a. ismaili
-
هدف
مسیر بیوسنتز کلروفیل یکی از اهداف مهم ایجاد تغییرات ژنتیکی بهمنظور تغییر سرعت فتوسنتز و رشد گیاهان برای تامین افزایش تقاضای غذا در جمعیت رو به رشد جهان است. در این مطالعه تاثیر فوق بیان ژن GSA یکی از ژن های مسیر بیوسنتز کلروفیل بر شرایط فیزیولوژیکی گیاه تنباکو مورد بررسی قرار گرفت. 5-آمینولوولینیک اسید (ALA) محصول ژن GSA است. ALA پیش ساز ساخت تتراپیرول ها است. این ترکیب نقش بسیار مهمی در سلول های زنده دارد مثلا بهعنوان رنگدانه ها، گیرنده نور (فیتوکروم)، گروه پروستاتیک بسیاری از پروتئین ها (مثل سیتوکروم ها، هموگلوبین، میوگلوبین و لگ هموگلوبین) و آنزیم ها (مثل کاتالاز، آسکوربات، پراکسیداز و غیره) نقش دارند. امروزه ALA بهدلیل استفاده گسترده از آن در کشاورزی، جنگلداری و داروسازی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. ALA در غلظت های پایین فتوسنتز، رشد و نمو، عملکرد و بهره وری را افزایش می دهد. همچنین ظاهر، رنگ میوه ، کیفیت و طعم محصولات را در گیاهان تیمار شده در شرایط عادی و استرس زا افزایش می دهد. ALA همچنین ویژگی های آنتی اکسیدانی، جذب مواد مغذی، راندمان مصرف آب و تعادل اسمزی را در گیاهان بهبود می بخشد.
مواد و روش هادر این تحقیق با توجه به مطالعات بیوانفورماتیکی cDNA ژن MsGSA گیاه یونجه رقم اصفهانی برای انتقال به گیاه تنباکو رقم Xanthi انتخاب گردید. از ناقل بیانی دوگانه گیاهی pBI121 که دارای ژن مقاومت آنتی بیوتیک کانامایسین برای انتخاب در باکتری ها و گیاهان، محل های برش برای آنزیم های SacI و BamHI، پروموتر CaMV35S (پرموتور ویروس موزاییک گل کلم)، توالی خاتمه دهنده ی نسخه برداری nos و ژن گزارشگر β-گلوکورونیداز (GUS) استفاده شد. پس از ساخت سازه ژنی
pBI121-GSA و تایید انتقال سازه با استفاده از سه روش کلون PCR، هضم آنزیمی و ترادف یابی سازه مربوطه به اگروباکتریوم تومفسینس سویه LB4404انتقال داده شد. با استفاده از اگروباکتریوم واجد سازه ژنی، ژن مربوطه به ژنوم گیاه تنباکو منتقل و گیاهان تراریخته روی محیط گزینشی انتخاب شدند و وجود ژن با انجام PCR در گیاهان باززایی شده تایید شد. جوانه های تراریخته ریشه دار شده به خاک منتقل شدند. میزان بیان ژن GSA در گیاهان تراریخته حاصل با RT-PCR مورد ارزیابی قرار گرفت و میزان رشد و محتوای بیوشیمیایی آن ها مورد بررسی قرار گرفت.نتایجنتایج نشان داد که رشد گیاهان تراریخته بهصورت معنی داری بسته به میزان بیان ژن GSA افزایش یافت همچنین محتوای ALA (آمینولوولینیک اسید)، کلروفیل a، b و کلروفیل کل که محصول بیان ژن مربوطه می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که محتوای آنتوسیانین ها، فلاونوئیدها و ترکیبات فنل گیاهان تراریخته متناسب با میزان افزایش بیان ژن GSA بهطور معنی داری نسبت به گیاهان تیپ وحشی افزایش پیدا کرده است.
