مجله بیوتکنولوژی کشاورزی
سال هفتم شماره 4 (پیاپی 20، زمستان 1394)

گل میمونی بیابانی یک دارویی مهم متعلق به خانواده Scrophulariaceae است. تحقیقات نشان داده است که عصاره این گیاه دارای خواص ضد دیابتی و ضد سرطانی است. این گونه منبع با ارزشی از ترکیبات فعال بیولوژیکی مخصوصا گلیکوزیدهای ایروئیدی و فلاونوئیدها است. سیستم ریشه مویین می-تواند برای تولید درون شیشه ای ترکیبات با ارزش دارویی استفاده شود. در این تحقیق، ریشه های مویین تراریخته در گل میمونی بیابانی بواسطه تلقیح با باکتری Agrobacterium rhizogenes سویه A13 تولید شدند. تاثیر ریزنمونه های مختلف (گیاهچه بدون ریشه چه، کوتیلدون و برگ) تهیه شده از گیاهچه های درون شیشه ای با سنین مختلف (10، 18، 25، 50 و 72 روزه) در 3 زمان مختلف تلقیح (5، 15 و 30 دقیقه) بر کارآیی القاء ریشه مویین مورد بررسی قرار گرفت. حداکثر تعداد ریشه های مویین (33/22 ریشه در هر ریزنمونه) در ریزنمونه های گیاهچه ای 18 روزه تلقیح شده با باکتری به مدت 5 دقیقه حاصل شد. تایید تراریختی ریشه های مویین بوسیله PCR با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن های rolA و rolB انجام گرفت. برای تعیین محیط کشت مناسب برای رشد بهینه ریشه های مویین، دو لاین G و H در چهار محیط کشت مختلف(MS،MS 1⁄2، B5 و PGoB) کشت شدند. نتایج نشان داد که MS بهترین محیط کشت برای افزایش زیست توده ریشه های مویین است. لاین H بیشترین زیست توده (33/16میلی گرم در 30 میلی لیتر محیط کشت) را بعد از 4 هفته کشت تولید کرد. سیستم ریشه مویین ایجاد شده در این مطالعه می تواند برای بررسی تولید متابولیت های مهم دارویی گل میمونی بیابانی استفاده گردد.

گندم یکی از مهمترین غلات تامین کننده نیازهای غذایی انسان در کشورهای مختلف جهان، بخصوص کشورهای در حال توسعه است. بلایت فوزاریومی سنبله گندم یکی از بیماری های رایج و آسیب رسان به این محصول است که عامل این بیماری قارچ Fusarium graminearum می باشد. این بیماری علاوه بر تاثیر منفی بر روی عملکرد محصول، با تولید مایکوتوکسین های خطرناکی نظیر توکسین دی اکسی نیوالنول (DON ) بر روی کیفیت دانه های تولیدی نیز اثرات منفی می گذارد و خطراتی را برای سلامتی انسان و دام در پی دارد. ایجاد تغییر شیمیایی در ساختار توکسین DON می تواند از تجمع این توکسین درون دانه بکاهد. ژن AYT1 کدکننده یک آنزیم استیل ترانسفرازی بوده و در کاهش سمیت توکسین DON نقش دارد. در این تحقیق گیاهان نسل دوم گندم تراریخته حاوی این ژن، جهت بررسی تلفیق پایدار و بیان مناسب ژن انتقال یافته با استفاده از روش های مولکولی شامل PCR، RT-PCR و روش دورگه سازی سادرن مورد آنالیز قرار گرفتند. نتایج به دست آمده حاکی از حضور پایدار و بیان مناسب ژن AYT1 در اکثر گیاهان نسل دوم گندم تراریخته مورد بررسی بود. واکنش RT-PCR از روی RNA استخراج شده در گیاهان تراریخته، نشان دهنده رونویسی ژن در سطح RNA در 23 لاین از گیاهان مورد مطالعه بود. نتایج آنالیز دورگه سازی سادرن جهت بررسی تعداد نسخه های ژنی ورودی در گیاهان تراریخته مورد بررسی، حاکی از ورود بیش از یک نسخه از ژن AYT1 در برخی از لاین های مورد بررسی بود.

