فهرست مطالب

فصلنامه ژنتیک نوین
سال پانزدهم شماره 2 (پیاپی 61، تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/09/18
  • تعداد عناوین: 10
|
  • منا بردبار، رضا درویش زاده، مقصود پژوهنده، دانیال کهریزی* صفحات 75-92

    برای مقابله با چالش های فعلی در کشاورزی، ویرایش ژنوم با استفاده از نوکلیازهای اختصاصی محل (SSNs) به عنوان یک ابزار قدرتمند برای تحقیقات زیست شناسی پایه و کاربردی ارایه شده است. در این مقاله، اصول و کاربرد ابزارهای ویرایش ژنوم، از جمله مگانوکلیازها (MN)، نوکلیازهای انگشت روی (ZFNs)، نوکلیازهای افکتور شبه فعال کننده ی رونویسی (TALENs) و تناوب های کوتاه پالیندروم فاصله دار منظم خوشه ای CRISPR/Cas9 توصیف می شود. در این میان؛ CRISPR/Cas9، به عنوان جدیدترین فناوری ویرایش ژنوم، به سرعت در حال توسعه است و با موفقیت در بسیاری از ارگانیسم ها مورد استفاده قرار گرفته است. این مقاله به طور خاص قدرت CRISPR/Cas9 را به عنوان ابزاری برای مهندسی ژنوم گیاهی نشان می دهد و نقاط قوت و ضعف فن آوری CRISPR/Cas9 را در مقایسه با سه ابزار ویرایش مجدد ژنوم، MNs، ZFNs و TALEN تشریح می نماید.

    کلیدواژگان: اندونوکلئاز، ویرایش ژن، CRISPR، Cas9
  • زهرا طلایی، حمید عبداللهی*، بهزاد سرخی، مریم تاتاری، محمد ترکاشوند صفحات 93-101

    درخت به (Cydonia oblonga Mill.) از نظر سازگاری گرده، گونه ای خودسازگار محسوب می شود، لیکن سطوح متفاوتی از خود ناسازگاری در ارقام و ژنوتیپ های آن گزارش شده است. با توجه به عدم بررسی آلل های خودناسازگاری مکان ژنی و تنوع احتمالی آللی این مکان ژنی (S) در درخت به و تاثیر آن در میزان خود ناسازگاری، در این تحقیق به ارزیابی تنوع در مکان ژنی خودناسازگاری، جداسازی، تعیین توالی و ودیعه گذاری اولین آلل خودناسازگاری در شماری از ارقام و ژنوتیپ های بومی این درخت پرداخته شد. آغازگرهای مورد استفاده بر اساس نواحی محافظت شده C1 و C5 مکان ژنی S در گونه های نزدیک مشتمل بر سیب و گلابی طراحی شدند. ژنوتیپ های مورد بررسی مشتمل بر 55 رقم و ژنوتیپ از استان های اصفهان، خراسان رضوی، اردبیل و گیلان بودند و تکثیر این مکان ژنی نشان دهنده تنوع آن در ژنوتیپ ها بود. قطعات تکثیری با طول بین 500 تا 1100 باز در 13 اندازه مختلف در ارقام و ژنوتیپ ها مشاهده شدند که به صورت Sq1 تا Sq13 به صورت مقدماتی کدگذاری شدند. بیش ترین فراوانی آللی مربوط به آلل Sq13 با 7/17 درصد فراوانی و پس از آن آلل Sq4 با 4/14 درصد فراونی بود. تعیین توالی کامل این مکان ژنی در ژنوتیپ KM1 یا به ترش اصفهان ضمن تشخیص اولین آلل خودناسازگاری این گونه که به صورت S1 (MF281258) نام گذاری و ودیعه گذاری شد، بیانگر بالاترین شباهت این آلل با دو آلل خودناسازگاری S6 گونه سیب Malus domestica Borkh. و آلل Ss (S111) گونه گلابی Pyrus communis L. به ترتیب با 94 و 93 درصد شباهت نوکلیوتیدی بود.

    کلیدواژگان: آلل S، خودسازگاری، تنوع آللی، پیشرانه، درختان میوه دانه دار
  • هنگامه مرادی*، عبدالله محمدی سنگ چشمه، سیم زر حسین زاده، سید داوود شریفی، احسان سید جعفری اولیائی نژاد، عبدالرضا صالحی صفحات 103-110