نتیجه گیریافزایش میزان رشد، محتوای کلروفیل a،b ، کلروفیل کل، ALA، آنتوسیانین، فلاونوئیدها و فنل گیاهان تراریخته متناسب با میزان افزایش بیان ژن GSA است و این بیانگر افزایش توان رشدی و افزایش پتانسیل مقاومت در گیاهان تراریخته تحت تاثیر ژن انتقالی GSA و افزایش محتوایALA است
کلید واژگان: 5-آمینولوولینیک اسید (ALA), کلروفیل, آنتی اکسیدان, مقاومت به استرسAimThe chlorophyll biosynthesis pathway is a main target for genetic modification to change plant photosynthesis and growth rate to support a greater demand for food in the growing world population. In this study, the effect of overexpression of GSA gene one of gene involved in biosynthesis pathway of chlorophyll on physiological condition of tobacco plant was investigated. 5-Aminolevulinate (ALA) is product of GSA gene. ALA is a precursor for all tetrapyrrole, these components have impotent roles in living cell, as pigments, light receptor (Phytochrome), prosthetic group of many different proteins (like cytochromes, hemoglobin, myoglobin, and leghemoglobin) and enzymes (for example Catalase, Ascorbate, Peroxidase and etc.). Nowadays, ALA has received wide attention for its widespread usage in agriculture, forestry and medication. ALA at low concentrations increases photosynthesis, growth, development, yield and productivity, also promoted fruit color appearance and quality and taste of products in treated plants under both normal and stressful conditions. ALA also improves antioxidant features, absorption of nutrient, water use efficiency and osmotic balance in plants.
Materials and methodsIn this research, according to bioinformatics studies, MsGSA gene cDNA of Alfalfa (Medicago sativa L. cv. Isfahani) was selected to transfer to Xanthi tobacco (Nicotiana tabacum) plant, the binary expression vector pBI121 which has Kanamycin antibiotic resistance gene for selection in bacteria and plants, cutting sites for SacI and BamHI enzyme, CaMV35S promoter (cauliflower mosaic virus promoter), nos transcription termination sequences and ß-glucuronidase (GUS) reporter gene was used. After constructing the gene construct pBI121-GSA and confirming the transfer of the construct using PCR cloning methods, enzymatic digestion and sequencing were performed, then the corresponding construct was transferred to Agrobacterium tumefaciens strain LB4404 using Agrobacterium with the gene construct. The corresponding gene was transferred to the tobacco plant genome and the transgenic plants were selected on the medium containing kanamycin and the presence of the gene was confirmed by performing PCR in the regenerated plants. The rooted transgenic sprouts were transferred to the soil. The level of GSA gene expression in the resulting transgenic plants was evaluated by real-time PCR, and their growth rate and biochemical content were also evaluated.
ResultsIt was observed that the growth of transgenic plants increased significantly depending on the level of GSA gene expression, and the content of ALA (aminolevulinic acid) and chlorophyll a, b and total chlorophyll, which are the products of the corresponding gene expression. The results also showed the content of anthocyanin, flavonoids and phenol of plants have significantly increased in proportion to the increase in GSA gene expression compared to wild type tobacco plants.
ConclusionThe growth rate as well as the content of chlorophyll a, b, total chlorophyll, ALA, anthocyanin, flavonoids and phenol of transgenic GSA plants is proportional to the increase in the expression of the GSA gene. The results from this study indicate that an increase in transgenic growth rate as well as an increase in the secondary metabolites content in transgenic plants were influenced by GSA transferred gene and an increase in the content of ALA. These results imply that transgenic tobacco plants expressing MsGSA gene had higher resistance potential to stresses than the wild type tobacco plants.
