به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

رضا فتوت

  • رقیه عظیم خانی، رضا فتوت، احسان محسنی فرد*، ناصر علی اصغرزاد، مریم ندیمی
    مقدمه

    همزیستی با قارچ میکوریزا آربسکولار (Arbuscular mycorrhizal Fungi) اغلب سبب افزایش تحمل گیاهان در مقابله با تنش های مختلف می شود. در بین تنش های غیرزنده، شوری سبب کاهش قابل توجه در میزان تولید محصول می شود. مطالعه واکنش ژنوتیپ های مختلف گیاهان به همزیستی با قارچ های میکوریزا آربسکولار و پتانسیل استفاده از این رابطه در بهبود تاثیرات نامطلوب شوری و افزایش تحمل گیاهان، در افزایش عمکلرد گیاهی مفید خواهد بود. مطالعه حاضر با هدف بررسی تاثیر قارچ میکوریزا آربسکولار بر پاسخ چند رقم تجاری جو تحت شرایط تنش شوری صورت گرفت.

    مواد و روش ها

    در این آزمایش، شش رقم تجاری جو شامل خاتم، گلشن، افضل، ماکویی، ارس و دشت در دو سطح شوری NaCl شامل صفر و 150 میلی مولار و دو سطح همزیستی شامل تلقیح و عدم تلقیح با Funneliformis mosseae مورد بررسی قرارگرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه زنجان اجرا شد. پنج هفته پس از کشت، گیاهان برداشت شده و صفات مرتبط با ساختارهای قارچ میکوریزا شامل میزان کلونیزاسیون کل و فراوانی هیف، آربسکول و وزیکول قارچ اندازه گیری شدند. همچنین، برخی از صفات فیزیولوژیک رقم های جو شامل وزن تر اندام هوایی، محتوای نسبی آب برگ، غلظت +Na، غلظت +K و نسبت +Na+/K اندام هوایی مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته های تحقیق: 

    نتایج این آزمایش نشان داد که بین رقم های جو از نظر میزان کلونیزاسیون و فراوانی هیف، آربسکول و وزیکول قارچ تنوع معنی داری وجود داشت. از طرف دیگر تنش شوری، میزان کلونیزاسیون و فراوانی هیف و آربکسول قارچ را کاهش داد، اما فراوانی وزیکول قارچ افزایش یافت، که میزان کاهش در رقم های متحمل خاتم و افضل و به ویژه در رقم افضل، قابل توجه بود. افزایش فراوانی وزیکول نیز فقط در رقم های ماکویی، ارس و دشت معنی دار بود. نتایج نشان داد که تحت تاثیر تنش شوری، وزن تر اندام هوایی و محتوای نسبی آب برگ، کاهش و غلظت +Na و نسبت +Na+/K اندام هوایی در تمامی رقم های جو افزایش یافت، اما میزان تغییرات این صفات در رقم های ماکویی، ارس و دشت و به ویژه در رقم ارس بیش تر از سایر رقم ها بود. علاوه بر این، وزن تر و محتوای نسبی آب برگ در گیاهان کلونیزه شده با قارچ میکوریزا کم تر از گیاهان کلونیزه نشده بود، با این حال، همزیستی قارچ سبب افزایش محتوای نسبی آب برگ رقم های خاتم و گلشن در شرایط بدون تنش شوری شد.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه نشان داد که تفاوت معنی داری بین رقم های تجاری جو از لحاظ پاسخ به همزیستی با قارچ میکوریزا و واکنش به تنش شوری وجود داشت. با آنکه کاهش کلونیزاسیون ممکن است به گیاه در جلوگیری از مصرف منابع کربوهیدرات کمک کند، اما در مطالعه حاضر، نتیجه مورد انتظار از همزیستی از نظر بهبود رشد گیاه جو و یا تعدیل آثار نامطلوب شوری بر گیاه مشاهده نشد. این امر نشان دهنده پیچیدگی رابطه همزیستی بین گیاه و قارچ است و شرایط محیطی و به ویژه شرایط تنش می تواند این پیچیدگی را بیش تر کند.

    کلید واژگان: فراوانی کلونیزاسیون, محتوای نسبی آب برگ, نسبت +Na+, K, وزن تر اندام هوایی
    Roghaie Azimkhani, Reza Fotovat, Ehsan Mohsenifard *, Nasser Aliasgharzad, Maryam Nadimi
    Introduction

    Symbiosis with arbuscular mycorrhizal (AM) fungi often increases the tolerance of host plants against various stresses. Among abiotic stresses, salinity causes considerable loss in crop productivity. Comprehensive study of plant genotypes response to symbiosis with AM fungi and potential role of this relationship in improving the adverse effects of salinity and increasing plant tolerance would be effective in increasing crop yield. The present study aimed to investigate response of commercial barley varieties to mycorrhizal colonization under salinity stress.

    Materials and methods

    In this experiment, six commercial barley varieties including Khatam, Golshan, Afzal, Aras, Makoui and Dasht were evaluated at two salinity levels of NaCl (0 and 150 mM) and two symbiosis levels including inoculated and non-inoculated with Funneliformis mosseae. A factorial design in a randomized complete block design with three replications was conducted under greenhouse conditions in Zanjan University, Zanjan, Iran. Five weeks after cultivation, barley plants were harvested and the traits related to fungal structures including total colonization rate, and the frequency of hyphae, arbuscule and vesicle were measured. Also, some physiological traits including shoot fresh weight, leaf relative water content (RWC), shoot Na+ concentration, shoot K+ concentration, and Na+/K+ ratio were measured.

    Research findings

    The results of this experiment showed that there was a significant variation between barley varieties in terms of colonization rate and hyphae, arbuscule and vesicle frequencies of AM fungus. Also, salinity stress reduced the colonization rate, and hyphae and arbuscule frequencies of the fungus, but increased the vesicle frequency, which this reduction was more considerable in salt-tolerant varieties, Khatam and Afzal, especially in Afzal. The increase in vesicle frequency was also significant only in Makoui, Aras and Dasht varieties. The results showed that salinity stress reduced shoot fresh weight and leaf relative water content, and increased Na+ concentration and Na+/K+ ratio in all barley varieties, but these changes in Makoui, Aras and Dasht varieties especially in Aras were more than other varieties. On the other hand, colonized plants exhibit lower shoot fresh weight and leaf RWC compared to non-colonized ones. However, symbiosis enhanced leaf RWC in Khatam and Golshan varieties under non-stress conditions.

