فهرست مطالب

پژوهش های ژنتیک گیاهی - سال یکم شماره 1 (بهار و تابستان 1393)

مجله پژوهش های ژنتیک گیاهی
سال یکم شماره 1 (بهار و تابستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/05/13
  • تعداد عناوین: 7
|
  • شیوا قیطران پورسهریق، سید ابوالقاسم محمدی*، بهزاد صادق زاده صفحه 1
    آهن یکی از عناصر ضروری و کم مصرف برای اکثر گیاهان می باشد که نقش مهمی در تثبیت ازت و فعالیت برخی از آنزیم-ها مانند کاتالاز، پراکسیداز و سیتوکروم اکسیداز دارد. به منظور مکان یابی QTL های مرتبط با میزان و غلظت آهن در قسمت هوایی جو طی مراحل پنج برگی و رسیدگی کامل، 148 لاین هاپلوئید مضاعف حاصل از تلاقی ارقام Sahara3771 و Clipper در شرایط گلخانه ای ارزیابی و صفات غلظت و محتوای آهن در مراحل پنج برگی و رسیدگی کامل اندازه گیری شد. برای تجزیه QTL از نقشه پیوستگی مشتمل بر 26 نشانگر رتروترانسپوزونی IRAP و REMAP، 246 نشانگر SSR و EST-SSR، 238 نشانگر RFLP و یک نشانگر مورفولوژیک استفاده شد. از نظر کلیه صفات، تفاوت معنی دار بین لاین ها مشاهده گردید و وجود تفکیک متجاوز برای تمامی صفات نشان دهنده وجود ترکیبات آللی والدینی تکمیل کننده در نتاج بود. در مجموع، 511 نشانگر در هفت گروه پیوستگی 09/1099 سانتی مورگان از ژنوم جو را با متوسط فاصله بین دو نشانگر مجاور برابر 37/2 سانتی مورگان پوشش دادند. برای غلظت آهن هشت و چهار، محتوای آهن تک بوته شش و سه QTL به ترتیب در مراحل پنج برگی و رسیدگی کامل شناسایی شدند. اثر افزایشی منفی اغلب QTL های شناسایی شده برای غلظت و محتوای آهن تک بوته نشان دهنده نقش آلل های والد Sahara3771 در افزایش تجمع آهن در نتاج بود. یک ناحیه ژنومی مشترک برای QTL های صفات غلظت و محتوای آهن تک بوته در مرحله رسیدگی کامل شناسایی گردید که ممکن است ناشی از پیوسته بودن QTL ها یا اثر پلیوتروپیک آن ها باشد.
    کلیدواژگان: اثر پلیوتروپیک، تجمع آهن، جو، لاین های هاپلوئید مضاعف، پیوستگی ژنی
  • سمیرا محمدی، علی اشرف مهرابی*، علی آرمینیان، آرش فاضلی صفحه 13
    به منظور بررسی تنوع ژنتیکی 35 جمعیت Aegilops cylindrica با استفاده از 17 آغازگر ISSR، در مجموع 190 آلل تکثیر شدند که از این تعداد، 188 آلل (95/98 درصد)، به عنوان آلل چندشکل تشخیص داده شدند. تعداد آلل های تکثیر شده از 6 تا 20 با میانگین 18/11 آلل متغیر بود. محتوای اطلاعات چندشکلی از 10/0 در آغازگر UBC841 تا 35/0 برای آغازگر UBC836 متفاوت بود. همچنین شاخص نشانگر از 6/0 برای آغازگر UBC841 تا 6 برای آغازگر 15 متفاوت بود. روش های گروه بندی خوشه ایو تجزیه به مختصات اصلی نتوانست جمعیت ها را به طور کامل از هم تفکیک کند و عدم ارتباط بین تنوع مولکولی و تنوع جغرافیایی را نشان داد که نشان دهنده تنوع ژنتیکی بالای این جمعیت ها می باشد. در مجموع جمعیت های غرب و جنوب غرب کشور، تنوع بیشتری نسبت به جمعیت های شمال و شمال غرب کشور نشان دادند، بنابراین مرکز تنوع و پیدایش گونه Ae. cylindrica احتمالا غرب و جنوب غرب کشور بوده و از این مناطق به سمت شمال کشور انتقال یافته اند. نتایج این تحقیق نشان داد که نشانگرهای ISSR ابزار مفیدی برای مدیریت منابع ژنتیکی خویشاوندان وحشی گندم می باشد.