Keywords: 5-Aminolevulinic acid (ALA), chlorophyll, antioxidant, stress resistance -
شناسایی miRNAهای حفاظت شده گل راعی (Hypericum perforatum) با استفاده از داده های توالی یابی نسل جدید
ژن های miRNAs دسته مهمی از تنظیم کننده های بیان ژنی میباشند که نسبت به تنش های محیطی، پاسخ های متنوعی دارند و نقش کلیدی در تنظیم بیان ژن ها در مراحل پس از رونویسی ایفا میکنند. گل راعیperforatum) Hypericum) بیشترین کاربرد را در درمان افسردگی به دلیل تاثیر هایپرسین و هایپرفورین دارد. پژوهش حاضر به منظور شناسایی miRNAهای حفاظت شده و ژن های هدف آن ها در محتوی رونوشت (Transcriptome) گل راعی صورت گرفت. ابتدا نمونه های حاصل از توالی یابی RNA گل راعی از بانک اطلاعاتیEMBL-EBI (ENA) دریافت شدند، سپس ترنسکریپتوم این گیاه سرهم بندی گردید و رونوشت های غیر کدکننده به پروتیین شناسایی و به عنوان توالی های کاندید پیش ساز miRNA در نظر گرفته شدند. در نهایت از بین توالی های کاندید با استفاده از نرم افزار C-mii شش miRNA با نام های Hp-miR395، Hp-miR845d، Hp-miR414، miR159 Hp-،Hp-miR159e و Hp-miR156c پس از اعمال فیلترهای سخت گیرانه شناسایی شدند. بررسی شبکه برهم کنش پروتیین-پروتیین ارتباط ژن های هدف با پروتیین های هدف به ویژه عوامل رونویسی را مشخص کرد. در مرحله بعد جهت تایید ژن های هدف برای miRNAهای شناسایی شده محلول پاشی با غلظت های صفر (شاهد) و 200 میکرو مولار متیل جاسمونات بر روی گل راعی انجام شد و الگو ی تغییرات بیان دو ژن هدف بررسی گردید. در بررسی تغییرات میزان بیانqRT-PCR در زمانهای 12، 24، 48 و 72 ساعت پس از اعمال تیمار متیل جاسمونات، افزایش سطح بیان نسبی برای رونوشت های (DN121523_c1_g4_i2) Hyp-1 و HD-Zip (DN121003_c0_g1_i1) پس از 72 ساعت از کاربرد با متیل جاسمونات مشاهده شد. در مجموع با توجه به نقش تنظیمی miRNAهای شناسایی شده در مطالعه ی حاضر، می توان از این ژن ها در شناسایی بهتر و دقیق تر مسیر بیوسنتزی هایپرسین و هایپرفورین استفاده کرد.
کلید واژگان: آنالیز گسترده ترانسکریپتوم, بیان ژن, شناسایی بیوانفورماتیک, گل راعی, متیل جاسموناتIranian Journal of Rangelands Forests Plant Breeding and Genetic Research, Volume:30 Issue: 1, 2022, PP 72 -85miRNA genes consider as an important class of gene expression regulators that have diverse responses to environmental stresses and play a key role in regulating gene expression during post-transcriptional regulation. Hypericum perforatum, is well-known medicinal plant for its application in the treatment of depression due to the effects of its bioactive compounds named hypericin and hyperforin. The present study was performed to identify the conserved miRNAs and their target genes in the transcriptome of H. perforatum. First, RNA-seq data were obtained from the European Nucleotide Archive (ENA) of EMBL-EBI database and then the transcriptome (RNA) sequences were assembled. The non-coding transcripts were identified and considered as miRNA precursors candidate sequences. Finally, six miRNAs named Hp-miR395, Hp-miR845d, Hp-miR414, Hp-miR159, Hp-miR159e, and Hp-miR156c were identified from the candidate sequences using of C-mii software after applying strict filters. Investigation of the protein-protein interaction network determined the relationships between the target genes and target proteins especially in transcription factors. In the next step, to confirm the target genes for the identified miRNAs, the foliar application of Methyl Jasmonate (MJ) with concentrations of 0 (control) and 200 μM was performed on H. perforatum plants and the expression pattern of two target genes was investigated. In the analysis of qRT-PCR expression changes at 12, 24, 48 and 72 hours after applying MJ, the relative expression level of Hyp-1 (DN121523_c1_g4_i2) and HD-Zip (DN121003_c0_g1_i1) transcripts increased after 72 hours of application of MJ. In general, regarding to the regulatory role of the identified miRNAs in the present study, these genes could be used to better and more accurately identify the biosynthetic pathway of hypercin and hyperforin.
