transcriptional control exerted on these pathways, mRNA accumulation profiles of key gene in the biosynthesis pathway of methylchavicol were evaluated in the three chemotypes of O. basilicum under three treatments of water deficit stress (S1: 75% FC, S2: 50% FC and S3: 25% FC) using quantitative real-time PCR. In order to study key biosynthetic pathway accurately gene expression pattern methylchavicol combination under water deficit stress, isolation, characterization and functional analysis of promoter of CVOMTs (pCVOMTs) was investigated for the first time. The study profile of gene expression of CVOMTs indicated that the transcript accumulation of this gene was significantly affected by chemotypes and water stress levels. The level of transcripts of CVOMT gene was gradually up-regulated and then sharply increased to mainly detectable levels under S2 in cultivar 3. The analysis of promoter of CVOMT gene (pCVOMTs) revealed that pCVOMTs contained some important cis-acting element like high temperature and water stress- response related elements. So, in the chemotype 3, the increase of gene expression is related to the binding site of transcription factor that is excied by water deficit stress.
-
باکتری اسپورزای Bacillus anthracis عامل بیماری سیاه زخم (آنتراکس) است. سه جزء پروتئین شامل پادگن (آنتی ژن) حفاظتی (PA)، عامل کشنده (LF) و عامل آماس (EF) عامل های بیماریزای این باکتری به شمار می آیند. به منظور تولید واکسن بر پایه گیاه، پروتئین امتزاجی دمین چهارPA و دمین یک LF، با سایت برش فورینی به زیر واحد B سم Vibrio cholera (CTB) به عنوان محرک سامانه ایمنی متصل شد. همچنین در این تحقیق برای ساخت ناقل دوتایی از خاصیت ناحیه ′3 و ′5 غیرترجمه شونده ویروس موزاییک لوبیا چشم بلبلی به عنوان تشدیدکننده ترجمه و از ژن بازدارنده خاموشی ویروس موزاییک خیار (2b) استفاده و ترکیب پادگن ساخته شده به گیاه منتقل شد. انتقال موقت سازه ها با کمک اگروباکتریوم به توتون و کاهو انجام و بیان موقت در سطح ترانسکریپتوم از روش PCR RT- و در سطح پروتئوم از روش آزمون الایزا تایید شد.کلید واژگان: الایزا, بیان موقت, CPMV, CMVBacillus anthracis as a spore-forming bacterium is the causative agent for anthrax. Three proteins from B. anthracis including protective antigen (PA), lethal factor (LF) and edema factor (EF) are causative factors of this bacteria. To produce plant-based vaccine, fusion protein of PA 4 domain and LF 1 domain via furin cleavage site joined to subunit B Vibrio cholera toxin (CTB) as an inducer of immune system. In this research we used 3and modified 5 untranslated regions of cowpea mosaic virus (CPMV) as translation enhancer and silencing inhibitor gene 2b of cucumber mosaic virus (CMV) to construct binary vector and transfer gene. Transient expression of tobacco and lettuce performed via agrobacterium and transient expression was confirmed at the level of transcriptome and proteome through RT-PCR and ELISA assay, respectively.Keywords: CMV, CPMV, ELISA, transient expression
-
شور شدن زمین های کشاورزی یکی از مهم ترین عامل های محدودکننده تولیدات کشاورزی و تهدیدکننده امنیت غذایی در کشورهای جهان به شمار می آید. فعال شدن مسیرهای سیگنالی نخستین رخداد در شناسایی تنش های محیطی برای گیاهان به شمار می آید. شناسایی اجزای شبکه سیگنالی در پاسخ به تنش شوری با استفاده از روش RNA Seq در گیاه آجیلوپس به عنوان منشا ژنگان (ژنوم) DD در گندم، اهمیت زیادی دارد. توالی یابی RNA به همراه استفاده از نرم افزار MapMan برای تفسیر عملکردی نتایج بیان ژن روش مناسب برای بررسی های ژن نامه شناسی (ژنومیکس) کارکردی در گیاهان به شمار می آید. لذا در این تحقیق با استفاده از کتابخانه تهیه شده از RNA استخراج شده از گیاهان کنترل و تحت تنش، اقدام به شناسایی و ارزیابی کمی ژن های دخیل در فرآیندهای سیگنالی شد. نتایج بیان ژن نشان داد که از بین 4506 رونوشت دارای تغییر بیان معنی دار، فرآیندهای سیگنالی با 603 عدد BIN (59/11 درصد) بیشترین شمار را به خود اختصاص داد. همچنین مشخص شد که از بین اجزای شبکه سیگنالی، گیرنده (رسپتور) کینازها بیشترین شمار (222 عدد BIN) از ژن های تغییربیان یافته را شامل می شوند که درواقع بیان کننده اهمیت آن ها است. این تحقیق به عنوان یک بررسی بنیادی به شمار می آید که زمینه برای انجام بررسی های انتقال ژن های مقاومت به شوری به گیاه گندم را فراهم می کند.