    اسید اورسولیک یک ترکیب طبیعی تری ترپن پنتا سیکلیک است که در گل ها و میوه ها و همچنین در برخی گیاهان دارویی همانند نعناع و ریحان و مرزه یافت می شود و روی ماهیچه اسکلتی تاثیر می گذارد. در این مطالعه اثر اسید اورسولیک بر سلول هایC2C12  و سلول های ماهواره ای (SC) جدا شده از جوجه های بومی یک روزه مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا  سلول ها با استفاده از روش pre-plating کشت داده شدند. سپس، برای تعیین دوز مناسب اسید اورسولیک از تکنیک MTT استفاده شد. برای بررسی بیان ژن های دخیل در تکثیر و تمایز سلول های ماهواره ای از تکنیک qRT-PCR استفاده شد. تصاویر میکروسکوپی و نتایج تکنیک فلوسیتومتری با استفاده از آنتی بادیPAX7 ، ماهیت سلول های ماهواره ای رو تایید کرد. نتایج نشان داد که اسید اورسولیک در غلظت 00025/0 میلی گرم در میلی لیتر، بیان ژن های دخیل در تکثیر و تمایز سلول های ماهواره ای نظیر PAX7، MyoD و Myogenin را افزیش داد (p<0/05). با توجه به نتایج این آزمایش، اسید اورسولیک با افزایش بیان ژن های PAX7، Myogenin و MyoD موجب هیپرتروفی عضله در جوجه های بومی می شود. درنتیجه، می توان استفاده از اسید اورسولیک را به عنوان یک مکمل غذایی برای بهبود رشد جوجه های بومی پیشنهاد کرد.

    کلیدواژگان: اسید اورسولیک، سلول های ماهواره ای، جوجه های بومی، هیپرتروفی ماهیچه اسکلتی
  • اکرم نصیری، شاهرخ کاظم پور اوصالو*، بهنام حمزهء، جفری ام. سرلا، راجر دی. بول صفحات 111-121

    تبارزایی کمپلکس Bromus pectinatus از بخشه Bromus و خاستگاه دورگه ای بین بخشه ای آن ها با استفاده از داده های کلروپلاستی matK و ترکیب داده های هسته ای ETS و  ITSمورد بررسی قرار گرفت. 37 تاکسون شامل سه برون گروه (Hordeum marinum, Triticum turgidum, Littledalea alaica) و 34 تاکسون از سرده Bromus به عنوان درون گروه انتخاب شدند. روابط تبارزایشی بین گونه ای با استفاده از استنباط بیزی و روش بیشینه درست نمایی بازسازی شدند. در این مطالعه بخشه های Bromus و Genea در درختان هسته ای و کلروپلاستی چندنیایی هستند. داده های مولکولی هسته ای و کلروپلاستی در ارتباط با بخشه های Bromus و Genea به علت جایگاه گونه هایB. gedrosianus  وB. pulchellus از کمپلکس B. pectinatus و گونه های B. oxyodon و B. sewerzowii ناسازگار هستند و از خاستگاه دورگه ای این گونه ها بین دو بخشه Bromus و Genea پشتیبانی می کند. درختان مولکولی از خاستگاه دورگه ای کمپلکس B. pectinatus از گونه B. japonicus به دلیل قرار گیری آن ها در کلادهای مجزا حمایت نمی کند. ارتباط میان گونه های B. sterilis و B. tectorum با کمپلکس B. pectinatus براساس داده های کلروپلاستی تایید می شود.

    کلیدواژگان: کمپلکس Bromus pectinatus، دورگ گیری، تبارزایی، داده های مولکولی
  • حمید غیاث الدین، نقی شعبانیان*، محمدرضا کاووسی، رضا طالبی، وحیده پیام نور صفحات 123-136

    پروانه جوانه خوار بلوط(Tortrix viridana L.)  به عنوان زیان بارترین آفت درختان بلوط در جنگل های زاگرس، از طریق تغذیه از جوانه های زایای درختان خسارت سنگینی به بلوط ها وارد می کند. با وجود اهمیت کنترل آن، در رابطه با ساختار جمعیتی و تنوع ژنتیکی این آفت در سطح DNA اطلاعات کمی در دسترس است. در این مطالعه تنوع و ساختار ژنتیکی 16 جمعیت (شامل 105 ژنوتیپ) با استفاده از دو نشانگر ژنتیکی ISSR و RAPD تجزیه و تحلیل شد. با استفاده از 10 آغازگر از نشانگر ISSR در مجموع 127 نوار قابل امتیازدهی با میانگین 7/12 نوار برای هر نشانگر بدست آمد که از مجموع این نوارها تعداد 121 نوار (95 درصد) نوارهای تشکیل شده چندشکل بودند. همچنین از هشت آغازگر RAPD نیز 105 نوار با میانگین 1/13 نوار در هر آغازگر و با مجموع 99 نوار چندشکل (93 درصد) تکثیر شد. ضریب تمایز ژنتیکی بین جمعیتی (ΦSt) برآورد شده از دو نشانگر ISSR و RAPD به ترتیب برابر با 26/0 و 18/0 بود. تجزیه واریانس مولکولی داده های دو نشانگر ISSR و RAPD نشان داد که بخش عمده تنوع ژنتیکی کل مشاهده شده ناشی از تنوع ژنتیکی درون جمعیت ها است. جریان ژنی برآوردشده بین جمعیت ها بر اساس نشانگر ISSR 461/0، و بر اساس نشانگر RAPD 527/0 بود که نشان دهنده جریان ژنی ضعیفی بین جمعیت هاست. دندروگرام UPGMA مبتنی بر هر دوی سیستم های نشانگری استفاده شده جمعیت های مورد مطالعه را بدون هیچ رابطه مشخصی با فاصله جغرافیایی آنها در خوشه های مجزا گروه بندی کرد. اطلاعات این مطالعه می تواند برای پایه ریزی استراتژی های مدیریت یکپارچه این آفت در جنگل های زاگرس سودمند باشد.