Keywords: Hypericum perforatum, In-silico identification, methyl jasmonate, qRT-PCR, Transcriptome-wide analysis -
زیره سیاه ایرانی از مهمترین گیاهان بومی ایران است. دانه این گیاه در رژیم غدایی روزمره ایرانی ها مصرف می شود و همچنین دارای خواص دارویی و ترکیبات معطر است. متاسفانه اطلاعات کمی در مورد ژنوم و نشانگرهای مولکولی این گیاه وجود دارد. در این پژوهش، ترنسکریپتوم زیره سیاه ایرانی در مرحله دانه بندی توالی یابی شد و بعد از استخراج ریزماهواره های (SSR Markers) مرتبط با این مرحله رشدی به تفسیر آن ها پرداخته شد. گل آذین و ساقه این گیاه بعد از استخراج RNA، توالی یابی شدند. توالی یابی با عمق 6 گیگ و طول قطعات 150 جفت باز و بصورت جفت-انتها انجام شد. داده های حاصل از توالی یابی توسط نرم افزارهای مختلف آنالیز شدند. بازچینش رونوشت زیره سیاه ایرانی توسط نرم افزار Trinity انجام شد. استخراج نشانگرهای ریزماهواره توسط نرم افزار MISA انجام شد. در نهایت تفسیر عملکردی توالی های دربرگیرنده ریزماهواره توسط پایگاه داده WEGO انجام شد. میزان GC نمونه های مختلف 47 تا 50 درصد بود. تعداد 8389 نشانگر ریزماهواره از 45146 ژن منفرد حاصل شد. حداقل 11 درصد ژن های منفرد حاوی ریزماهواره بودند. نوکلیوتیدهای A/T و AG/CT بیشترین درصد نشانگرهای ریزماهواره را در برداشتند. در میان تکرارهای سه نوکلیوتیدی، ATC/ATG و AAG/CTT بیشترین فراوانی ریزماهواره ها را به خود اختصاص داد. نتایج تفسیر عملکردی نشان داد که ژن های منفرد حاوی نشانگرهای ریزماهواره طیف وسیعی از فعالیت های بیولوژیکی گیاه زیره سیاه ایرانی را پوشش می دهند و ژن های درگیر در تکامل و رشد دانه، حد بالایی از بیان را دارند. این تحقیق برای اولین بار به بررسی نشانگرهای ریزماهواره گیاه زیره سیاه ایرانی پرداخته است. نتایج این تحقیق می تواند در پیداکردن نشانگرهای مختلف برای برنامه های اصلاحی و توسعه ارقام با اهداف مختلف مفید باشد.کلید واژگان: نسل جدید توالی یابی, نشانگر, بازچینش, تفسیر عملکردیIranian Journal of Rangelands Forests Plant Breeding and Genetic Research, Volume:30 Issue: 1, 2022, PP 1 -15Persian black cumin is one of the most important endemic plants to Iran. Its seed is used in the daily diet of Iranians and also has medicinal properties and aromatic compounds. Unfortunately, there is little information about its genome and molecular markers. In this study, the transcriptome of Iranian black cumin was sequenced in the granulation stage and after extracting the microsatellites (SSR markers) related to this growth stage, their interpretation was done. After RNA extraction, the inflorescences and stems were sequenced. Sequencing depth and length were 6 GB and 150 bp pair-end, respectively. Sequencing data were analyzed using different softwares. De-novo assembly of Persian black cumin was performed by Trinity software. Microsatellite markers were extracted using MISA software. Finally, the functional interpretation of the microsatellite-containing sequences was performed by the WEGO database. The GC content of different samples was 47 to 50%. 8389 microsatellite markers were obtained from 45146 unigenes. At least 11% of unigenes contained microsatellites. A/T and AG/CT nucleotides had the highest percentage of microsatellite markers. Among the three nucleotide repeats, ATC/ATG and AAG/CTT had the highest frequency of microsatellites. The results of functional interpretation showed that unigenes containing microsatellite markers cover a wide range of biological activities of Persian black cumin and the genes involved in seed development and growth have a high level of expression. This study is the first report of microsatellite markers of Persian black cumin. The results of the present study can be useful in finding different markers for breeding programs and developing cultivars with different goals.Keywords: Next Generation Sequencing, marker, denovo Assembly, Functional Annotation