    Conclusion

    The results of this study showed that there was a significant difference between barley commercial varieties in terms of response to symbiosis with mycorrhizal fungus and response to salinity stress. Although the reduction of colonization rate may help barley plants to prevent the consumption of carbohydrate resources, the expected results of symbiosis in terms of improving barley plant growth or reducing the adverse effects of salinity stress on the plant was not observed in the present study. This indicates the complexity of the symbiotic relationship between plant and fungus, and environmental conditions especially stress conditions can increase this complexity.

    Keywords: Colonization Rate, Na+, K+ Ratio, Relative Water Content, Shoot Fresh Weight
  • مریم لطفی سرابی، رضا فتوت، احسان محسنی فرد*

    عملکرد گندم نان (Triticum aestivum L.)، تحت تنش های محیطی و همچنین با کاهش دما به شدت کاهش می یابد. از سازوکارهای منجر به سازگاری غلات پاییزه به شرایط محیطی، بهاره سازی است که طی آن، گیاه پس از گذراندن یک دوره سرمای طولانی مدت، قادر به گلدهی و یا تسریع فرآیند گلدهی می شود که سازوکارهای مولکولی مربوط به آن همچنان تا حد زیادی ناشناخته هستند. آزمایشی در قالب فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی در سه تکرار و دو فاکتور شامل دو رقم نورستار و باز و تعداد روزهای بهاره سازی 14 و 21 روز در دمای 4 درجه سانتی گراد همراه با گیاهان شاهد انجام شد. تغییرات بیان ژن های NAC، ERF و TCP مرتبط با بهاره سازی با استفاده از روش Real-Time PCR موردبررسی قرار گرفت. همچنین برای درک بهتر پاسخ ژن ها به سرما، پروموتور این سه ژن مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت. بیان هر سه ژن تحت تیمار بهاره سازی رفتار کاهشی نشان داده و فقط بیان ژن TCP تحت 14 روز تیمار بهاره سازی در رقم نورستار و نیز ژن NAC تحت 21 روز تیمار در رقم باز افزایش بیان را نشان دادند. به طورکلی با افزایش تعداد روزهای بهاره سازی میزان بیان ژن ها کاهش یافت. همچنین با تجزیه وتحلیل پروموتورهای ژن های موردمطالعه، 28 نوع عنصر تنظیمی شناسایی شد که تعداد زیادی از آن ها محل اتصال فاکتورهای رونویسی پاسخ دهنده به تنش های زیستی و غیرزیستی هستند. علی رغم تشابه الگوی تغییرات بیانی هر سه ژن در دو رقم موردبررسی، شدت تغییرات در دو رقم یکسان نبوده که می تواند ناشی از عکس العمل متفاوت به تنش سرمایی باشد. نتایج نشان دهنده پیچیده بودن تنظیم بیان ژن ها در بهاره سازی گندم بوده که تعدد محل اتصال فاکتورهای رونویسی پاسخ دهنده به تنش ها در ناحیه پروموتوری این ژن ها می توانند توجیهی بر پیچیدگی تنظیم بیان آن ها در طول دوره بهاره سازی و پاسخ به تنش سرمایی باشند.

    کلید واژگان: بهاره سازی, بیان ژن, پروموتور, فاکتورهای رونویسی
    Maryam Lotfi Sarabi, Reza Fotovat, Ehsan Mohseni Fard *
    Introduction

    The yield of wheat (Triticum aestivum L.), is greatly reduced under environmental stress and decreased temperatures. Therefore, adaptation mechanisms and cold resistance are crucial in this plant. Vernalization is known as one of the essential mechanisms for grain adaptation to environmental conditions, whereby the plant can accelerate the flowering process or flower after a long cold period. Vernalization also plays a significant role in the acquisition of cold resistance in wheat plants. When exposed to low temperatures, certain genes related to vernalization are activated, leading to changes in the plant's physiology and allowing it to a better cold stress tolerance. This process involves complex regulatory mechanisms depending on the cultivar and environmental conditions. Understanding the molecular basis of vernalization and the genes involved in cold resistance could assist in developing new strategies to improve wheat productivity in adverse environments.

    Materials and methods

    In this research, we investigated the expression of three genes, NAC, ERF, and TCP, related to vernalization in two wheat cultivars named Baz and NorthStar, which known as spring and winter cultivars, respectively. The plant samples were preserved in growth racks and applied for vernalization treatment after the tillering stage. RNA extraction was performed at this stage. Real-Time PCR technique was then utilized to analyze the gene expression. To better understanding the function of these genes in response to cold stress, the promoter of the three studied genes was analyzed by screening 500 nucleotides upstream of the wheat TSS. The vernalization treatment was applied at two levels of 14 and 21 days and compared to the control plants under 4°C.

    Results and discussion

    The results showed that the expression of all three genes (TCP, NAC, and ERF) decreased under the vernalization treatment. However, the expression of the TCP and NAC genes increased after 14 and 21 days of treatment in the NorthStar and Baz varieties, respectively. In general, the decreased level of expression was shown by increasing in the number of vernalization days. Notably, the expression of the ERF gene reduced in both tested varieties with the increased number of vernalization days. This trend was also observed in the expression of the NAC gene. However, the vice versa was observed for NAC gene in the Baz variety by an increased expression. In the Baz variety, the expression rate of the TCP gene decreased with an increase in the number of vernalization days, whereas in the NorthStar variety, the gene expression increased and then decreased after 14 and 21 days of treatment. Based on the abundance and diversity of the identified elements resulting from the analysis of the promoters of the studied genes, 28 types of regulatory elements were identified, many of which are binding sites for transcription factors responding to biotic and abiotic stresses Top of Form.

    Conclusion

    Despite the similarity of the pattern of expression changes of all three genes in the two investigated cultivars, the intensity of the changes in the two cultivars was not same, which could be due to different reactions to cold stress. The results show the complexity of gene expression regulation in wheat vernalization. Additionally, the multiplicity of stress-responsive transcription factor binding sites in the promoter region of these genes could be a justification for the complexity of regulating their expression during vernalization and response to cold stress.