    کلیدواژگان: پروانه جوانه خوار بلوط، توالی های تکراری ساده میانی، چندشکلی، نشانگر ژنتیکی، Tortrix
  • ساناز رمضانپور*، فهیمه چرکزی، حسن سلطانلو صفحات 137-147

    خشکی یکی از مهم ترین تنش های غیرزنده در تولید محصولات کشاورزی می باشد که هر ساله خسارت های زیادی به گیاهان زراعی مخصوصا گندم وارد می نماید. مقاومت به خشکی صفتی پیچیده است که به صورت چند ژنی کنترل می شود و گواهی بر پیچیدگی اصلاح این صفت زراعی مهم می باشد. تاکنون روش های زیادی برای اصلاح گیاهان به تنش خشکی به کار گرفته شده است. در این میان پرتوتابی رهیافت مناسبی برای بهبود سطح تنوع ژنتیکی در کوتاه مدت به نظر می رسد. مطالعات بسیاری نشان می دهد که بیان اکثر ژن ها در شرایط متغیر محیطی مبتنی بر کنترل ترکیبی چند فاکتور رونویسی و اتصال آنها به عناصرموجود در ناحیه ی پروموتر است. لذا در مطالعه ی حاضر توالی یابی کامل یکی از ژن های دخیل در تخریب پروتئین ها (26sP7) برای اولین بار، با روش پیمایش ژنومی، بررسی توالی پروموتر ژن با استفاده از نرم افزارهای NEW PLACE و Plant CARE و همچنین بررسی الگوی بیان ژن با روش QRT-PCR در گندم رقم طبسی (حساس به خشکی) و لاین موتانت آن T-65-58-8 (نیمه متحمل به خشکی) تیمار شده با اشعه ی گاما، طی تنش خشکی اعمال شده با PEG در سطح 5/0 مگاپاسکال در مرحله ی گیاهچه ای انجام شد. بیان ژن26sP7  در لاین نیمه متحمل موتانت و رقم حساس طبسی طی تنش خشکی افزایش یافته است. در لاین موتانت در تیمار سه ساعت پس از اعمال تنش، به حداکثر میزان تظاهر رسیده است. در رقم طبسی، با شروع تنش خشکی میزان بیان این ژن افزایش یافته، تااینکه در 48 ساعت پس از اعمال تنش به حداکثر میزان خود رسیده است. الگوی بیان ژن در رقم طبسی نشان دهنده ی افزایش بیان ژن در تمامی تیمارهای تنش می باشد که احتمالا نشان دهنده تخریب پروتئین ها طی تمامی تیمارها و دلیل بر حساس بودن این رقم می باشد. بررسی توالی پروموتر این ژن حاکی از وجود درصد بالایی از عناصر تنظیم کننده ی همسوساز طی تنش خشکی و دهیدر اسیون سلولی مانند عناصر پاسخ دهنده به کم آبی (DRE)، جایگاه اتصال پروتئین های (MYB) و(MYC) ، عناصر پاسخ دهنده به اسیدآبسیزیک (ABRE) ، پاسخ دهنده به نور(GT) ، عناصر تنظیم کننده ی رونویسی ژن مانند جعبه ی TATA و جعبه ی CAAT بود. بنابراین، افزایش بیان این ژن طی تنش خشکی را می توان احتمالا به جایگاه های اتصال فاکتورهای رونویسی که طی تنش خشکی موجب بیان این ژن می شود، نسبت داد.

    کلیدواژگان: بیان ژن، توالی یابی، خشکی، شناسایی پروموتر، گندم
  • آسا ابراهیمی*، مهران غلامی، جواد مظفری، محمدرضا بی همتا، مهدی رهایی صفحات 149-160