-
جنس Allium شامل بیش از 920 گونه در سراسر جهان است. ایران زیستگاه اصلی بسیاری از گونه های وحشی Allium می باشد. در این مطالعه از بافت پیازچه دو گونه A. stipitatum و A. scabriscapum از دو زیرجنسMelanocrommyum و Reticulatobulbosa با هدف ارزیابی و شناسایی الگوی بیانی پروتیین های ذخیره ای حاصل از روش SDS-PAGE استفاده شد. برای شناسایی لکه های پروتیینی و مشاهده تغییرات بیانی دو گونه از الکتروفورز ژل دوبعدی و طیف سنجی جرمیMALDI TOF/TOF MS استفاده گردید. آنالیز ژل های حاصل از الکتروفورز دوبعدی منجر به شناسایی 138 لکه پروتیینی شد. نتایج حاصل بیانگر شباهت اندک میان ژل ها و الگوی بیانی متفاوت در بین نمونه ها بود که بر این اساس تعداد کمی لکه مشابه در هر دو ژل حاصل شد. نتایج نشان داد در پروفایل بیانی پروتیین های بافت پیازچه این نمونه ها تفاوت های معنی داری وجود داشت که با استفاده از آزمون T تعداد 9 لکه پروتیینی دارای بیشترین تغییرات معنی دار در سطح احتمال 5% شناسایی شدند و از بین آنها 3 لکه متفاوت با استفاده از روش طیف سنجی جرمی برای شناسایی انتخاب شد. نتایج آزمایش طیف سنجی جرمی و تطبیق داده های حاصل با پایگاه داده های NCBI و Uniprot و ابزارهای بیوانفورماتیکی مشخص کرد که لکه های مورد آزمایش با پروتیین های Maturase k، Agmatine coumaroyltransferase-1 و یک پروتیین با عملکرد نامشخص بنام Hypothetical Protein مطابقت داشت. یافته های این مطالعه نشان داد با توجه به اینکه نمونه های متعلق به دو گونه A.stipitatum و A. scabriscapum از یک جنس هستند اما الگوی بیانی پروتیین های ذخیره ای آنها در بافت پیازچه بسیار متفاوت از یکدیگر است.
کلید واژگان: آلیوم, آنالیز طیف سنجی جرمی, بیان ژن, بیوانفورماتیکIranian Journal of Rangelands Forests Plant Breeding and Genetic Research, Volume:29 Issue: 2, 2022, PP 221 -235Allium includes more than 920 species worldwide. Iran is the main habitat of many wild Allium species. In this study, onion tissue of two species A. stipitatum and A. scabriscapum from two subspecies Melanocrommyum and Reticulatobulbosa were used to evaluate and identify the expression pattern of storage proteins obtained by the SDS-PAGE method. Two-dimensional gel electrophoresis and MALDI TOF/TOF MS mass spectrometry were used to identify protein spots and to observe the expression changes of the two species. Analysis of gels by two-dimensional electrophoresis revealed 138 protein spots. The results showed a slight similarity between the gels and a different expression pattern between the samples, based on which a small number of similar spots were obtained in both gels. The results showed that there were significant differences in the expression profile of onion tissue proteins of these samples. Using the T-test, 9 protein spots with the most significant changes were identified at the 5% probability level, and among them, 3 different spots were identified using Mass spectrometry was selected for identification. The results of mass spectrometry experiments and matching of the obtained data with NCBI and Uniprot databases and bioinformatics tools showed that the tested spots were consistent with Maturasek proteins, Agmatine coumaroyltransferase-1, and a protein with the unknown function called Hypothetical Protein. The findings of this study showed that since the samples belonging to A.stipitatum and A.scabriscapum are of the same genus, but the expression pattern of their stored proteins in onion tissue is very different from each other.