کلید واژگان: توالی یابی, شوری, فرآیندهای سیگنالی, RNA SeqSalinization of crop lands is one of the most important reasons for reduction in productivity and threats food security. Activation of signaling process in plants is the first step during sense environmental cues and stress signals. Identification of the components of plant intracellular signaling mechanisms, pathways, and networks in response to salt stress in Aegilops tauschii (the D genome donor of bread wheat) by transcriptome analysis tools such as RNA Seq method is very worthwhile. RNA Seq method and functional annotation of data by MapMan suite is an efficient strategy to functional genomics analyses. In order to identify and evaluate some genes involved in signaling process, we performed library construction for two cDNA libraries from leaves of seedlings treated with 200 mM NaCl and control. Results of differential expression showed that out of 4506 differentially expressed genes, 603 (11/59%) BINs assigned to signaling process. It also became clear that receptor kinases are the largest number (222 transcripts) of differentially expressed genes in signaling process components. This study is a fundamental research that provide worthwhile functional sequences for gene transferring study to improve salinity tolerant in bread wheat.Keywords: Salinity, signaling process, sequencing, RNA Seq
-
ماده خشک تجمع یافته در ساقه جو نقش اساسی در پر کردن دانه به ویژه در شرایط نامساعد از جمله تنش شوری دارد. هدف این پژوهش بررسی توان ذخیره سازی و انتقال دوباره ماده خشک به تفکیک میانگره ها در برخی رقم ها و رگه (لاین) های امیدبخش جو زراعی ایران در شرایط تنش و بدون تنش شوری بود. بدین منظور آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و در دو شرایط تنش و بدون تنش شوری در ایستگاه تحقیقات کشاورزی نیشابور در سال 1393- 1392 اجرا شد. در شرایط تنش، EC آب آبیاری حدود dsm-111-10 بود. میزان تجمع و انتقال دوباره مواد نورساختی (فتوسنتزی) با استفاده از روش وزنی تعیین شد. ارتباط طول و وزن مخصوص میانگره ها با تجمع ماده خشک بررسی شد. نتایج نشان داد که در هر دو شرایط، میانگره های زیرین بیشترین وزن خشک و وزن مخصوص را به خود اختصاص دادند. بیشترین میانگین انتقال دوباره در شرایط عادی (نرمال) مربوط به دومین میانگره راسی ساقه (پنالتی میت) بود، درحالی که بالاترین میانگین انتقال دوباره در شرایط شوری مربوط به میانگره های زیرین بود. در این پژوهش به طور دقیق مشخص شد که توان ذخیره سازی و انتقال دوباره دو ساز و کار، متفاوت اند و به طور جداگانه از والدین به نتاج منتقل می شوند. عملکرد دانه در شرایط تنش شوری همبستگی مثبت و معنی داری با انتقال دوباره از پدانکل، دومین میانگره راسی و میانگره های زیرین داشت. همچنین از نظر روند اصلاحی مشخص شد که در رگه های امیدبخش متحمل به شوری جدید نسبت به رقم های قدیمی متحمل به شوری، از صفات وزن مخصوص میانگره ها، توان ذخیره سازی و قدرت انتقال دوباره به خوبی بهره برداری شده است.کلید واژگان: انتقال دوباره, تجمع ماده خشک, تنش شوری, جوStem reserves of barely can be an important contributor to grain filling particularly under condition is limited such as salinity stress. The aim of this research was to study dry matter accumulation and remobilization ability in different internodes of some Iranian Barley varieties and promising lines under salinity and normal conditions. The research was set up as two Randomized Complete Block design with three replications at the agriculture research station of Neishabur, Khorasan Razavi, during 2013-2014. The amount of dry matter accumulation and remobilization were determined using method. The relationship between length and specific weight of internodes with dry matter accumulation and Remobilization was investigated. The results showed that lower internodes had maximum dry weight and specific weight in both of experimental conditions. Maximum remobilization was obtained from penultimate and lower internodes in normal and salinity conditions, respectively. A positively significant correlation was observed between seed weight per spike and the amount of Remobilization from all of internodes in saline condition. Results indicated that dry matter accumulation and remobilization ability are two different mechanisms that inherent from parents to progeny. Also in this study it was found that new tolerant promising lines compared to old tolerant varieties, had internodes specific weight, dry matter accumulation and remobilization ability.Keywords: Barly, Salinity stress, Dry matter accumulation, Remobilization
-