گل گلایل (Gladiolus sp.) جزء شش گل برتر صادراتی در دنیا می باشد و در ایران نیز مقام دوم تولید گل شاخه بریده را به خود اختصاص داده است. ویروس موزاییک خیار (Cucumber mosaic virus، CMV) از جمله ویروس های شایع گل گلایل است. از آنجاییکه گلایل به روش رویشی از طریق پداژه تکثیر می شود، آلودگی ویروسی به آسانی به نسل بعد منتقل می شود. از این رو کنترل ویروس های گلایل از طریق استفاده از گیاهان مادری سالم دست یافتنی است. در تحقیق حاضر روش های کشت مریستم و کشت مریستم همراه با گرمادرمانی و برق درمانی برای حذف CMV از گیاهان آلوده به کار گرفته و کارایی این روش ها مقایسه شد. در مجموع ردیابی CMV با استفاده از آزمون الایزا نشان داد که 73 درصد از گیاهان باززایی شده عاری از ویروس بودند درحالیکه ردیابی با آزمون RT-PCR نشان دادکه 42 درصد گیاهان عاری از ویروس شدند. بهترین نتیجه حذف ویروس از کشت مریستم گرمادرمانی شده در اندازه 5/0 میلی متر بدست آمد که در نتیجه همه ی گیاهان تیمارشده عاری از ویروس شدند. این اولین گزارش از کاربرد برق درمانی برای حذف CMV از گیاهان گلایل آلوده می باشد، بهترین نتیجه برق درمانی از تیمار شدت جریان 15 میلی آمپر همراه با کشت مریستم به مدت 15 دقیقه به دست آمد. همچنین نتایج به-دست آمده نشان داد که گرمادرمانی همراه با کشت مریستم روش مناسب تری برای حذف CMV از گیاهان گلایل آلوده بود.

تعیین ژنوتیپ جایگاه های ریزماهواره ای همیشه با ریسک بروز خطا همراه است، که می تواند به طور معنی داری کلیه نتایج حاصل از آنرا تحت تاثیر قرار دهد. یکی از راهکارهای جدید برای حل این مشکل، استفاده از سامانه گروه بندی جدید ژنوتیپی براساس ماهیت توالی موتیف و دامنه آللهای مشاهده شده به جای قرائت ژنوتیپ انفرادی هر جایگاه می باشد. در این راستا، هدف از مطالعه حاضر ارزیابی ارتباط بین سه گروه بندی جدید ژنوتیپی هموزیگوت برای آلل های کوتاه، هموزیگوت برای آلل های بلند و هتروزیگوت برای ترکیب آلل های کوتاه و بلند برای تعدا کل 13 جایگاه ریزماهواره با صفات رشد و شاخص نسبت کلیبر در بزهای تجاری بوئر بود. پس از تصحیح اثرات ثابت، نتایج مطالعه حاضر نشان داد که گروه ژنوتیپی هتروزیگوت در جایگاه های TEXAN006 وCSSM32 تاثیر معنی داری بر روی صفت وزن تولد بزغاله ها دارند (P<0.05). همچنین افراد متعلق به گروه هموزیگوت برای آلل های بلند در جایگاه BMC1009 به طور معنی دار دارای وزن از شیرگیری بالاتری در مقایسه با دیگر گروه های ژنوتیپی بودند (P<0.05). علاوه بر این ارتباط معنی داری درجایگاه های ریزماهواره ای BM4307، BM4621 و UWCA46 با صفت افزایش وزن روزانه مشاهده گردید (P<0.05). در مجموع نتایج مطالعه حاضر نشان داد، که دیدگاه گروه بندی جدید آللهای مشاهده شده در جایگاه ریزماهواره بر مبنای تغییر طول موتیف می تواند خطاهای تعیین ژنوتیپ ناشی از وجود باندهای کاذب در سیستم تعیین ژنوتیپ انفرادی را حداقل نماید و شانس بالاتری را برای مشاهده همبستگی بین این جایگاه ها و صفات اقتصادی مورد ارزیابی ایجاد کند.

بیماری های گیاهی یکی از محدودیت های بزرگ در تولید محصولات کشاورزی به شمار می روند. نواری قهوه ای باکتریایی برنج با عامل Acidovorax avenae subsp. avenae از جمله بیماری های برنج است که در خزانه روی برگ و غلاف گیاهچه ها نوارهای آبسوخته و قهوه ای ایجاد می کند. گیاهان همواره برای مقابله با آفات و بیمارگرها مکانیسم های دفاعی مختلفی کسب کرده اند. در این میان ژن های مقاومت گیاه برنج (R genes)، از جمله پروتئین های در ارتباط با بیماری زایی نقش مهمی در تعامل برنج با عوامل بیماری زا دارند. هدف از این مطالعه بررسی نقش ژن های مرتبط با بیماری زایی PR2 و PAL در دو رقم برنج طارم محلی و ساحل در طی تیمار با جدایه بیماری زای باکتری عامل نواری قهوه ای با استفاده از تکنیک Quantitative Real-time PCR است. نمونه برداری از برگ های تلقیح شده با سوسپانسیون باکتری در بازه های زمانی مختلف صورت گرفت. از نمونه ها RNA کل استخراج و DNA مکمل ساخته شد. بیان ژن های هدف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آماری حاصل از این پژوهش نشان داد که بیان ژن های PR2 و PAL در رقم مقاوم ساحل نسبت به رقم حساس طارم محلی پس از مایه زنی به شکل معنی داری افزایش یافت. افزایش نرخ بیان دو ژن مورد بررسی، حاکی از نقش این دو ژن در مقاومت گیاه برنج به باکتری عامل بیماری نواری قهوه ای می باشد.