Keywords: Allium, Mass spectrometry analysis, Gene expression, Bioinformatics -
میرناها (microRNAها)، دسته ای از مولکول های تنظیم کننده کوچک و غیر کدکننده هستند که بیان ژن را از طریق تخریب رونویسی یا سرکوب ترجمه تنظیم می کنند. میرناها، در تنظیم گستره وسیعی از فرایندهای متابولیکی و فیزیولوژیکی در گیاهان مشارکت دارند. خانواده نعناع به ویژه مرزه خوزستانی، گیاهان شناخته شده ای از نظر طعم، عطر و خواص دارویی هستند. تاکنون هیچ گونه گزارشی از شناسایی میرنا برای گیاه دارویی مرزه خوزستانی (Jamzad khuzistanica Satureja) ثبت نشده است. ازاین رو، در این مطالعه برای پیش بینی میرنا و ژن های هدفشان در مرزه خوزستانی، از رویکرد محاسباتی مبتنی بر جستجوی همسانی استفاده شد. یونی ژن های غیر کدکننده به عنوان توالی های کاندید پیش ساز میرنا در نظر گرفته شدند. در نهایت پس از ارزیابی پارامترهای عمومی درصد باز GC، حداقل انرژی آزاد تاخوردگی (MFE)، شاخص حداقل انرژی آزاد تاخوردگی (MFEI) و ساختار ثانویه 58 میرنا شناسایی شد که از بین آنها با اعمال معیارهای شناسایی اختصاصی گیاهان و پالایش میرناهای پیش بینی شده از چند رونوشت، در نهایت 10 میرنا شناسایی شد. سپس 930 رونوشت هدف با استفاده از وب سایت psRNATarget برای آنها پیش بینی و با استفاده از ابزار BLASTx نرم افزار (v2.6.0) Blast+ NCBI تفسیر کارکردی شد. بررسی ژن های هدف نشان داد که ژن های پاسخ دهنده اکسین، ژن های GRAS ((Gibberlic-acid insensitive (GAI), Rspressor of GAI (RGA) and Scarerow (SCR))، ژن AGO2 (2 Argonaute) و ژن های خانواده LAC (Laccase) از اهداف عمده میرناهای شناسایی شده در مرزه خوزستانی هستند. تجزیه وتحلیل غنی سازی مسیر در ژن های هدف نشان داد که مسیر بیوسنتز متابولیت های ثانویه به طور معنی داری جزء اهداف میرناهای شناسایی شده هستند. این مطالعه، اولین گزارش از شناسایی میرنا در مرزه خوزستانی بوده که نقش آنها را در تنظیم ژن های هدف توصیف می کند.
کلید واژگان: تجزیه محاسباتی, مرزه خوزستانی, میرنا, غیر کدکنندهIranian Journal of Rangelands Forests Plant Breeding and Genetic Research, Volume:29 Issue: 2, 2022, PP 182 -195MicroRNAs (miRNAs) are one of the small and non-coding regulatory molecules, which regulate gene expression by transcriptional cleavage or translational suppression. miRNAs are involved in regulating a wide range of metabolic and physiological processes in plants.The mint family plants, especially Satureja khuzistanica, are well known herbs for its flavor, fragrance and medicinal properties. To date, no miRNAs have been identified in Satureja species. In present study, a computational approach based on homology search was used to identify miRNAs and their targets of Satureja khuzistanica. Non-coding unigenes were identified and considered for candidates of miRNAs precursor. After evaluating the general parameters such as GC percentage, minimum folding free energy (MFE), minimum free energy index (MFEI) and secondary structure, 58 miRNAs were identified, which among them, by applying plant specific parameters and filtring the miRNAs from several transcripts, overall ten miRNAs were identified. Then, 930 target transcripts were predicted using psRNATarget website and the annotation of them was performed by using BLASTx tools of NCBI Blast+ software (v2.6.0). Examination of target genes showed that auxin-responsive genes, GRAS, AGO2 and LAC family genes are the main targets of the identified miRNAs in S. khuzistanica. Pathway enrichment analysis of the target genes revealed that the secondary metabolic pathway is significantly among the targets of the identified miRNAs. This is the first study describing miRNAs and their role in the regulation of target genes in S. khuzistanica.