    کلیدواژگان: Aegilops cylindrica، تجزیه به مختصات اصلی، تجزیه خوشه ای، تنوع ژنتیکی، نشانگر ISSR
  • بهاره ذاکرقرآن، حمید رجبی معماری*، داریوش نباتی احمدی، مرضیه سیاه مرد صفحه 27
    تولید پروتئین اینترفرون گامای انسانی در سیستم های بیانی یوکاریوتی، به عنوان یک پروتئین نوترکیب درمانی، در مطالعات پزشکی اهمیت بسیاری دارد. ویژگی های اینترفرون گاما، آن را به یک فاکتور ضد سرطانی مناسب تبدیل کرده است. فسفینوتریسین (PPT) مهارکننده گلوتامین سینتاز است و از گروه علف کش های غیرانتخابی بیالافوس می باشد. ژن bar کد کننده آنزیم فسفینوتریسین استیل ترانسفراز (PAT) است. این آنزیم باعث ایجاد مقاومت به علف کش فسفینوتریسین می شود و می تواند به عنوان یک نشانگر انتخابی در گیاهان استفاده شود. در این پژوهش، ژن اینترفرون گامای انسانی و ژن bar به صورت فیوژن در ناقل بیانی گیاهی pCAMBIA 1305.1 تحت کنترل پیش برنده CaMV35S و خاتمه دهنده NoS همسانه سازی شد. صحت همسانه سازی فیوژن IFNγ- Barدر ناقل بیانی حاضر با استفاده از تکنیک های مختلفColony PCR، هضم آنزیمی و توالی یابی تایید شد. سازه ی تهیه شده (pCAMBIA1305.1- IFNγ- Bar) با استفاده از روش انجماد و ذوب به اگروباکتریوم سویه ی LBA4404 انتقال داده شد و با استفاده از روش دیسک برگی در ژنوم گیاه توتون ادغام شد. گیاهان تراریخته احتمالی در محیط گزینشگر، حاوی 30 میلی گرم در لیتر هیگرومایسین انتخاب شدند. پس از ریشه دار شدن به خاک انتقال یافتند و حضور فیوژن IFNγ- Barدر ژنوم این گیاهان با استفاده از تکنیک PCR تایید شد. در آنالیز دات بلات نیز حضور پروتئینIFNγ-bar در گیاهان تراریخت توتون تایید شد.
    کلیدواژگان: اینترفرون گامای انسانی، بیان دائم، گیاه توتون، ژن bar
  • مریم احمدی، مصطفی ولیزاده*، محمود تورچی، محمد مقدم واحد، حسین محمد زاده جلالی صفحه 37
    به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی ارقام اصلاح شده و بومی یونجه، 12 رقم یونجه شامل پنج رقم اصلاح شده (کایساری، کدی، رنجر، مسمیر و سی ریور) و هفت رقم بومی (همدانی، قره یونجه، یزدی، تازه کند دیم، شازند، عمو زین الدین و رهنانی) از طریق صفات زراعی و نشانگرهای آنزیمی مورد مطالعه قرار گرفتند. تعداد 35 بذر از هر رقم در گلدان های مجزا به صورت طرح کاملا تصادفی نامتعادل، کشت شدند. تجزیه واریانس صفات مختلف نشان داد که بین ارقام بومی و اصلاح شده یونجه از لحاظ اکثر صفات اختلاف معنی دار وجود ندارد. در مورد آنزیم های استراز و پراکسیداز، داده ها بر اساس وجود و عدم وجود نوار آنزیمی (1 و 0) در 11 نوار ایزوزیمی پلی مورف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. ارقام بومی و اصلاح شده به ترتیب با میانگین 246/0 ± 48/0 و 193/0 ±519/0 برای شاخص شانون و میانگین 181/0 ± 327/0 و 148/0± 352/0 برای شاخص تنوع ژنتیکی نی، تفاوت چشمگیری نشان ندادند. بررسی رابطه ی بین داده های ایزوزیمی و صفات مورد بررسی نشان داد که بین ایزوزیم 4POX- و عملکرد تک بوته تر و خشک در ارقام اصلاح شده ارتباط معنی دار وجود دارد.