    Keywords: Gene Expression, Promoters, Transcription Factors, Vernalization
  • رقیه عظیم خانی، رضا فتوت، احسان محسنی فرد*، ناصر علی اصغرزاد، مریم ندیمی

    به منظور ارزیابی تحمل لاین های جمعیت Oregon Wolfe Barley جو نسبت به شوری و تاثیر همزیستی با قارچ میکوریز آربسکولار بر آن، پژوهشی بر روی 12 لاین، در گلخانه دانشگاه زنجان اجرا شد. همزیستی در دو سطح (تلقیح یا عدم تلقیح با Funneliformis mosseae) و تنش شوری در دو سطح (NaCl صفر و 150 میلی مولار) اعمال شد. وزن تر اندام هوایی، محتوای نسبی آب برگ، غلظت Na+ و K+ اندام های هوایی اندازه گیری شده و بیان دو ژن ترانسپورتر مهم HvNHX2 و HvHKT1;5 در ریشه گیاهان مورد بررسی قرار گرفت. بر اثر شوری، وزن تر اندام هوایی و محتوای نسبی آب برگ کاهش و نسبت Na+/K+ افزایش داشتند. همچنین، صفات مطالعه شده به شکل معنی داری تحت تاثیر همزیستی قرار گرفتند. آنالیز بیان ژن نشان داد تاثیر شوری و همزیستی بر بیان ژن HvNHX2 در لاین ها مشابه نیست. ژن HvHKT1;5 نیز بر اثر شوری افزایش بیان داشت که میزان افزایش در لاین ها متفاوت بود؛ همچنین در تیمار شوری، میزان این افزایش در گیاهان تلقیح شده با میکوریز کمتر از گیاهان تلقیح نشده بود. در مجموع، نتایج نشان داد بین لاین های مطالعه شده از نظر توانایی تنظیم تعادل یونیNa+-K+ تفاوت وجود داشت. همزیستی با قارچ میکوریز با وجود کاهش نسبت Na+/K+ نمی تواند تاثیر شوری بر لاین های جو را جبران کند که این امر می تواند ناشی از شدت تنش شوری اعمال شده، مکانیسم های تحمل شوری لاین ها و یا گونه قارچ باشد. علاوه براین، ارتباط بین بیان ژن HvHKT1;5 و نسبت Na+/K+ می تواند نشان دهنده نقش این ژن در کاهش انتقال Na+ به برگ ها و کمک به حفظ تعادل یونی اندام های هوایی گیاه جو باشد.

    کلید واژگان: قارچ میکوریز آربسکولار, محتوای نسبی آب برگ, نسبت Na+, K+, وزن تر اندام هوایی
    Roghaie Azimkhani, Reza Fotovat, Ehsan Mohsenifard*, Nasser Aliasgharzad, Maryam Nadimi

    Copper, as a micronutrient, is essential for the synthesis of enzymes and proteins. However, excessive copper concentrations can be highly toxic and inhibit the photosynthetic and metabolic pathways in plants, ultimately leading to reduced biomass, delayed flowering and fruiting. Sodium nitroprusside (SNP) (as a nitric oxide donor compound) plays a significant role in plant growth and development, from germination to organ senescence, signal transduction, regulation of antioxidant defense systems, and reduction of heavy metal toxicity. In the present study, the combined effects of two levels of copper sulfate (600 and 1200 µM) and sodium nitroprusside (150 µM) were investigated on some physiological and morphological activities of okra (Abelmoschus esculentus L. cv. Clemsonspineless) is grown hydroponically. The experiments were conducted in a complete randomized design with three replications. Based on our results, the high copper concentration resulted in a reduction in chlorophyll content, essential nutrients, growth parameters and an increase in malondialdehyde, hydrogen peroxide, electrolyte leakage, total protein, proline, soluble sugars, peroxidase enzyme activity and copper content in both the roots and leaves of okra compared to the control plants. Conversely, SNP foliar spray led to an increase in total chlorophyll, uptake of essential elements, peroxidase enzyme activity and a decrease in copper concentration, malondialdehyde and hydrogen peroxide content, as well as ion leakage in okra plants. Therefore, it seems that the application of SNP was able to mitigate the negative effects of copper sulfate stress significantly and enhance the tolerance of okra plants to copper stress conditions.

    Keywords: Oxidative Stress, Antioxidant Enzymes, Sodium Nitroprusside, Electrolyte Leakage
  • زهرا عرفانی مقدم*، رضا فتوت، احسان محسنی فرد، ویکتور رودریگرز
    مقدمه

    اولین گام در برنامه های به نژادی، شناخت دقیق و آگاهی کافی از پارامترهای ژنتیکی شامل نوع عمل ژن ها و نحوه وراثت پذیری صفات مورد مطالعه است. توسعه لاین های با عملکرد بالا و شناسایی گروه های هتروتیک، از جمله مهم ترین اهداف اصلاح کنندگان ذرت محسوب می شوند. همچنین، تعیین لاین های اینبرد والدینی که هیبریدهای مناسبی ایجاد می کنند، بسیار ارزشمند است و می تواند مدت زمان برنامه تولید هیبرید در ذرت را کاهش دهد. تجزیه و تحلیل گرافیکی دای آلل یکی از روش های بیومتریک تجزیه ژنتیکی صفات کمی و چندژنی است که نتایج حاصل از آن می تواند جهت بهبود صفات داخل جمعیت ها، بین جمعیت ها و نیز تولید واریته های هیبرید بسیار مفید باشد. هدف از انجام این آزمایش، ارزیابی نحوه کنترل ژنتیکی عملکرد دانه و صفات وابسته به آن در لاین های اینبرد ذرت بود. نتایج حاصل از این مطالعه می تواند در انتخاب مناسب ترین روش به نژادی صفات مورد مطالعه و تولید هیبریدهای با عملکرد بالا در منطقه زنجان مفید باشد.

    مواد و روش ها

    ببه منظور برآورد نوع عمل ژن، تعداد ژن ها، وراثت پذیری و دیگر پارامترهای ژنتیکی کنترل کننده عملکرد دانه و صفات وابسته به آن در لاین های اینبرد ذرت، از تلاقی های دای آلل 5×5 استفاده شد. والدها و 20 هیبرید حاصل از تلاقی آن ها در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زنجان در سال 1398 مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات مورد مطالعه شامل ارتفاع بوته، طول بلال، تعداد ردیف دانه، تعداد دانه در ردیف، وزن 300 دانه و عملکرد دانه بودند. برای تجزیه و تحلیل ژنتیکی داده ها از روش گرافیکی هیمن استفاده شد.