    لوبیا، یکی از حبوبات غنی از پروتئین است که در اثر بیماری با قارچ خاک زاد Sclerotium rolfsii، دچار پوسیدگی طوقه و کاهش شدید عملکرد می شود. زراعت لوبیا در گیلان، عمدتا به کشت بهاره و تابستانه نوعی لوبیای محلی پاکوتاه با رگه های قرمز و سرمه ای بر روی دانه، اختصاص دارد. 30 لاین انتخابی لوبیا محلی گیلان، با بیماری زاترین جدایه S. rolfsii تحت آلوده سازی مصنوعی در گلخانه قرار گرفتند. در این بررسی شاخص شدت بیماری (DSI) و صفات مورفولوژیک مرتبط با واکنش به قارچ اندازه گیری شدند. از 8 نشانگر اختصاصی SCAR پیوسته با مقاومت به بیماری قارچی لوبیا نیز برای ارزیابی تکمیلی استفاده شد. تغییرات بیان سه ژن دفاعی کیتیناز (Chiti)، چالکون ایزومراز (ChI) و فنیل آلانین آمونیالیاز-3 (PAL-3) با کمک RT-PCR در لاین های منتخب از هر یک از گروه های مقاوم، متحمل و حساس ، با فواصل 2، 4 و 6 روز پس از آلوده سازی مصنوعی با قارچ S. rolfsii مورد ارزیابی قرار گرفت. غربالگری ژنوتیپ ها با استفاده از داده های گلخانه و نشانگرهای SCAR، منجر به تفکیک ژنوتیپ ها و شناسایی 1 مقاوم، 21 متحمل و نیمه حساس و 8 ژنوتیپ کاملا حساس گردید. نتایج نشان داد، ژن Chiti با افزایش تدریجی بیان در طی زمان در لاین های مقاوم و متحمل، روند مشابهی داشت، هرچند که میزان بیان در مقاوم ها بیش از متحمل ها بود. اگرچه بیان ژن های ChI و PAL-3 نیز در ژنوتیپ های مقاوم روند افزایشی داشت، ولی تغییرات بیان با گذشت زمان مانند روند ژن Chiti نبود. لذا ژن Chiti می تواند عامل اصلی مقاومت به قارچ S. rolfsii در لوبیا محلی گیلان باشد.

    کلیدواژگان: لوبیای محلی گیلان، اسکلروتیوم رولفسی، کیتیناز، چالکون ایزومراز، فنیل آلانین آمونیا لیاز
  • حمیدرضا جهانتیغ، عباسعلی امام جمعه*، محمود سلوکی، فروزان حیدری صفحات 161-170

    انگور یاقوتی سیستان، زودرس ترین انگور در ایران می باشد و هر ساله محصول آن در اواخر اردیبهشت و اوایل خرداد برداشت می شود. زودرس بودن انگور یاقوتی یک صفت مطلوب است. چرا که محصول، پیش از آغاز بادهای گرم و خشک 120 روزه سیستان و گرمای شدید تابستان برداشت می شود. در این تحقیق الگوی بیانی ژن های  Chalcone Synthase و  ABA-8′ Hydroxylase به عنوان فاکتورهای رونویسی دخیل در فرآیند زودرسیدن انگور یاقوتی سیستان، با استفاده از نمونه های برگی ارقام زودرس (یاقوتی قرمز و یاقوتی سفید) و ارقام دیررس (فخری و چشم گاوی) و رقم شاهد میان رس سنگی در دو مرحله نموی خوشه انگور پر شدن حبه ها و رسیدگی حبه ها) با استفاده از روش واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده از تغییرات بیانی ژن های مورد مطالعه، برای هر دو ژن الگوی بیانی معنی داری را در ارقام زودرس نسبت به ارقام دیررس در مراحل نموی خوشه انگور نشان دادند. نتایج نشان دادند که ژن Hydroxylase ABA-8′  یک عامل رونویسی دخیل در زودرسیدن انگور یاقوتی سیستان می باشد و ژن   Chalcone Synthase نقش موثر در فرآیند رسیدگی و تغییر رنگ حبه ها ایفا می نماید.

    کلیدواژگان: کالکون سنتاز، اسید آبسیزیک '8-هیدروکسیلاز، انگور، زود رسی، عوامل رونویسی، واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی
  • هانیه شهرکی، نفیسه مهدی نژاد*، براتعلی فاخری، فاطمه حدادی صفحات 171-181