Keywords: Computational analysis, Satureja khuzistanica, MicroRNA, Non-coding -
به منظور کاهش اثرات شوری بر خصوصیات جوانه زنی و رشدی مرزه خوزستانی توسط اسید هیومیک، دو آزمایش انجام شد. آزمایش نخست در آزمایشگاه با پرایمینگ بذرها در غلظت های صفر ، 20، 40 و 60 میلی گرم بر لیتر اسید هیومیک (به ترتیب H1، H2، H3 و H4) و بررسی جوانه زنی آنها در شوری صفر، 50،25، 75 و 100 میلی مولار کلرید سدیم (به ترتیب S1، S2، S3، S4 و S5) در پتری دیش انجام شد. آزمایش دوم شامل کاربرد اسید هیومیک در پنج سطح صفر، 10، 20، 30و 40 میلی گرم در کیلوگرم خاک (به ترتیب H1، H2، H3 ، H4 و H5) و تنش شوری شامل شامل صفر، 50،25، 75 و 100 میلی مولار کلرید سدیم (به ترتیب S1، S2، S3، S4 و S5) بود. نتایج بخش آزمایشگاهی نشان داد که با افزایش شوری، درصد و سرعت جوانه زنی کاهش یافت. درحالیکه اسید هیومیک منجر به بهبود درصد و سرعت جوانه زنی شد. در آزمایش گلدانی نیز افزایش شوری منجر به کاهش معنی دار صفات رشدی گردید و کاربرد اسیدهیومیک منجر به بهبود این صفات شد. با افزایش شوری، نشت الکترولیت افزایش یافت ولی اسیدهیومیک آن را کاهش داد. نتایج مثبت کاربرد اسیدهیومیک در کاهش اثرات مضر شوری، علاوه بر آزمایشگاه (پرایمینگ) در گلدان (خاک کاربرد) نیز به اثبات رسید. بنابراین به طور کلی با توجه به نتایج مثبت این پژوهش مبنی بر بهبود شاخص های جوانه زنی و رشدی مرزه خوزستانی، می توان کاربرد اسید هیومیک را جهت کاهش اثرات نامطلوب شوری توصیه کرد.
کلید واژگان: تنش شوری, خاک, گیاهان دارویی, مرزه خوزستانی, هیومیک اسیدIn order to reduce the effects of salinity on germination and growth of Khuzestani savory by humic acid, two experiments were performed. The first experiment was done by priming the seeds with zero concentrations, 20, 40 and 60 mg / l of humic acid (H1, H2, H3 and H4, respectively) and germinating them in zero salinity (distilled water), 50, 25, 75 and 100 mM اNaCl (S1, S2, S3, S4 and S5, respectively) in petri dishes. In the second experiment in the greenhouse, humic acid at zero, 10, 20, 30 and 40 mg / kg soil (H1, H2, H3, H4 and H5, respectively) and salinity stress including zero, 50, 25, 75 and 100 mM sodium chloride (S1, S2, S3, S4 and S5, respectively). The results of the first experiment showed that germination percentage and rate were decreased by increasing in salinity, While, germination rate and percentage were improved by humic acid priming. Salinity also decreased the growth characteristics in pot experiment. While humic acid led to the improvement of these growth traits. With increasing salinity, electrolyte leakage increased, but it was reduced by humic acid. The positive results of using humic acid in reducing the harmful effects of salinity, in addition to laboratory (seed priming) were also proven in pots (soil application). Therefore, in general, according to the positive results of this study on improving the germination and growth indices of Khuzestani savory plant, the use of humic acid can be recommended to reduce the adverse effects of salinity.
Keywords: humic acid, Khuzestani savory, medicinal plant, Salinity stress, soil -
ECOPERSIA, Volume:8 Issue: 3, Summer 2020, PP 147 -154Aims
High salt accumulation has severe adverse effects on soil characteristics. Humic acid can improve the soil structure, soil microbial communities, and absorption and maintenance of mineral nutrients. The aim of the present study was to determine the effects of humic acid on some physicochemical and biological soil properties in soils under salt stress.
Materials & MethodsThe experiment was conducted as a factorial based on RCBD design with four replications. The first factor included humic acid in five levels (zero, 10, 20, 30, and 40mg kg-1 soil). The second factor was salinity stress in five levels (0, 25, 50, 75, and 100mM NaCl). The sampling was carried out in two stages, before and after harvest.
FindingsThe results showed that S1H5 treatment had the lowest soil electrical conductivity (EC), soil reaction (pH), bulk density, and population of actinomycetes with average values of 0.26dS m-1, 6.21, 1.12g cm-3, and 516cell g-1 of soil and had the highest fungal and bacterial population with an average of 1525000 and 137500000cell g-1 of soil, respectively.