در حال حاضر میلیون ها نفر در سراسر جهان برای گریز از اثرات کشنده بیماری دیابت به تزریق دائمی انسولین نیاز دارند. توسعه سیستمی که بتواند این دارو را با قیمت و فراوانی مناسب در اختیار مصرف کنندگان قرار دهد، امری ضروری است. امروزه با توسعه تکنیک مهندسی ژنتیک، انسولین انسانی در باکتری ها و مخمر تولید می شود ولی به علت معایب تولید پروتئین های نوترکیب در این موجودات، مانند هزینه نسبتا بالا، امکان آلودگی با پروتئین های غیرضروری و نیاز به مراحل هزینه بر خالص سازی، بخشی از تحقیقات بر روی تولید پروتئین های نوترکیب در گیاهان متمرکز شده است. پژوهش حاضر به منظور بیان گذرای دو سازه متفاوت در برگ های یونجه صورت گرفته است. سازه pLPC شامل یک ژن الحاقی به صورت زیرواحد B سم Heat-labile باکتری E. coli LTB))-پروانسولین-پنتراتین و سازه pEPC حاوی یک الحاق ژنی دیگر به صورت پپتید راهنمای اکستنسین-پروانسولین-پنتراتین، ساخته و از طریق برش آنزیمی و توالی یابی مورد تایید قرار گرفتند. سازه ها به اگروباکتریوم سویه LBA4404 منتقل و از طریق اگرواینفیلتراسیون به گیاه یونجه انتقال یافتند. بیان ژن و تولید پروانسولین فعال در برگ های گیاه به وسیله RT-PCR با آغازگرهای اختصاصی ژن پروانسولین و به وسیله کیت تشخیص طبی Mono-bind تایید شد. میزان پروانسولین فعال تولیدی در برگ های یونجه تیمار شده با سازه های pLPC و pEPC به ترتیب 76 و 6/71 نانوگرم در هر گرم برگ تر یونجه بود.کلید واژگان: E, coli, اکستنسین, اگرواینفیلتراسیون, پنتراتین, زیرواحد B سم Heat, labileJournal of Genetics, Volume:10 Issue: 4, 2016, PP 461 -468Currently, millions of people all over the world for escaping the lethal effects of diabetes require persistent injections of insulin. Thus, to develop a system with low cost and high production of insulin that can fit into the consumers, is essential. With evolving genetic engineering techniques, production of human insulin in bacteria and yeasts were feasible, but due to drawbacks of producing recombinant proteins in those organisms including high cost, the possibility of contamination with toxic proteins and costly purification steps, most research has focused on the production of recombinant proteins in plants. Therefore, this investigation was done to express transiently the human proinsulin in alfalfa leaves by two different constructs. Construct pLPC as a fusion gene B subunit heat liable toxin of E.coli - proinsulin - penetratin and constructs pEPC incorporation into a peptide containing extensin leader - Proinsulin - penetratin. These constructs were transferred into Agrobacterium strain LBA4404 and agroinfiltration. Gene expression in alfalfa leaves was attested by RT-PCR and specific primers. The production of active proinsulin was confirmed by medical diagnostic mono-bind kits. The amount of production of active proinsulin in agroinfiltrated alfalfa leaves with constructs pLPC and pEPC were estimated 76 and 71.6 nano-grams per gram of fresh alfalfa leaves respectively.Keywords: Agroinfiltration, Extensin, E. coli, Penetratin, Subunit heat liable toxin
-
بیان موقت در بافت برگ با ناقل های دوتایی روش سریعی برای تولید پروتئین در گیاهان است. عامل های رونویسی باعث تغییر بیان همزمان چند ژن می شوند. به همین دلیل می توان از آنها برای اصلاح صفات کمی مانند سوخت وسازگر (متابولیت)های ثانویه که با چند ژن کنترل می شوند، استفاده کرد. گیاه Artemisia annua گیاهی یک ساله، بومی آسیا و به احتمال بسیار زیاد چین است و یکی از مهم ترین سوخت وسازگر های دارویی یعنی ترکیب سسکویی ترپن آرتمیزینین را که دارای خواص ضدمالاریایی و ضدسرطانی بالایی است تولید می کند. برای بررسی میزان تاثیر عامل های رونویسی مختلف مورد بررسی (سه عامل رونویسی متعلق به خانواده WRKY و دو عامل رونویسی متعلق به خانواده MYB) و آنزیم های DBR2 و OPR3 روی میزان بیان ژن های مسیر زیست ساخت (بیوسنتز) آرتمیزینین و تولید سوخت و سازگرهای حدواسط، از روش بیان موقت با اعمال نفوذپذیری تدریجی آگروباکتریوم (آگرواینفیلتریشن) استفاده شد. ژن های مختلف مورد بررسی از برگ گیاه A. annua استخراج و در آغاز در ناقل pJET1.2 همسانه (کلون) و آن گاه در حامل بیانی ویروسی pEAQ-HT همسانه سازی شده و در برگ های دو کموتایپ (chemotype) وحشی ایران و آنامد (anamed) به صورت موقت بیان شدند. نتایج تجزیه سوخت وسازگر های مسیر زیست ساخت آرتمیزینین با استفاده از دستگاه GC-MS نشان داد که عامل های رونویسی مورد بررسی نقش مهمی در تولید دو سوخت وسازگر AA و DHAA در گیاهان آگرواینفیلتره شده نسبت به کنترل داشتند. این نتایج نشان می دهد که عامل های رونویسی بالا قادر به تنظیم رونویسی ژن های دخیل در زیست ساخت آرتمیزینین هستند.