    یافته های تحقیق: 

    بررسی پارامترهای ژنتیکی برآورد شده در این تحقیق، تاثیر توام اثرات افزایشی و غیرافزایشی ژن ها را در کنترل صفات مورد مطالعه نشان داد. نتایج تجزیه گرافیکی نیز بیانگر وجود اثر فوق غالبیت ژن ها در کنترل صفات بود. آلل های افزاینده صفات مورد بررسی از نوع غالب بودند. دامنه تغییرات وراثت پذیری عمومی از 54 درصد برای وزن 300 دانه تا 89 درصد برای طول بلال و وراثت پذیری خصوصی از 29 درصد برای وزن 300 دانه تا 41 درصد برای تعداد ردیف دانه متغیر بود. اگرچه وراثت پذیری عمومی بالایی برای بیش تر صفات مورد مطالعه برآورد شد که نشان دهنده نقش بیش تر عوامل ژنتیکی و تاثیر نسبتا کم عوامل محیطی در کنترل تنوع این صفات بود، اما وجود اثر فوق غالبیت ژن ها و وراثت پذیری خصوصی کم بیانگر آن است که انتخاب برای این صفات در نسل های اولیه موفقیت آمیز نخواهد بود. بنابراین در بهبود و اصلاح عملکرد و صفات وابسته به آن در لاین های ذرت مورد مطالعه، روش های اصلاحی مبتنی بر دورگ گیری و انتخاب در نسل های پیشرفته می تواند مفید باشد. همچنین، استفاده از لاین EP80 که دارای بیش ترین تعداد ژن های غالب برای کنترل صفات عملکرد و اجزای آن بود، می تواند نتایج امیدوار کننده ای در بهبود این صفات در برنامه های به نژادی داشته باشد.

    نتیجه گیری

    در مجموع نتایج حاصل از این آزمایش در مورد نوع عمل ژن های کنترل کننده عملکرد دانه و صفات وابسته به آن در لاین های ذرت مورد مطالعه نشان دهنده نقش قابل توجه اثر فوق غالبیت ژن ها بود. بنابراین، مناسب ترین راهکار برای بهره برداری از آن و اصلاح جمعیت، به دست آوردن ارقام هیبرید است که امکان بهره برداری از هتروزیس را در والدین مورد بررسی فراهم می کند.

    کلید واژگان: پارامترهای ژنتیکی, روش هیمن, عمل ژن, فوق غالبیت
    Zahra Erfani Moghadam *, Reza Fotovat, Ehsan Mohseni Fard, Victor Rodriguez
    Introduction

    The first step in breeding programs is accurate identification and sufficient knowledge of genetic parameters, including the type of gene action and the heritability of the studied trait. Development of high yielding lines and the identification of heterotic groups are the most important objectives of corn breeders. Also, determining the inbred lines of parents that create suitable hybrids is very valuable and can reduce the duration of the hybrid production program in corn. Graphic diallele analysis is one of the biometric methods of genetic analysis of quantitative and multigenic traits, the results of which can be very useful for improving traits within and between populations as well as producing hybrid varieties. The objective of this experiment was to investigate the genetic control of grain yield and related traits in maize inbred lines. The results of this study can be useful in selecting the most appropriate breeding method for the studied traits and producing high yielding maize hybrids in Zanjan region, Iran.

    Materials and methods

    To estimate the type of gene action, the number of genes, heritability and other genetic parameters controlling grain yield and its related traits in maize inbred lines, a 5×5 diallel crosses design was used. The parents and 20 hybrids derived from their crosses were evaluated in a randomized complete block design with three replications in the research field of Zanjan University, Zanjan province, Iran, in 2019. The studied traits were including plant height, ear length, number of grain rows in ear, number of grains per row, 300-grain weight, and grain yield. The genetic analysis of the data was done according to Hayman (1954) graphical approach.

    Research findings

    Estimating the genetic parameters showed both additive and non-additive gene effects in controlling the studied traits in this research. The results of graphical analysis also indicated the existence of over-dominance gene effects in controlling grain yield and its related traits. The alleles increasing the studied traits were of dominant type. Broad-sense heritability varied from 54% for 300-grain weight to 89% for ear length, and narrow-sense heritability ranged from 29% for 300-grain weight to 41% for number of grain rows per ear. Although high general heritability was estimated for most of the studied traits, which indicates the greater role of genetic factors and the relatively less influence of environmental factors in controlling the diversity of these traits, the existence of over-dominance effect of genes and low narrow-sense heritability indicates that the selection of these traits in the early generations will not be successful. Therefore, the breeding methods based on hybridization and selection in advanced generations can be useful in improving and breeding the grain yield and its related traits in the studied maize inbred lines. Also, the use of EP80 inbred line which had the most number of dominant genes for controlling yield and its components may have promising results in improving these traits in breeding programs.

    Conclusion

    In total, the results of the current study regarding the type of gene action controlling grain yield and its components in the studied maize inbred lines showed the important role of the over-dominance effects of genes. Therefore, the most appropriate strategy for exploiting these genes and improving the population is to obtain hybrid varieties that provide the possibility of exploiting heterosis in the investigated parents. is to use the heterosis phenomenon and produce hybrid varieties.

    Keywords: Gene action, Genetic parameters, Hayman's approach, Over-dominance
  • حمزه میرزائی*، فرید شکاری، رضا فتوت، محمدامیر دلاور

    بمنظور بررسی اثر منابع مختلف ترکیبات گوگردار بهمراه تلقیح باکتری تیوباسیلوس بر گیاه ذرت در شرایط تنش فلزات سرب و روی، آزمایشی بصورت فاکتوریل طرح بلوک های کامل تصادفی در گلخانه تحقیقاتی کشاورزی دانشگاه زنجان در سال 1400 اجرا گردید. تیمارهای گوگرد شامل گوگرد عنصری (75/0، 25/1 و 2 گرم برکیلوگرم خاک) گوگرد همراه باکتری تیوباسیلوس (بیوگوگرد) (1، 2 و 3گرم برکیلوگرم خاک) و سولفات پتاسیم (5/0، 1 و 5/1گرم برکیلوگرم) بود. نتایج نشان داد که صفات مورفولوژیک، آناتومیک و فیزیولوژیک در مرحله رشد رویشی در تمام تیمارهای اعمال شده معنی دار شدند. تیمارهای اعمال شده نسبت به شاهد موجب افزایش میزان کلروفیل، فلورسانس و آنزیم ها گردید. این افزایش باعث کاهش دمای برگ، افزایش طول سلول-های برگ و در نتیجه موجب افزایش سطح برگ و سرعت برگ دهی در گیاهان گردید. در تیمار گوگرد بهمراه باکتری این افزایش بیشتر بود. اما تیمارهای گوگرد عنصری 2گرم و سولفات پتاسیم 5/1 گرم در گیاه تنش ایجاد کردند و موجب کاهش میزان صفات نسبت به شاهد شدند. همچنین گیاهان در خاک آلوده دچار تنش شدند و میزان صفات ذکر شده نیز کاهش یافتند. اما با اعمال تیمارها میزان صفات کاروتنویید، پروتیین کل و پروکسیداز افزایش یافتند که موجب کاهش تنش در گیاهان شدند و به تبع آن میزان صفات و شاخص های رشدی در گیاه نسبت به شاهد در خاک آلوده افزایش یافتند. می توان نتیجه گرفت که تیمار گوگرد همراه باکتری در مقایسه با دیگر تیمارها موجب فعال شدن سیستم دفاعی آنزیمی و غیرآنزیمی و متحمل شدن گیاه به تنش گردید. و نهایتا بهبود رشد گیاه را موجب می گردد.