    کلیدواژگان: یونجه، تنوع ژنتیکی، نشانگرهای ایزوزیمی، چندشکلی
  • علی شوروزدی، سید ابوالقاسم محمدی*، مجید نوروزی، بهزاد صادق زاده صفحه 51
    ژنوتیپ های بومی به دلیل تطابق و سازگاری با شرایط محیطی مختلف، ذخایر ژنتیکی با ارزشی برای افزایش تنوع ژرم پلاسم های اصلاحی و نیز منابع بالقوه برای ژن های مقاومت به تنش های زیستی و غیرزیستی بشمار می روند. در این مطالعه، تنوع و ساختار ژنتیکی 119 ژنوتیپ بومی جو از کشورهای مختلف و 25 رقم تجاری و لاین اصلاحی با استفاده از 45 جفت آغازگر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. در مجموع 225 آلل با دامنه 2 تا 14 و میانگین 5 آلل به ازای هر جایگاه تکثیر شدند. میزان اطلاعات چندشکلی برای نشانگرها بین 05/0 تا 90/0 با میانگین 51/0 متغیر بود. کمترین و بیشترین فراوانی آلل شایع به ترتیب مربوط به نشانگرهای EBMAC0788 (13/0) و GBM1411 (97/0) بود. تجزیه واریانس مولکولی نشان داد که واریانس درون گروهی (94 درصد) سهم بیشتری در تبیین واریانس مولکولی کل در مقایسه با واریانس بین گروهی داشت. حداکثر و حداقل شاخص های شانون و تنوع ژنی نی به ترتیب به ژنوتیپ های بومی ایران و مصر تعلق داشت. تجزیه خوشه ایبا استفاده از الگوریتم Minimum Evolution و ضریب فاصله P-distance ژنوتیپ ها را به سه گروه منتسب کرد. این گروه بندی تا حدودی با مناطق جغرافیایی ژنوتیپ ها مطابقت داشت.
    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، ژرم پلاسم، ژنوتیپ های بومی جو، ساختار جمعیت
  • ولی الله یوسفی، عبدالله نجفی، علیرضا زبرجدی*، هوشمند صفری صفحه 65
    آویشن (Thymus)، یک گیاه دارویی معطر، گیاهی شناخته شده، چندساله و خشبی از تیره لامیاسه است. جنس Thymus به دلیل فراوانی بالای هیبریداسیون و اینتروگرسیون بین گونه های هم ناحیه، از لحاظ رده بندی بسیار پیچیده است و برخی از گونه های این گیاه دارویی بومی ایران هستند. در مطالعه حاضر، هفت اکوتیپ Thymus جمع آوری شده از نواحی مختلف ایران به همراه گونه زراعی لندن با استفاده از مشخصات کاریوتیپی جهت شناسایی تنوع ژنتیکی در این گیاه دارویی مورد مطالعه قرار گرفتند. تعداد پایه ثانویه در پنج اکوتیپ 15= x و در سه اکوتیپ دیگر 30 =x بود که احتمالا از یک تعداد پایه اولیه 7 = x نشات گرفته اند. سطوح پلوئیدی این اکوتیپ ها شامل دیپلوئید و تتراپلوئید بود. اکوتیپ های مورد مطالعه Thymus در طبقه بندی Stebbins رده A1 و B1 را اشغال کردند که این مطلب دلالت بر وجود تقارن کاریوتیپی ابتدایی در این اکوتیپ ها می باشد. میانگین طول کروموزوم از 03/1 تا 52/1 میکرون متغیر بود. تمام کروموزوم ها از نوع متاسانتریک (m) بودند. همچنین تجزیه خوشه ایبا استفاده از پارامترهای کروموزومی و بر اساس UPGMA، اکوتیپ ها را در چهار گروه قرار داد.