    گیاه کنگرفرنگی خاردار (Cynara cardunculus L) یک گیاه علفی دیپلویید و چند ساله می باشد. قند کنگر فرنگی فروکتان می باشد که کمترین اثر بر قند خون را دارد و از این نظر برای دیابتی ها بسیار مفید می باشد. هدف از تحقیق حاضر جدا سازی، شناسایی و ارزیابی بیان نسبی ژن فروکتان 1-اگزوهیدرولاز (FEH1) در گیاه کنگر فرنگی بود. در راستای شناسایی و ارزیابی روند تکامل مولکولی ژن FEH1 از نمونه های برگی گیاه کنگر فرنگی خاردار   DNA استخراج و پس از تکثیر توسط تکنیک   PCRتوالی یابی گردید .همچنین جهت بررسی اثرات شوری، نانو ذرات نقره سنتز سبز و سالسیلیک اسید بر تغییر بیان نسبی ژن FEH1، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه اجرا شد. الگوی بیان نسبی این ژن به روش Real Time PCR سنجیده شد. نتایج تجزیه وتحلیل توالی های نوکلیوتیدی ژن FEH1 نشان داد که بیشترین فراوانی متعلق به باز گوانین (56/31) و کمترین فراوانی مربوط به باز تیمین (4/12) می باشد. همچنین نتایج تست Neutrality انتخاب جهت دار بر روی این ژن را در طول تکامل نشان داد. بررسی فیلوژنتیکی توالی ژن FEH-1 و مقایسه آن با سایر توالی های مشابه در گیاهان مختلف، ثابت کرد که میزان شباهت در میان توالی های مورد مطالعه بالاست (بالای نود درصد) و گیاهان از نظر فاصله ژنتیکی با همدیگر اختلاف ناچیزی دارند. نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثر متقابل غلظت های اسید سالسیلیک و شوری نشان داد که کاربرد تیمار 12 دسی زیمنس بر متر شوری به تنهایی باعث افزایش معنی دار بیان ژن FEH1 در سطح احتمال یک درصد شده است. کاربرد اسید سالسیلیک تواما با شوری باعث تعدیل اثرات شوری و همچنین کاهش بیان ژن FEH1 شد. همچنین نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثر متقابل غلظت های اسید سالسیلیک و نانو نقره نشان داد که در تیمار  200 و 400 میلی مولار اسید سالسیلیک با 40میلی مولار نانو نقره در سطح احتمال 1 درصد بیان ژن FEH1 در گیاه کنگر فرنگی افزایش معنی داری داشته است. مشخصا در این گیاه معلوم شد که هم از نظر میزان بیان و هم از نظر شدت بیان ژن FEH1 استعداد بالایی جهت تمرکز روی آن جهت افزایش قندهای محلول و نهایتا افزایش تحمل گیاه به تنش شوری وجود دارد.

    کلیدواژگان: کنگر فرنگی خاردار، اسید سالسیلیک، نانو نقره، تکامل، روابط فیلوژنی، توالی یابی
  • نینا مستور طهرانی، علیرضا طالعی*، ناصر فرخی، محمدرضا نقوی، مهدی غفاری صفحات 183-189

    روغن های خوراکی یکی از کالاهای اساسی موجود در سبد غذایی مردم می باشند و حفظ پایداری اکسیداتیو آن ها جهت افزایش عمر انبارداری و ارتقای ارزش کیفی و تغذیه ای محصول از اهمیت ویژه ای برخوردار است. دستیابی به این هدف توسط افزایش محتوای آنتی اکسیدان های طبیعی نظیر توکوفرول ها از طریق مهندسی متابولیک ژن های کدکننده آنزیم ها و فاکتورهای رونویسی کلیدی دخیل در مسیر بیوسنتز توکوفرول محقق می شود. هدف از پژوهش حاضر، شناسایی فاکتورهای رونویسی متناظر با موتیف های حفاظت شده موجود در توالی پروموتری ژن گاما توکوفرول متیل ترنسفراز (VTE4) به عنوان یک گلوگاه محدودکننده در مسیر بیوسنتز توکوفرول در گیاه مدل Arabidopsis thaliana با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیکی می باشد. بر اساس نتایج حاصل، فاکتورهای رونویسی یافت شده عمدتا متعلق به خانواده های هومیودومین (4/24 درصد)، bZIP (1/17 درصد)، SANT/MYB (6/14 درصد)، K-box (2/12 درصد)، MADS-box (2/12 درصد) و MYB (2/12 درصد) بودند. علاوه بر این، تحلیل عملکرد فاکتورهای رونویسی حاصله ارتباط معنی دار میان بیوسنتز توکوفرول، پاسخ به تنش های غیرزنده و مسیرهای سیگنال دهی هورمونی به خصوص آبسیزیک اسید و جیبرلیک اسید را نشان داد. از طرف دیگر، نقش محرک های نوری، به ویژه نور قرمز و مادون قرمز و اجزای مسیر سیگنال دهی نوری در القای بیان فاکتورهای رونویسی مرتبط با ژن VTE4 به وضوح مشاهده گردید.

    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، توکوفرول، فاکتورهای رونویسی، گاما توکوفرول متیل ترنسفراز، مسیر سیگنال دهی نوری
|
  • Mona Bordbar, Reza Darvishzadeh, Maghsoud Pazhouhandeh, Danial Kahrizi* Pages 75-92

    Sequence-specific nucleases (SSNs) has been proposed as a powerful tool for basic and applied plant biology researches and seems to be an effective method for resolving current issues in agriculture. Here, we describe the principle and application of available genome editing tools, including meganucleases (MN), zinc finger nucleases (ZFNs), transcription activator-like effector nucleases (TALENs) and the clustered regularly interspaced short palindromic repeat-associated CRISPR/Cas9 system. Among these; CRISPR/Cas9 is the most recently characterized and rapidly developed genome editing technology, and has been successfully utilized in a wide variety of organisms. This review specifically illustrates the power of CRISPR/Cas9 as a tool for plant genome engineering and describes the strengths and weaknesses of the CRISPR/Cas9 technology compared to two well-established genome editing tools, ZFNs and TALENs.