    کلید واژگان: آنزیم, بیوگوگرد, تنش سرب و روی, سطح برگ
    Hamzeh Mirzaie *, Farid Shekari, Reza Fotovat, MohammadAmir Delavar

    Investigating the effect of various sources of sulfurous compounds along with the inoculation of Thiobacillus bacteria on corn plants under stress conditions of lead and zinc metals, Factorial experiment of randomized complete blocks design was carried out in the Agricultural Research Greenhouse of Zanjan University in 2021. The treatments include elemental sulfur (0.75, 1.25 and 2 g/kg soil), sulfur with thiobacillus bacteria(biosulfur) (1, 2 and 3 g/kg soil) and potassium sulfate (0.5, 1 and 1.5 g/kg soil). The results showed traits were significant in the vegetative growth stage in all applied treatments. The treatments increased the amount of chlorophyll, enzymes compared to the control. Then decreased the leaf temperature, Increasing the length of leaf cells. also, it increases the leaf area and leaf production rate in plants. This increase was higher in sulfur treatment with bacteria. But the treatments of 2 grams of elemental sulfur and 1.5 grams of potassium sulfate caused stress in the plant and reduced the amount of traits compared to the control. Also, the plants in contaminated soil were stressed and the amount of the mentioned traits also decreased. However, with the application of treatments, the amount of carotenoid, total protein and peroxidase traits increased, which reduced the stress in plants and increased the amount of traits and growth indicators compared to control in contaminated soil. Sulfur treatment with bacteria, compared to other applied treatments, by activating the enzymatic and non-enzymatic defense system of the plant, causes the plant to tolerate stress and improve plant growth.

    Keywords: biosulfur, Enzymes, Leaf surface, lead, zinc stress
  • حمزه میرزائی*، فرید شکاری، محمدامیر دلاور، رضا فتوت
    سابقه و هدف

    بررسی ها نشان داده اند که آلودگی فلزات سنگین در مزارع موجب ایجاد تنش و کاهش عملکرد شده است. این موضوع سبب نگرانی بابت خطر مصرف مواد غذایی آلوده برای سلامتی انسان گردیده. نقش تنظیم کننده های گیاهی در شرایط تنش فلزات سنگین در سال های اخیر مورد توجه بوده. سرب و روی(در غلظت بالا) فلزات سمی برای گیاهان می باشند، که به راحتی توسط سیستم ریشه ایی گیاه جذب می گردند. در نتیجه موجب آسیب به رشد و توسعه گیاه و جلوگیری از فعالیت آنزیمی می شوند. ذرت جهت برداشت دانه و علوفه دارای اهمیت اقتصادی می باشد. در مناطق آلوده به تنش فلزات سنگین، جذب این قبیل فلزات توسط گیاه، نه تنها باعث کاهش عملکرد گیاه می گردد، بلکه از نظر کیفی و تغذیه ای نیز اثر خود را بجا گذارد. جهت ارزیابی تاثیر غلظت و روش-های مختلف کاربرد هورمون سالیسیلیک اسید بر رشد، فتوسنتز و ویژگی های آناتومیکی و فیزیولوژیکی در ذرت تحت تنش فلزات روی و سرب و همچنین امکان کاهش خطر سمیت این عناصر آزمایشی بصورت گلخانه انجام شد.

    مواد و روش ها

    اثر کاربرد هورمون سالیسلیک اسید روی گیاهان ذرت تحت تنش فلزات سنگین مورد بررسی قرار گرفت. غلظت فلزات شامل: دو غلظت سرب (0 و 250 میلی مولار) از منبع نیترات سرب و روی (0 و 2500 میلی مولار) از منبع سولفات روی بود. سالیسیلیک اسید به دو روش محلول پاشی برگی و پرایم بذر در غلظت های صفر (آب مقطر)، 750 و 1500 میکرومولار سالیسیلیک اسید و یک گروه بذری بدون تنش و بدون اعمال تیمار بعنوان شاهد انجام گردید. آزمایش بصورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی انجام شد. صفت های اندازه گیری شده شامل صفات مورفولوژیک (ارتفاع، دمای بوته، اختلاف دمای محیط و برگ و نسبت برگ دهی) و صفات فیزیولوژی (شاخص پایداری غشاء، فلورسانس کلروفیلی، پرولین، میزان قندهای محلول، کارتنویید، پروتیین و بعضی از آنزیم ها) و همچنین میزان جذب فلزات سرب و روی در بافت ریشه و بخش هوایی بوته بود. آزمایش در شرایط کشت هیدروپونیک صورت گرفت. نتایج بدست آمده با استفاده از نرم افزار آماری SPSS مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. مقایسه میانگین داده-ها نیز با نرم افزار SPSS و آزمون دانکن انجام شد. برای رسم جداول از نرم افزار Excel 2003 استفاده گردید.

    یافته ها

    صفاتی مانند: دمای برگ، اختلاف دمای محیط و برگ و صفات فیزیولوژیک مانند: پرولین، میزان قندهای محلول، کارتنویید، پروتیین و بعضی از آنزیم ها افزایش یافتند و بعضی دیگر از صفات مانند: ارتفاع، و نسبت برگ دهی، شاخص پایداری غشاء، فلورسانس کلروفیلی نسبت به شاهد کاهش یافتند. مقایسه روش کاربرد سالیسیلیک اسید نشان داد در شرایط بدون تنش، پرایمینگ بذر نتایج بهتری در صفات اندازه گیری شده داشت. اما کاربرد محلول پاشی برگی تحت تنش سرب و روی از طریق کاهش جذب عناصر سنگین توسط سیستم ریشه باعث بهبود کارکردهای گیاهی و کاهش اثرات تنش شدند.