    کلیدواژگان: آویشن، سیتوژنتیک، تنوع ژنتیکی، گیاه دارویی، کروموزوم
  • مهدیه ساشورپور، جعفر امانی، مهیات جعفری، علیهاتف سلمانیان* صفحه 77
    یکی از پاتوژن های مهم ایجاد کننده کولیت هموراژیک و نشانگان همولیتیک اورمیک در انسان باکتری اشرشیاکلی هموراژیک سویه O157H7 می باشد. دام ها اصلی ترین مخزن این باکتری می باشند. دو فاکتور پروتئینی با اهمیت در کلونیزاسیون باکتری در اپیتلیوم روده EspA و Intimin هستند که باعث ایجاد آسیب های تخریبی به واسطه اتصال می گردند. این پروتئین ها توسط جزایر بیماری زایی LEE (Locus of Enterocyte Effacement) کد می شوند. EspA بخشی از سیستم ترشحی نوع III می-باشد که موجب انتقال پروتئین Tir به سلول میزبان و ورود آن به غشا سلول می شود. اینتیمین توسط ژن eae کد شده و به Tir متصل می گردد. این تحقیق بر این اساس است که ژن کایمریک و نوترکیب EI شامل EspA و Intimin که به واسطه یک لینکر به یکدیگر اتصال یافته اند می تواند به عنوان کاندیدای ایمنی زایی خوراکی در نظر گرفته شود و موجب کاهش کلونیزاسیون O157:H E. coli در مدل حیوانی گردد. بدین منظور ژن سنتتیک EspA (120) و Intimin (282) که توسط توالی 4(EAAAK) به یکدیگر متصل شده بود ساخته شد. ژن ساخته شده بر اساس کدون های گیاه توتون بهینه سازی و سپس تحت کنترل پروموتر Camv35s در ناقل بیانی گیاه کلون و پس از آن به واسطه انتقال توسط آگروباکتریوم به گیاه توتون منتقل گردید. ورود ساختار ژنی نوترکیب در برگ های گیاه توتون توسط آزمون PCR تایید شد. در مرحله بعد بیان ژن مورد نظر به روش RT-PCR بررسی و تایید گردید. در نهایت میزان پروتئین EI در برگ های توتون تراریخته توسط روش الیزا تخمین زده شد که برابر با 1/0 درصد از کل پروتئین محلول در برگ گیاه بود.
    کلیدواژگان: EspA، Intimin، گیاه تراریخت، E، coli O157:H7، واکسن خوراکی
|
  • Shiva Gheitaran Poorsahrigh, Seyed Abolghasem Mohammadi*, Behzad Sadeghzadeh Page 1
    Iron is one of the essential micronutrient¡ which has an important role in nitrogen fixation and activity of some enzymes such as catalase¡ peroxidase and cytochrome oxidase. To map QTLs related to accumulation of iron in shoot of barley at five leaves and maturity stages¡ 148 doubled haploid lines derived from a cross between Clipper and Sahara3771 varieties were evaluated under greenhouse condition and single plant iron concentration and content were measured. For QTL analysis by linkage map including¡ 26 retrotransposone markers IRAP and REMAP¡ 246 SSR and EST-SSR¡ 238 RFLP and one morphological markers was used. Analysis of variance revealed significant difference between lines for all the studies traits and presence of trangreesive segregation for all the traits and indicated presence of desirable parental allele combinations in the progenies. In total¡ 511 markers in 7 linkage covered 1099.09 cM of barley genome with an average distance of 2.37 cM between two adjacent markers. For single plant iron concentration¡ eight and four¡ iron content in single plant¡ six and three QTLs were identified at vegetative and maturity stages¡ respectively. Negative additive effects of the most QTLs indicate the role of Sahara3771 alleles in increased iron accumulation in offspring. One common genomics regions was detected for QTLs of
    single plant iron concentration and content at maturity which could be due to linkage between the QTLs or the pleiotropic effect of a single QTL.