فاکتور رشد شبه انسولین (IGF1) پپتیدی تک زنجیره با وزن مولکولی 5/7 کیلو دالتون است. این فاکتور دارای فعالیتی شبیه انسولین بوده و مهمترین فاکتور رشد در بدن می باشد که نقش مهمی در تکثیر، تمایز و رشد سلول ها دارد. ژن IGF1 در گوسفند روی کروموزوم شماره 3 قرار دارد. این ژن بیشتر به عنوان یک ژن منتخب برای پیش بینی رشد و صفات کیفی گوشت در برنامه های بهبود ژنتیکی حیوانات مطرح است. هدف از این تحقیق، یافتن چند شکلی در ناحیه اگزون سوم ژن IGF1 در گوسفند بود. در این پژوهش از تعداد 25 راس گوسفندان نژاد مهربان، قره گل، قزل، لک قشقایی و بهمئی به طور تصادفی با تیوب های حاوی EDTA خونگیری شد. پس از استخراج DNA، ناحیه اگزون سوم توسط آغازگر های اختصاصی با روش PCR تکثیر و تعیین توالی گردید. نتایج نشان داد که دو چندشکلی در اینترون دوم و سوم وجود دارد. همچنین ساختار پروتئین ژن IGF1 با استفاده از نرم افزار Swiss-pdb viewer و VMD مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان داد که این ژن دارای سطح بالایی از حفاظت شدگی تکاملی است و این پروتئین دارای ساختاری متشکل از مارپیچ های نامنظم آلفا می باشد.

برنج از مهم ترین گیاهان زراعی دنیا می باشد که سطح وسیعی از اراضی زراعی قابل کشت را به خود اختصاص داده است. Rhizoctonia solani یکی از قارچ های بیماریزا است که خسارت عمده ای به محصولات مختلف زراعی وارد می سازد. زیرگروه آناستوموزی AG1-1Aاین قارچ، برنج را مورد حمله قرار داده و باعث ایجاد بیماری سوختگی غلاف برنج می شود. این بیماری به عنوان یکی از مهمترین بیماری های قارچی در مناطق برنجکاری دنیا شناخته شده است. به دلیل آلودگی های زیست محیطی توسط مصرف بی رویه آفت کش ها جهت کنترل این بیماری از یک سو و مقاومت پاتوژن به این مواد شیمیایی از سویی دیگر، مطالعه مستمر برای ارایه روش و یا روش های جدید و متفاوت جهت مقابله با این بیماری ضروری به نظر می رسد. ژن های مقاومت در گیاهان که منابع ژنتیکی با ارزشی هستند را می توان در این راستا استفاده کرد. بررسی های مولکولی جهت ردیابی میزان بیان ژن های فوق بسیار با ارزش است. این تحقیق با هدف آنالیز مولکولی دو رقم برنج بینام و خزر در مقابل با قارچ Rhizoctonia solani عامل سوختگی غلاف انجام شد. طول لکه های حاصل از تلقیح پاتوژن در رقم خزر به طور تقریبی دو برابر رقم بینام بود. در نتیجه رقم بینام به عنوان ژنوتیپ مقاوم و رقم خزر به عنوان ژنوتیپ حساس در مقابل بیماری سوختگی غلاف انتخاب شد. جهت تعیین نیم رخ ژنهای دخیل در مقاومت از برگ های گیاهچه های دو هفته ای در ساعات مختلف پس از تلقیح نمونه برداری شد. پروفایل ژن های مورد آزمایش توسط تکنیک Real time Q-PCR بررسی شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد بیان ژن هایPR-5، Proxidase، PR-10، Defensin، Thionin وNH-1 در رقم مقاوم بینام نسبت به رقم حساس خزر پس از مایه زنی به شدت افزایش یافت. در نتیجه به نظر می رسد ژن های فوق در مکانیسم های مقاومت گیاه برنج در تعامل با R. solani نقش داشته باشند.