ConclusionSalt stress has a significant effect on physicochemical and biological soil properties except for the population of actinomyces that their activity was better, at a high level of salinity stress, it had adverse effects on other properties. Although using humic acid improved soil properties. According to the results, using humic acid can be a good solution to reduce the adverse effects of salt stress.
Keywords: Satureja, Soil Salinity, Humic, Cation, Actinomycetes -
ایران با بارندگی 240 میلی متر در سال، جزء مناطق خشک و نیمه خشک جهان می باشد. عدس (Lens culinaris M.) به عنوان یکی از مهمترین بقولات در سرتاسر جهان شناخته شده است. در این تحقیق، سطوح تنش کم آبی شامل آبیاری تا 50 درصد ظرفیت زراعی و 25 درصد ظرفیت زراعی به مدت 7 روز روی گیاهچه های عدس و در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه اعمال شد. پس از اعمال تنش، اندام هوایی و ریشه گیاهان برداشت و بیان ژن های NAC با روش qRT-PCR بررسی شد. آنالیز بیان در سه تکرار بیولوژیکی و دو تکرار تکنیکی صورت گرفت. مقایسه میانگین با آزمون دانکن، تفاوت معنی داری برای هر سه ژن در اندام هوایی نشان داد. در اندام ریشه ژن GmNAC در هر دو تیمار تنش معنی دار شد اما برای ژن های MtNAC و MfNAC فقط در تیمار تنش 25 % با شاهد اختلاف معنی داری مشاهده شد. ژن MfNAC در اندام های هوایی و ریشه افزایش بیان داشت ولی میزان بیان اندام هوایی بیشتر از اندام ریشه بود. در اندام ریشه فقط افزایش بیان در تیمار 25 درصد با شاهد دارای اختلاف معنی داری بود. در اندام هوایی ژن MtNAC هر دو تیمار تنش به یک نسبت افزایش بیان داشتند و در اندام ریشه فقط تیمار 25 درصد با شاهد دارای اختلاف معنی دار بود و افزایش بیان در اندام ریشه به نسبت اندام هوایی کمتر بود. برای ژن GmNAC در اندام هوایی افزایش بیان تیمار 50 درصد تقریبا بیشتر از دو برابر تیمار 25 درصد بود ولی افزایش بیان اندام ریشه برای هر دو تیمار تنش به یک اندازه بود. در مجموع به نظر می رسد ژن های MtNAC و MfNAC در اندام هوایی دارای اهمیت بیشتری باشند. این تحقیق اولین گزارش بررسی بیان ژن های MfNAC، MtNAC و GmNAC در گیاه عدس تحت تنش کم آبی می باشد.
کلید واژگان: تنش کم آبی, عدس, qRT-PCR, ژن NACJournal of Genetics, Volume:14 Issue: 4, 2020, PP 309 -318Iran with rainfall of 240 mm per year belongs to arid and semi-arid regions of the world. Lentil (Lens culinaris M.) is one of the most important legumes around the world. In this study, levels of water stress (including irrigation up to 50% of field capacity and 25% of field capacity) for 7 days were applied on lentil seedlings in a completely randomized design with three replications in greenhouse. After treatment, shoots and roots were harvested and the expression of NAC genes was analyzed using qRT-PCR method. The expression analysis of NAC genes was performed in three biological and two technical replications. The means comparison by Duncan test showed a significant difference among all three gene expressions in the aboveground tissues. The GmNAC expression was significant in both treatments, but for MtNAC and MfNAC genes, significant differences were observed in 25% stress condition compared to control. Although MfNAC expression increased in both shoots and roots, the expression in shoot was much higher than root. In roots, significant differences were observed in 25% stress condition comparing to control. In shoots, expression of MtNAC gene was significantly increased in both stress treatments and in roots, only treatment 25% showed a significant difference with control. The increase in expression in the roots was less than shoot. In shoots, expression of GmNAC gene in the treatment of 50% was higher than treatment of 25% but the increase in expression in the root was same in both stress treatments. In general, MtNAC and MfNAC genes appear to be more important in the shoot. The current study is the first report of expression analysis of MfNAC, MtNAC and GmNAC genes in lentil under water stress conditions.
Keywords: Drought stress, lentil, NAC gene, qRT-PCR
- 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.