    نتیجه گیری

    سالیسیلیک اسید سیستم دفاعی گیاهان را بوسیله سنتز تعدادی پروتیین و افزایش اسمولیت های پرولین و قندهای محلول و آنتی-اکسیدانت های آنزیمی و غیرآنزیمی مانند کارتنویید فعال می کند. در نتیجه کاهش تنش اکسیداتیو و محافظت از غشای کلروپلاستی و دستگاه فتوسنتزی، تولیدات فتوسنتزی بهبود می یابد در نتیجه ارتفاع و نسبت برگ دهی افزایش یافت. سالیسلیک اسید نیز جذب فلزات سنگین توسط سیستم ریشه گیاه و انتقال آن به بخش هوایی بوته بازداری کرد که موجب کاهش علایم تنش در بخش هوایی بوته شد. با اعمال سالیسلیک اسید بعضی ویژگی های مورد بررسی بوسیله کاهش اثرات تنش بهبود یافت. کاربرد روش محلول پاشی برگی باعث بهبود صفات فیزیولوژیک و مورفولوژیک در دوران رشد گیاه شد و بهتر از روش پرایم بذر عمل کرد. در نتیجه، به نظر می رسد در شرایط تنش فلزات سرب و روی می توان با تیمار محلول پاشی برگی، گیاه را نسبت به تنش این دو فلز متحمل کرد.

    کلید واژگان: آنزیم های آنتی اکسیدان و پروتئین, پیش تیمار بذر و محلول پاشی برگ, پرولین, سرب و روی, دمای برگ
    Hamzeh Mirzaie *, Farid Shekari, MohammadAmir Delavar, Reza Fotovat
    Background and objectives

    Investigations showed that the pollution of heavy metals, especially lead, in fields has caused tension and decreased yield. This issue has caused concern about the risk of consuming contaminated food for human health. The role of plant regulators in heavy metal stress conditions has been of interest in recent years. Lead and zinc (in high concentration) are toxic metals for plants, which are easily absorbed by the plant's root system. As a result, they cause damage to plant growth and development and prevent enzyme activity. Maize is economically important for harvesting seeds and fodder. However, in areas contaminated with metal stress, due to the absorption of metals by the plant, the yield of the cultivated plant in these areas decreases, for this purpose, an experiment aimed at the effect of concentration and different methods of salicylic acid hormone on growth, photosynthesis and anatomical characteristics. and physiological in corn under the stress of zinc and lead metals and also the possibility of reducing the risk of toxicity of these elements is investigated.

    Materials and methods

    In order to investigate the mitigating effects of two methods of applying salicylic acid hormone on corn plants under heavy metal stress, the experiment was carried out as follows. The concentration of metals included: different concentrations of lead (0 and 250 mM) and zinc (0 and 2500 mM) and the treatments were with two methods of foliar spraying and priming in zero concentrations (distilled water), 750 and 1500 μmol salicylic acid and a group of seeds without stress and no treatment were considered as controls. By implementing a factorial design on morphological traits (height, plant temperature, temperature difference between the environment and leaves, and leafing ratio) and physiological traits (membrane stability index, chlorophyll fluorescence, proline, soluble sugars, carotenoid, protein and some enzymes) as well as the absorption of lead and zinc metals in the root tissue and the aerial part of the plant under hydroponic cultivation conditions. The obtained results were subjected to statistical analysis using SPSS statistical software. The mean comparison of experimental data was also done with Duncan's test. Excel 2003 software was used to draw the figures.

    Results

    Morphological traits such as: plant temperature, difference between Environment and leaf temperature and physiological traits such as: proline, soluble sugars, carotenoid, protein and some enzymes increased and some other traits such as: height, and leafing ratio, index Membrane stability, chlorophyll fluorescence decreased compared to the control. These traits showed better results in seed priming treatment without stress. However, the use of foliar spray under lead-zinc and lead stress improved the stress effects by reducing the absorption of heavy elements by the root system.

    Conclusions

    SA activates the defense system of plants by synthesizing a number of proteins and increasing proline osmolytes and soluble sugars and enzymatic and non-enzymatic antioxidants such as carotenoids. As a result of reducing the oxidative stress and protecting the chloroplast membrane and the photosynthetic apparatus, the photosynthetic production is improved, resultly, the height and the proportion of the leaves increased. SA also prevents the absorption of heavy metals by the root system of the plant and its transfer to the aerial part of the plant, which reduces the signs of stress in the aerial part of the plant. By applying salicylic acid, some properties were improved by reducing the effects of stress. The use of foliar spraying improved the physiological and morphological traits during plant growth and worked better than the seed priming method. resultly, in farms with two metals lead and zinc, it is possible to tolerate the stress of these two metals by foliar spraying treatment.

    Keywords: Antioxidant Enzymes, Protein, Seed Pretreatment, spray, Proline, Lead, Zinc, Leaf Temperature
  • پروانه حسن زاده*، رضا فتوت، علیرضا یوسفی، حسین جعفری
    در سال های اخیر استفاده از دگرآسیبی در مدیریت علف های هرز بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه اثر دگرآسیبی لاین های یک جمعیت هاپلویید مضاعف جو بر خصوصیات رشدی گیاه چاودار وحشی و قدومه در آزمایشگاه زراعت واصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان مورد مطالعه قرار گرفت. برخی صفات جوانه زنی (طول ریشه چه و ساقه چه، وزن تر و خشک گیاهچه) در جو، چاودار و قدومه و وراثت پذیری آن ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که لاین های هاپلویید مضاعف و چاودار و قدومه کشت شده همراه با جو از نظر هر چهار صفت وزن تر، وزن خشک، طول ریشه و طول ساقه با هم تفاوت معنی داری دارند. لاین 25 و 34 کمترین میزان دگرآسیبی و لاین 17 بیشترین میزان دگرآسیبی را بر گیاه چاودار نشان داد. لاین های 39، 48، 55، 65، 66، 68، 70، 75، 76، 77 و 82 جو نیز تحت تاثیر دگرآسیبی گیاه چاودار قرار گرفتند. لاین 73 و 17 نیز بیشترین میزان دگرآسیبی را بر گیاه قدومه داشت. به جز وزن خشک شاهد جو، طول ریشه چه و ساقه چه قدومه که وراثت پذیری خصوصی پایینی داشتند، سایر صفات وراثت پذیری متوسطی را نشان دادند.
    کلید واژگان: آللوپاتی, هاپلوئید مضاعف جو, چاودار, وراثت پذیری
    Parvaneh Hasanzadeh *, Reza Fotovat, Alireza Yousefi, Hossein Jafari
    In recent years, the use of allelopathy in weed management has received great attention. In this study, the effect of allelopathy of a double haploid population of barley on the growth characteristics of wild rye and hedge mustard was studied in the Laboratory of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Zanjan University. Some germination traits (root and shoot length, fresh and dry weight of seedlings) and their heritability were measured in barley, rye and hedge mustard. The results showed that the double haploid lines, rye and hedge mustard are significantly different in terms of all four traits of fresh weight, dry weight, root length and stem length. Lines 25 and 34 showed the lowest allelopathy and lines 17 showed the highest allelopathy on rye. Lines 39, 48, 55, 65, 66, 68, 70, 75, 76, 77 and 82 of barley were also affected by rye allelopathy. Lines 73 and 17 had the highest rate of allelopathy on hedge mustard plant, as well. Except for the dry weight of barley control, the length of roots and stems of hedge mustard, which had low private heritability, showed moderate other heritability traits.
    Keywords: Allelopathy, Barley double haploid, Rye, heritability
  • سید کمیل ترابی، ایرج الله دادی*، غلام عباس اکبری، مجید قربانی جاوید، رضا فتوت