رازیانه بعنوان یک گیاه معطر و دارویی از زمان های بسیار دور توسط کشاورزان در مناطق مختلف ایران با اقلیم های متفاوت کشت و کار می گردد. در این تحقیق، تنوع ژنتیکی 32 اکوتیپ رازیانه توسط دو نشانگر RAPD و ISSR مورد ارزیابی قرار گرفت. نشانگر RAPD در مجموع 106 قطعه چند شکل و توسط نشانگر ISSR ، 72 قطعه چند شکل تکثیر شد. باتوجه به داده های آغازگر RAPD و ISSR میانگین تنوع ژنی با استفاده از شاخص نی (h) برابر با 3739/0 و 2944/0 و با استفاده از شاخص اطلاعاتی شانون (i) برابر 552/0 و 4563/0 بدست آمد. میانگین محتوای چندشکلی (PIC) بدست آمده برای نشانگرهای RAPD و ISSR به ترتیب 4274/0 و 4192/0 برآورد گردید. در گروه بندی انجام شده براساس نشانگر RAPD اکوتیپ های مورد مطالعه در 7 و بر اساس نشانگر ISSR در 11 گروه طبقه بندی شدند. این نتایج نشان می دهد که رازیانه های ایران دارای تنوع ژنتیکی بالایی هستند و نشانگرهای RAPD و ISSR به خوبی ژنوتیپ های رازیانه را براساس توزیع جغرافیایی و تشابهات اقلیمی از هم تفکیک نمود. آگاهی از این تنوع ژنتیکی می تواند اصلاحگران را در برنامه های اصلاحی به خصوص دورگیری بین اکوتیپ های دور، مطالعات تکاملی و طبقه بندی یاری نماید.

در این تحقیق تنوع ژنتیکی 22 رقم انگور Vitis vinifera L.)) شهرستان شاهرود و 3 رقم انگور شهر سی سخت با استفاده از 6 آغازگر مولکولی ISSR مورد ارزیابی قرار گرفت. نشانگرهای مورد استفاده در مجموع 69 باند تولید کردند که از این تعداد 65 باند در بین ارقام مورد استفاده چندشکل بودند. بیشترین باند چندشکل مربوط به آغازگر UBC825 با 16 باند و کمترین باند مربوط به آغازگر UBC857 با 6 باند بود. میانگین درصد چندشکلی آغازگرها 1/94 درصد محاسبه گردید. میانگین هتروزیگوسیتی مورد انتظار (He) و میانگین ضریب شانون (SI) برای این آغازگرها به ترتیب 37/0 و 54/0 بدست آمد. بیشترین مقدار ضریب شانون (61/0) مربوط به آغازگر UBC825 و کمترین میزان آن (48/0) مربوط به آغازگر UBC849 بود. همچنین آغازگر UBC825 بیشترین مقدار هتروزیگوسیتی مورد انتظار (42/0)، بیشترین تعداد آلل های موثر (75/1) و بیشترین تعداد آلل های متفاوت (2) را نشان داد.گروه بندی ژنوتیپ ها به روش تجزیه خوشه ایبر اساس ماتریس تشابه جاکارد و با استفاده از الگوریتم UPGMA ارقام مورد مطالعه را در سه گروه قرار داد. نتایج این تحقیق نشان داد که نشانگرهای ISSR می توانند به عنوان ابزاری کارا در ارزیابی تنوع ژنتیکی و تسریع برنامه های اصلاحی در انگور مورد استفاده قرار گیرند.

نژادهای بومی در هر کشور به عنوان یک سرمایه ملی و محصولی استراتژیک در اقتصاد و رونق آن کشور محسوب می شوند که حفظ و نگهداری این نژادها بسیار ارزشمند است. با توجه به اهمیت حفظ تنوع در نژادهای بومی و شناسایی ذخایر ژنتیکی، پنج جمعیت از نژادهای گوسفند ایرانی (عربی، آرمان، دالاق، قره گل و لری) با استفاده از 4 نشانگر ریزماهواره ای (McMA2، McMA26، OarHH35 و BM6444) از نظر تنوع ژنتیکی مورد بررسی قرار گرفت. از تعداد 225 نمونه خون DNA ژنومی به روش استخراج نمکی بهینه شده، به دست آمد. واکنش های PCR به خوبی انجام شد. نتایج نشان داد که تمامی جایگاه ها کاملا چندشکل بودند. آزمون تعادل هاردی–وینبرگ به روش آزمون مربع کای نشان داد که برخی ترکیبات مختلف جایگاه ها-جمعیت در حالت عدم تعادل قرار داشتند (05/0P<). بیشترین تعداد آلل مشاهده شده در جایگاه های McMA2، McMA26 و OarHH35 به ترتیب مربوط به جمعیت های دالاق، عربی، لری و قره گل (12 آلل) و کمترین تعداد از آن جایگاه OarHH35 در جمعیت دالاق بود. حداکثر هتروزیگوسیتی مورد انتظار در حالت ترکیب جمعیت-جایگاه برای جایگاه های McMA2، McMA26، OarHH35، BM6444 به ترتیب 885/0، 9/0، 88/0و 87/0 بودند. در مجموع می توان نتیجه گرفت که جمعیت های گوسفند مورد بررسی در این پژوهش با توجه به جایگاه های مورد مطالعه، از تنوع ژنتیکی نسبتا بالایی برخوردارند.