    Keywords: CRISPR, cas9, Endonuclease, Genome editing
  • h.abdollahi* Pages 93-101

    Quince (Cydonia oblonga Mill.) is considered as a self-compatible species, but some levels of self-incompatibility also have been reported in its cultivars and genotypes. Therefore in this research allelic diversity, isolation and deposition of alleles has been considered in some indigenous quince cultivars and genotypes of Iran. The primes were designed according to the C1 to C5 conserved regions of apple and pear species. 55 genotypes, cultivars and related species of quince were evaluated and amplification of this locus demonstrated various band lengths between 500 to 1100 bp with 13 various sizes. After partial sequencing, these bands primarily were coded as Sq1 to Sq13, but the frequency of two putative alleles, Sq13 and Sq4 where higher than other respectively with 17.7 and 14.4%. Sequencing of the first self-incompatibility allele (S1) in KM1 genotype or cultivar Torsh Esfahan revealed the highest homology of this allele with S6 of apple species Malus domestica Borkh. and Ss (S111) of pear species Pyrus communis L., respectively, with 94 and 93 of nucleotide similarity.

    Keywords: S allele, Self-incompatibility, Allele diversity, Promoter, Pome fruits
  • Hengameh Moradi*, Abdollah Mohammadi Sangcheshme, Simzar Hosseinzadeh, Seyed Davoud Sharifi, Ehsan Seyed Jafari, Abdoalreza Salehi Pages 103-110

    Ursolic acid is a natural compound of tryptophan pentacyclic which is found in flowers and fruits, as well as in some medicinal plants such as mint, basil, savory. In this study, the effect of ursolic acid on C2C12 cells and satellite cells (SC) which are isolated from native day-old chicks was investigated. First, the cells were cultured using the pre-plating method. Then, to determine the appropriate dose of ursolic acid, the MTT technique was used. Also, qRT-PCR technique was used to investigate the expression of genes involved in the proliferation and differentiation of satellite cells. Data were analyzed using SPSS software, the independent t-student test was used for mean comparison between the treated and control groups.  Microscopic images and the results of the flow cytometry technique using PAX7 antibodies confirmed the nature of satellite cells. Also, the results have been illustrated  that ursolic acid at a concentration of 0.00025 mg / ml significantly increased the expression of genes involved in the proliferation and differentiation of satellite cells, including PAX7, MyoD and Myogenin (p <0.05). Ursolic acid appears to increase muscle hypertrophy in native chickens through increasing the expression of the PAX7, Myogenin and MyoD genes. As a result, ursolic acid can be suggested as a suitable material for improving the growth in native chickens.

    Keywords: ursolic acid, satellite cells, native chickens, skeletal muscle hypertrophy
  • Akram Nasiri, Shahrokh Kazempour Osaloo*, Hamzeh’Ee Behnam, Jeffery M. Saarela, Roger D. Bull Pages 111-121

    Phylogenetic relationships of Bromus pectinatus complex and its intersectional hybrid origin were studied using nrDNA ITS and ETS and, plastid matK datasets. A total of 37 taxa representing three outgroups (Hordeum marinum, Triticum turgidum, Littledalea alaica) and 34 taxa of Bromus species were included in phylogenetic analyses. Phylogenetic interspecies relationships were constructed by Bayesian and likelihood analysis. On the basis of the present study, sects. Genea and Bromus were not monophyletic. The plastid and nuclear ribosomal data indicated incongruency related to sects. Bromus and Genea due to the position of B. gedrosianus and B. pulchellus (B. pectinatus complex) as well B. oxyodon and B. sewerzowii, supporting intersectional hybrid origins for these species. Molecular trees didn’t support the hybrid origin of B. pectinatus complex from B. japonicus because of their placement in separated clades. Plastid data were confirmed relationship between B. sterilis and B. tectorum with B. pectinatus complex.