کلید واژگان: آرتمیزینین, بیان موقت, عامل های رونویسی, GC, MSArtemisia annua is an annual herb native to Asia most probably China produce one of the most important sesquiterpene namely artemisinin which has antimalarial and anticancer activity. Three transcription factors belonging to WRKY family, two transcription factors belonging to MYB family and two enzymes DBR2 and OPR3 were isolated from A. annua leaves and first inserted into pJET1.2 vector then sub cloned into cowpea mosaic virus (CPMV) based viral vector (pEAQ-HT). Thegenes were transiently expressed in A. annua young leaves of two different chemotypes ANAMED and Iranian wild type under the control of a constitutive cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter as vacuum infiltration. An agroinfitration method was carried out for transient expression of different genes. The analysis of metabolites by GC-MS method showed that the transcription factors which have expressed transiently, could effect on the rate of DHAA and AA metabolites. The results show that the TFs (WRKY and MYB) are involved in artemisinin biosynthesis pathway.Keywords: Artemisinin, Transcription factors, transient expression, GC, MS -
جوانه زنی یکی از مهم ترین مراحل رشدی در گیاهان است که به شدت از تنش های محیطی به ویژه تنش خشکی آسیب می پذیرد. جوانه زنی از سه مرحله (فاز) مهم تشکیل شده است که بسیاری از فعالیت ها پیش از مرحله سوم آن (خروج ریشه چه) آغاز می شود. محور جنین بذر نیز با توجه به زنده بودن آن، فعالیت های بسیاری از نظر سوخت وساز (متابولیکی) به ویژه در مرحله اول آن رخ می دهد که از مهم ترین این تغییرات می توان به تغییر در الگوی پروتئین گان (پروتئوم) آن اشاره کرد. برای بررسی تغییرات پروتئینی محور جنین گندم (سرداری و قدس به ترتیب متحمل و حساس) تحت تنش خشکی (12- بار) آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار بررسی شد. نتایج تحقیق گویای تاثیر منفی تنش خشکی بر درصد جوانه زنی بود و سبب کاهش چشمگیری در آن شد. در تجزیه ژل های الکتروفورزی دوبعدی در محور جنین گندم 1000 لکه تکرارپذیر مشاهده شد که تعداد 34 لکه با تفاوت معنی دار در سطح 5 درصد گزارش شد. در مقایسه رقم متحمل نسبت به حساس از 34 لکه با تفاوت معنی دار، شمار 22 و 6 لکه در شرایط شاهد، 21 و 10 لکه در شرایط تنش، افزایش و کاهش بیان را نشان دادند. نتایج این آزمایش گویای آن بود که فراوانی لکه ها به میزان زیادی از زمان، شدت و میزان تنش بستگی دارد.
کلید واژگان: پروتئین گان شناسی(پروتئومیکس), جوانه زنی, گندم نان, محور جنین بذرGermination is one the most important growth phases in plants that injury from drought stress extremely. Germination divided to 3 phases although before third phases، many activity (radicle protrusion) initiated. Many metabolically activity occurred specially in first phase since seed embryo is a live organ، although differences in protein patterns arised in this phase. This study was carried out to understand the effect of drought stress on protein patterns in the first phase of germination. In order to analysis the effects of drought stress (-12 bar) on wheat embryo proteome (Sardari and Qods respectively tolerant and susceptiblecultivar)، factorial experiment was conducted in a Randomized completely block design with three replications. Drought stress diminished germination percentage and caused adverse effects on the proteins pattern. Two-dimensional gel electrophoresis analysis of wheat embryo axis showed 1000 spots were reproducible that 25 spots between treatments indicated significant differences on 5درصد level. In control condition، in comparison tolerant to susceptiblecultivar، 22 and 6 spots and in stress condition، 21 and 10 spots were down and up regulated respectively. The results indicated that frequency of protein under drought stress depends on severity and amount of stress and imbibition time.Keywords: embryo seed, germination, proteomics, wheat
- 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.