    Keywords: Barley, Doubled haploid lines, Gene linkage, Iron accumulation, Pleiotropic effect
  • Samira Mohammadi, Ali Ashraf Mehrabi*, Ali Arminian, Arash Fazeli Page 13
    Genetic diversity among 35 accessions of Ae. cylindrica using 17 ISSR primers were investigated. Totally¡ 190 alleles were amplified and 188 alleles (98.95%) o were polymorphic. Number of Amplified alleles ranged from 6 to 20 with average 11.18 alleles for each primer. Polymorphic information content (PIC) varied from 0.10 (primer UBC841) to 0.35 (primer UBC836). Marker index criterion ranged from 0.6 (primer UBC841) to 6 (primer 15). Cluster and Principal Coordinate Analysis could not completely separate accessions and showed no association between molecular diversity and geographic diversity of genotypes¡ indicating that there is high genetic diversity among accessions. West and south-west genotypes showed more diversity than genotypes from north and north-west of the country. Therefore¡ the center of diversity and origin of Aegilops cylindrica might be the western and south-western regions of country and this species might transferred from these regions to the northern parts of the country. Results of this study showed that ISSR markers are useful tools for management of genetic resources of wheat and their wild relative species.
    Keywords: Aegilops cylindrica, Cluster analysis, Genetic diversity, ISSR marker, Principal coordinate analysis
  • Bahareh Zakerghoran, Hamid Rajabi Memari*, Daryoosh Nabati Ahmadi, Marzieh Siahmard Page 27
    The production of human gamma interferon in eukaryote expression systems refers as a therapeutic recombinant protein which has significant impact in medical studies. Unique com position of gamma interferon makes such protein as a suitable tool against cancer. It is documented that phosphinothricin (PPT) classified as non-selective herbicide group of bialaphos acts an inhibitor for glutamine synthetase. The bar gene is encoding the phosphinothricin-N-acetyltransferase (PAT) enzyme. This enzyme capable of boosting resistance against PPT herbicide¡ thus it can be selected as a selective marker within plant population. Then various colony PCR techniques¡ enzymatic digestion and sequencing were used to confirm the accuracy of fusion of IFNγ-bar gens within expression transporter. Using freezing and thawing method to transfer the pCAMBIA1305.1- IFNγ-bar construction into strain of LBA4404 of agrobacterium¡ then disc leaves was used to integrate into the genomic of tobacco plant. The transgenic plants were selected under selector condition which possess 30 mg/l of hygromycin. After the developed roots were transferred into soil¡ and PCR technique was used to confirm the presence of IFNγ-bar in the genomic of plants. Dot blot analysis was applied to detect IFNγ-bar protein in transgenic of to tobacco plants.
    Keywords: Human interferon gamma, Stable expression, Tobacco plant, bar gene
  • Maryam Ahmadi, Mustafa Valizadeh*, Mahmoud Tourchi, Mohammad Moghaddam Vahed, Hossein Mohammadzadeh Jalaly Page 37
    For evaluation of genetic diversity among improved alfalfa varieties and Iranian landraces, 12 populations including five improved varieties (Kaysari, Kadi, Ranger, Mesmir, Seariver) and seven landraces (Gharayonje, Amozeynadin, Rahnani, Tazekand, Shazand, Hamedani, Yazdi) were evaluated using agronomic traits and enzyme markers. Thirty-five individuals of each variety were grown and analyzed in separate pots in a unbalanced completely randomized design (CRD). Analysis of variance for agronomic traits showed significant differences for most of the traits among improved and landrace varieties. For esterase and peroxidase enzymes based on presence or absence of enzyme bands (1, 0) eleven polymprphic isozyme bands were detected. For improved and landrace varieties Shanon index mean was 0.48 ± 0.246 and 0.519 ± 0.193, respectively, furthermore Nei genetic diversity index mean for improved and landraces was 0.327 ± 0.181 and 0.352 ± 0.148 respectively, suggesting no difference between improved and landrace varieties was found. Analysis of relation between isozyme markers and agronomic traits showed that there are significant differences between the presence of POX-4 and wet and dry yield in improved varieties.