    Keywords: Bromus pectinatus complex, hybridization, phylogeny, molecular Data
  • Hamid Ghiasoddin, Naghi Shabanian*, MohammadReza Kavoosi, Reza Talebi, Vahideh Payamnoor Pages 123-136

    Tortrix viridana L., commonly known as green oak leaf roller, is a major harmful herbivorous pest for oak forests that cause severe yield loss via almost complete defoliation during the pest outbreak in spring. In spite of importance of controlling this pest , little is known about the population structure and DNA-based genetic diversity of this pest in Iran. In this study, genetic structure and diversity of 105 genotypes representing 16 populations of Tortrix viridana from North-Zagros forests was studied using inter simple sequence repeats (ISSR) and Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) markers. Ten ISSR primers amplified a total of 127 bands of which 121 were polymorphic. Also, eight RAPD primers produced a total of 105 fragments with 105 polymorphic bands. Estimated coefficient of inter-population genetic differentiation (ΦST) based on ISSR and RAPD primers were 0.26 and 0.18 respectively. Molecular analysis of variance (AMOVA) showed that most of the total revealed genetic diversity distributed within populations than between populations for both marker systems. The gene flow estimate (Nm) among populations was 0.461 (ISSR) and 0.527 (RAPD), suggesting restricted gene flow, the poulations are not genetically distinct. These findings could provide important information on the population genetic diversity of this destructive pest, which can be suitable in designing effective strategies for integrative management of this pest in Zagros forests.

    Keywords: Green oak leaf roller, Inter Simple Sequence Reapeats, Polymorphism, Genetic marker, Tortrix
  • Sanaz Ramezanpour*, Fahimeh Charkazi, Hassan Soltanloo Pages 137-147

    Drought is one of the most important abiotic stresses in agriculture, which limit crops production. Drought tolerance is a complicated trait that is controlled by polygenes, which is expresses the difficulty of breeding of drought tolerance. Variety of strategies has been used to improve this trait in crops, including traditional selection methods and genetic engineering. In this case, irradiation is an appropriate approach for improving the level of genetic variation in a short time. Many studies show that the expression of most genes in environmentally variable conditions is based on the combination control of several transcription factors and their binding to the elements in the promoter. Therefore sequencing of one of the genes involved in the degradation of proteins (26Sp7) using genome sequencing, sequencing of promoter using NEW PLACE and plantCARE software, And the expression pattern 26Sp7 in mutant line T-65-58-8 (semi-drought tolerant) derived from Tabasi (drought-sensitive) radiated with gamma rays in seedling stage during drought stress by QRT-PCR were studid. The expression of the 26Sp7 in Tabasi and mutant showed an increase in all stress treatments. So, in the mutant line, it has peaked in 3 hours after start of stress. On the other hand, in Tabasi, with the onset of drought stress, the expression of this gene increased, until it reached maximum in 48 hours after stress. The expression in the Tabasi showed an increase in gene expression in all stress treatments, which in turn probably indicates the destruction of proteins in drought stress treatments, which also verified the sensitivity of this variety. on the other hand, the promoter sequences of this gene indicate regulatory elements during drought stress such as dehydration responsive elements (DRE) and the binding site of MYB and MYC proteins and abcisic acid responsive elements (ABRE) and responded to light (GT) and gene transcription regulator elements such as the TATA box and the CAAT box. Thus, the increased expression of this gene during drought stress may be attributed to the binding sites of transcription factors that cause this gene expression during drought.

    Keywords: Drought, Gene expression, Promoter analysis, sequencing, Wheat
  • Asa Ebrahimi*, Mehran Gholami, Javad Mozafari, MohammadReza Bihamta, Mahdi Rahaie Pages 149-160

    Bean is one of the protein-rich legumes that can cause collar rot and severe loss of yield due to Sclerotium rolfsii. Bean cultivation in Guilan is mainly devoted to spring and summer cultivation date of some kind of dwarf local beans with red and red veins on the seeds. The 30 selected local beans in Guilan, with the most pathogenic strain of S. rolfsii, were subjected to artificial infection in the greenhouse. Disease Severity Index (DSI) and morphological traits associated with the reaction to the fungus were measured. Eight linked SCAR markers with resistance to bean fungal disease were also used for additional evaluation. Expression changes of the three defense genes including of chitinase (Chiti), chalcone isomeras (ChI), and phenylalanine ammonia lyase (PAL) were analyzed using Real -time PCR in selected lines from each of the resistant, tolerant and sensitive groups, with intervals. They were evaluated at 2, 4 and 6 days after artificial infection with S. rolfsii fungus. Statistical analysis and screening of genotypes using greenhouse data and SCAR markers led to the separation of genotypes and the identification of one resistant, 21 tolerant and semi-susceptible and 8 fully sensitive genotypes. The results showed that the Chiti gene had a similar trend with a gradual increase in expression over the time in resistant and tolerant lines, although the rate of expression in resistant was higher than tolerances. Although the expression of ChI and PAL genes was increasing in resistant genotypes, the expression changes over the time were not the same as the Chiti gene trend. Therefore, the Chiti gene may be a major factor in the resistance of S. rolfsii fungi to local beans in Guilan.