    به دلیل صنعتی شدن و فعالیت های مخرب انسانی، آلودگی خاک به عناصر سنگین به شدت در حال گسترش است. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر استفاده از سیلیکون و اسیدسالیسیلیک بر عملکرد و برخی صفات فیزیولوژیک ذرت در دو مزرعه خصوصی رحیمی و مولوی (که آلوده به فلزات سنگین بود و در مجاورت کارخانه های سرب و روی شهر زنجان واقع شده بودند) در سال 1399 به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل محلول پاشی سالیسلیک اسید در چهار سطح صفر، 600، 1200 و 1800 میکرو مولار و محلول پاشی نانوسیلیکون در چهار سطح صفر، 600، 1200 و 1800 میلی مولار بود. نتایج آنالیز خاک نشان داد که غلظت عناصر سرب، روی و کادمیوم در هر دو مزرعه از حد مجاز بالاتر بوده و این آلودگی فلزات سنگین در مزرعه رحیمی شدت بیشتری داشت. آلودگی فلزات سنگین سبب کاهش ارتفاع بوته، عملکرد دانه و اجزای آن، عملکرد زیستی، محتوای کلروفیل و افزایش پرولین شد. بیشترین عملکرد دانه و وزن هزاردانه از تیمار 1800 میلی مولار اسیدسالیسیلیک و 1200 میلی مولار نانوسیلیکون و کمترین آن از تیمار شاهد (عدم مصرف اسیدسالیسیلیک و نانوسیلیکون) به دست آمد. بیشترین محتوای کلروفیل از تیمار 1800 میلی مولار اسیدسالیسیلیک در مزرعه مولوی به دست آمد و در تیمار 1800 میلی مولار نانوسیلیکون حداکثر مقدار کلروفیل نیز در مزرعه مولوی مشاهده شد. در مجموع تیمارهای به کاررفته تاثیر مثبت بر بهبود عملکرد و اجزای عملکرد کمی، محتوای کلروفیل و محتوای نسبی آب برگ ذرت علوفه ای داشت. از بین سطوح به کار رفته تیمارها، محلول پاشی 1800 میلی مولار سالیسیلیک اسید و 1200 میلی مولار نانوسیلیکون برای بهبود تحمل تنش فلزات سنگین در این منطقه قابل مطالعه و بررسی بیشتر است.

    کلید واژگان: تنظیم کننده رشد, روی, سرب, سمیت فلزات سنگین, عناصر ریزمغذی, کادمیوم
    Seyed komeil Torabi, Iraj Alahdadi *, GholamAbbas Akbari, Majid Ghorbani Javid, Reza Fotovat

    Industrialization and destructive human activities have led to a rapid spread of heavy elements contamination in soil. The purpose of this study was to investigate the effect of silicon and salicylic acid on yield and physiological traits of corn in Rahimi and Molavi farms (contaminated with heavy metals and located near lead and zinc factors in Zanjan) in 2020, by using a factorial design based on randomized complete blocks. Factors included spraying salicylic acid at zero, 600, 1200, and 1800 µM, and spraying nanosilicon at zero, 600, 1200 and 1800 mM. Based on the results of soil analysis, lead, zinc, and cadmium concentrations in both fields were higher than the allowable limit and this heavy metal contamination was more severe in Rahimi field. Heavy metal contamination reduced plant height, grain yield and yield components, biological yield, chlorophyll content, and proline levels. The highest grain yield and grain weight were obtained with 1800 µM salicylic acid and 1200 mM nanosilicon treatments, and the lowest with the control treatment (without salicylic acid or nanosilicon). The highest chlorophyll content was obtained from 1800 µM salicylic acid treatment on Molavi's farm and the maximum amount of chlorophyll was observed in 1800 mM nanosilicon treatment. Overall, the treatments improved the yield, chlorophyll content, and relative water content of corn leaves. It is recommended to spray 1800 µM salicylic acid and 1200 mM nanosilicon on the corn fields in this area to increase the stress tolerance under heavy metal conditions.

    Keywords: Cadmium, growth regulators, lead, Toxicity of heavy metals, Zinc
  • پروانه حسن زاده، رضا فتوت*، علیرضا یوسفی، حسین جعفری
    مقدمه و هدف

    شناخت آللوپاتی در گیاهان زراعی به منظور اصلاح و افزایش عملکرد، حفظ تنوع گونه ای، مدیریت گیاهان و حفاظت از محیط زیست لازم و ضروری است. با وجود مطالعات انجام گرفته درباره آللوپاتی گیاهان، توسعه و معرفی ارقام زراعی با توان آللوپاتی بالا تا حدود زیادی بعلت کمبود اطلاعات در مورد ژنتیک آن محدود است.