    Keywords: Alfalfa, Genetic diversity, Isozyme markers, Polymorphism
  • Ali Shuorvazdi, Seyed Abuolghasem Mohammadi*, Majid Norozi, Behzad Sadeghzadeh Page 51
    Due to their adaptation to different environment conditions¡ landraces are valuable genetic resurces for incresing diversity of breeding germplasms and are potential resources for biotic and abiotic stress resistant genes. In the present study¡ genetic diversity and relationships of 119 barely landraces from different countries along with 25 commerical varieties and breeding lines were assessed¡ using 45 microsatellite primer pairs. In total¡ 225 alleles range from 2 to 14 and an average of 5 alleles per locus were amplified. Polymorphic information contenet (PIC) varied from 0.05 to 0.90 with a mean of 0.51. The minimum and maximum frequency of common allele belonged to EBMAC0788 (0.13) and GBM1411 (0.97) markers¡ respectively. Analysis of molecular variance (AMOVA) revealed a higher within group variation (94%) than between group. Maximum and minimum Shannon’s and Nei gene diversity indices were observed in Iranian and Egyptian landraces¡ respectively. Cluster analysis using Minimum Evolution algorithm and P-distance coefficient assigned the studied genotypes into three groups. This grouping was partly consistent with geographical origins of the genotypes.
    Keywords: Genetic diversity, Germplasms, Barley landraces, Population structure
  • Valiollah Yousefi, Abdollah Najaphy, Alireza Zebarjadi*, Hooshmand Safari Page 65
    Thymus¡ an aromatic medicinal plant¡ is a well-known¡ perennial and woody herb from Lamiaceae family. Thymus is taxonomically a very complex genus with a high frequency of hybridization and introgression among sympatric species¡ and some species of this herb are endemic to Iran. In the present study¡ in order to identification genetic variability in this medicinal plant seven Thymus spp. accessions collected from different regions of Iran along with London agricultural species were studied by karyotypic characteristics. The secondary basic numbers in all ecotypes was x = 15 that probably originate from a primary basic number x = 7. The ploidy levels of these ecotypes were diploid and tetraploid. The Thymus ecotypes under study occupied classes 1A and 1B of Stebbins’ karyotype classification¡ indicating the presence of a primitive symmetrical karyotype in these ecotypes. The mean chromosome length ranged from 1.03 to 1.53 μm. chromosome types were detected as metacentric “m”. Furthermore¡ the cluster analysis using chromosomal parameters and based on UPGMA assigned the ecotypes into four groups.
    Keywords: Chromosome, Cytogenetic, Genetic diversity, Medicinal plant, Thymus
  • Mahdieh Sahshorpour, Jafar Amani, Mahyat Jafari, Ali Hatef Salmanian* Page 77
    One of the important pathogens which cause hemorrhagic colitis and hemolytic uremic syndrome in humans is enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) O157:H7. Cattle are the most important reservoir of this bacterium. EspA and Intimin are two protein factors for bacteria colonization on intestinal epithelium and cause attaching/effacing lesion. The LEE pathogenicity islands code these proteins. EspA is part of type III secretion systems which delivers Tir to the host cell and integrate to membrane. Intimin encoded by eae gene and fused to Tir. In this research we supposed that chimeric recombinant form of EI gene containing EspA and Intimin were fused with a linker as an edible candidate vaccine would reduce colonization of E. coli O157:H7 in animal model. We constructed a synthetic gene EspA (E120) and intimin (Int282) fused by (EAAAK)4 sequence. The synthetic gene (EI) was codon optimized and subcloned into plant expression vector (PBI121) under CaMV35S promoter and then transferred to tobacco plant by agrobacterium mediated protocol. The presence of inserted gene in plant genome was documented by PCR and RT-PCR methods. The amount of EI protein in transgenic tobacco leaves were estimated 0.1% of the total soluble protein (TSP) by ELISA method.
    Keywords: E. coli O157:H7, Edible vaccine, EspA, Intimin, Transgenic plant