    Keywords: Chalcone isomerase, Chitinase, Guilan local bean, Phenylalanine ammonia-lyase, Sclerotium rolfsii
  • Hamidreza Jahantigh, Abbasali Emamjomeh*, Mahmood Solouki, Forouzan Heidari Pages 161-170

    The Yaghoot grape of Sistan is the earliest grape cultivar in Iran and its product is harvested at the end of May. The early ripening in grape is a desirable trait, because the product will be harvested before starting the warm and dry 120-day winds so it can escape the Sistan heat season. In this study, the expression pattern of two genes, Chalcone Synthase and ABA-8′ Hydroxylase, as transcription factors involved in the early ripening process of Yaghooti grape cultivar were investigated during different developmental stages. The leaf samples related to early ripening cultivars Red and White Yaghooti and late cultivars Fakhri and Cheshm-e-gavi and Sangi intermediate cultivar  as control treatment were studied during two development stages of grape clusters (filling and ripening the berries) using Real-time PCR method. The results of the expression changes of the studied genes showed a meaningful expression pattern in early cultivars compared by late cultivars during differnet developmental stages in grape clusters. The findings indicated that the ABA-8′ Hydroxylase gene was a transcription factor involved in the early ripening of the Sistan Yaghooti grape cultivar, and the Chalcone Synthase gene are playing an important role in ripening and changing the color of the berries.

    Keywords: Chalcone Synthase, ABA-8′ Hydroxylase, Early ripening, Real Time PCR, Transcription Factor, vitis vinifera
  • Hanieh Shahraki, Nafiseh Mahdi Nezhad*, Baratali Fakheri, Fatemeh Haddadi Pages 171-181

    Cynara cardunculus L is a diploid herbaceous plant and perennial. Artichoke sugar is a fructan that has the least effect on blood sugar and is very useful for diabetics in this regard. The aim of this study was to isolate, identify, and evaluate the relative expression of the fructan 1-exhohydrolase gene (FEH1) gene in the artichoke plant. In order to identify and evaluate the molecular evolution of FEH1 gene, DNA was extracted from leaf samples of artichoke and after amplification was sequenced by PCR technique. Also in order to investigate the effects of salinity, silver nanoparticles of green synthesis and salicylic acid on the change of relative expression of FEH1 gene, an experiment was performed as a factorial in a completely randomized design in a greenhouse. The relative expression pattern of this gene was measured by Real Time PCR. The results of analysis and analysis of nucleotide sequences of the FEH1 gene showed that the highest frequency belonged to Guanin (31.56) and the lowest frequency belonged to Tymien base(12.4). The results of the Neutrality test also showed a directional choice on this gene during evolution. A phylogenetic study of the FEH-1 gene sequence and its comparison with other similar sequences in different plants proved that the similarity between the studied sequences was high(more 90%) and the plants were slightly different from each other in terms of genetic distance. The results of comparing the mean interactions of salicylic acid and salinity concentrations showed that the application of 12  ds m-1of salinity alone significantly increased the expression of FEH1 gene at the probability level of one percent. The use of salicylic acid in combination with salinity moderated the effects of salinity and also reduced FEH1 gene expression. Also, the results of comparing the average interaction of salicylic acid and nano silver concentrations showed that in the treatment of 200 and 400 mM salicylic acid with 40 mM nano silver at the probability level 1% expression of FEH1 gene in artichoke plant increased significantly. Clearly, it was found that both in terms of expression and expression intensity of FEH1 gene, there is a high potential to focus on increasing soluble sugars and ultimately increase plant tolerance to salinity stress in artichoke .

    Keywords: Cynara cardunculus L, salicylic acid, nanosilver, evolution, phylogenetic relationships, sequencing
  • Nina Mastour Tehrani, Alireza Taleei*, Naser Farrokhi, MohammadReza Naghavi, Mahdi Ghaffari Pages 183-189

    Edible oils are one of the essential commodities in the food basket of the people. Maintaining oil oxidative stability to extend shelf life and enhance the quality and nutritional value of the product is particularly important. This is achieved by increasing the content of natural antioxidants such as tocopherols as additives or by modifying their content and composition in oilseed plant through metabolic engineering of key enzymes or transcription factors involved in tocopherol biosynthesis. The present study aimed to identify transcription factors corresponding to conserved motifs in the promoter regions of VTE4 and its orthologous genes as a limiting bottleneck in tocopherol biosynthesis using bioinformatics tools. The results showed that the transcription factors mainly belonged to hemodomain-like (24.4%), bZIP (17.1%), SANT / MYB (14.6%), K-box (12.2%), MADS-box (12.2%) and MYB (12.2%) families. Furthermore, functional analysis of transcription factors indicated a significant interaction between response to abiotic stresses, hormone signaling pathways, especially abscisic acid and gibberellic acid, and the tocopherol biosynthesis pathway. On the other hand, the prominent role of light stimuli, in particular, red and infrared light, and light signaling pathway components was observed in the induction of expression of VTE4’s transcription factors.

    Keywords: Antioxidants, Gamma tocopherol methyl transferase, Light signaling pathway, Tocopherols, Transcription factors