    مواد و روش ها

    برای بررسی اثر آللوپاتی لاین های هاپلویید مضاعف جو و گیاه چاودار، آزمایشی در قالب طرح لاتیس ساده با دو تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زنجان در سال 1397 اجرا شد. یک ردیف چاودار در وسط کرت های آزمایشی جو کشت شد. برخی صفات فیزیولوژیک و ارتفاع بوته در چاودار اندازه گیری شده و محتوای فنل نیز در جو در شرایط طبیعی مورد مطالعه قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج حاصل از اثر آللوپاتی لاین های مضاعف جو نشان داد از نظر ارتفاع بوته، محتوای کلروفیل b، میزان کارتنویید، مقدار کربوهیدرات و شاخص محتوای کلروفیل (SPAD) در گیاه چاودار اختلاف معنی داری ایجاد شد. لاین های هاپلویید مضاعف جو نیز از نظر محتوای فنل اختلاف معنی دار داشتند.

    نتیجه گیری

    نتایج این تحقیق می تواند نشان دهنده پتانسیل جمعیت هاپلویید مضاعف جو معروف به OWB در مطالعات ژنتیک آللوپاتی باشد.

    کلید واژگان: آللوپاتی, آللوکمیکال, قابلیت های آللوپاتیک, هاپلوئید مضاعف جو
    Parvaneh Hasanzadeh, Reza Fotovat*, Alireza Yousefi, Hossein Jafari
    Introduction and Objective

    Understanding allelopathy in crop plants is necessary and essential in order to improve and increase yield, maintain species diversity, manage plants and protect the environment. Despite the studies conducted on plant allelopathy, the development and introduction of cultivars with high allelopathic ability is limited to a large extent due to the lack of information about its genetics.

    Material and Methods

    To investigate the allelopathic effect of double haploid lines of barley and rye, an experiment was conducted in the form of a simple lattice design with two replications in the research farm of Zanjan University in 2017. A row of rye was planted in the middle of the barley experimental plots. Some physiological traits and plant height were measured in rye and phenol content was also studied in the atmosphere under natural conditions.

    Results

    The results of the effect of double barley allelopathy lines showed that there was a significant difference in plant height, chlorophyll b content, carotenoid content, carbohydrate content and chlorophyll content index (SPAD) in rye plant. Barley double haploid lines also had significant differences in terms of phenol content.

    Conclusion

    The results of this research can indicate the potential of double haploid population of barley known as OWB in allelopathy genetic studies.

    Keywords: Allelopathy, Allelochemical, Allelopathic capabilities, Double haploid barley
  • محمد عابدینی اسفهلانی*، رضا فتوت
    به منظور بررسی ترکیب پذیری لاین های اینبرد آفتابگردان در شرایط آبیاری معمول و تنش کم آبی و نیز وراثت برخی از صفات فیزیولوژیکی در این گیاه، هشت لاین اینبرد با تحمل به تنش متفاوت با سه لاین نر عقیم تلاقی داده شدند. 24 هیبرید حاصل به همراه 11 والد و یک هیبرید تجاری به نام برزگر به عنوان شاهد در یک طرح کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. فاکتور آبیاری در کرت های اصلی در دو سطح نرمال (آبیاری بر اساس 100 درصد نیاز آبی) و تنش (قطع آبیاری از مرحله ظهور گل آذین) و 36 ژنوتیپ آفتابگردان در کرت های فرعی قرار گرفتند. در فصل رشد صفات شاخص کلروفیل، محتوای آب نسبی، تلفات آب برگ، سرعت رشد اولیه، دمای برگ و عملکرد دانه اندازه گیری شدند. تجزیه واریانس صفات بیانگر اثر معنی دار تنش کم آبی روی شاخص کلروفیل، محتوای آب نسبی، دمای برگ و عملکرد دانه بود. با توجه به نتایج تجزیه لاین × تستر، اثر لاین ها در شرایط نرمال از نظر  شاخص کلروفیل، تلفات آب برگ، سرعت رشد اولیه و عملکرد دانه و در شرایط تنش آبی از نظر شاخص کلروفیل و سرعت رشد اولیه معنی دار بود. در مورد تستر ها نیز از لحاظ شاخص کلروفیل، سرعت رشد اولیه و عملکرد دانه در شرایط نرمال و از لحاظ تلفات آب برگ، سرعت رشد اولیه و عملکرد دانه در شرایط تنش کم آبی اختلاف معنی دار وجود داشت. معنی دار بودن اثر لاین ها و تستر ها در مورد این صفات نشان دهنده تفاوت  بین ترکیب پذیری عمومی آن ها و وجود اثر افزایشی ژن ها بود. اثر متقابل لاین × تستر فقط در شرایط نرمال در مورد صفت عملکرد دانه معنی دار بود. شاخص کلروفیل و سرعت رشد اولیه از وراثت پذیری عمومی نسبتا بالایی در هر دو شرایط آبیاری برخوردار بودند. عملکرد دانه نیز دارای وراثت پذیری عمومی نسبتا بالا در هر دو شرایط بود ولی وراثت پذیری خصوصی آن تنها در شرایط تنش کم آبی نسبتا بالا بود. برآورد اثرات ترکیب پذیری عمومی نشان داد که لاین های  C122 و  C123 و تستر A19 در هر دو شرایط دارای بیشترین مقدار مثبت ترکیب پذیری عمومی از لحاظ عملکرد دانه بودند. هیبرید A196 × C41 در شرایط نرمال و هیبرید A112 × C111 در شرایط تنش کم آبی دارای ترکیب پذیری خصوصی مثبت معنی داری بودند. از بین صفات فیزیولوژیکی مورد بررسی در شرایط نرمال فقط صفت تلفات آب برگ با عملکرد همبستگی معنی داری را نشان داد. در شرایط تنش کم آبی، تلفات آب برگ و سرعت رشد اولیه همبستگی مثبت معنی داری با عملکرد دانه داشتند در حالی که دمای برگ با عملکرد دانه همبستگی منفی نشان داد. در نتیجه، به نظر می رسد که از تلفات آب برگ، سرعت رشد اولیه و دمای برگ ​​می توان برای بهبود غیرمستقیم عملکرد دانه آفتابگردان تحت شرایط تنش کمبود آب استفاده کرد.
    کلید واژگان: اثر ژن, لاین × تستر, وراثت پذیری, هیبرید
    Mohammad Abedini Esfahlani *, Reza Fotovat
    To investigate the combining ability of sunflower (Helianthus annuus L.) inbred lines and also the inheritance of several physiological traits of this plant in normal irrigation and water-deficit-stress conditions, eight inbred lines with different drought tolerance were crossed with three cytoplasmic male sterile lines. The resulting 24 hybrids, 11 parents, and a commercial hybrid (Barzghar) as the control were evaluated in a split-plot design based on the randomized complete block design with three replications. Irrigation was applied in the main plots at two levels, normal (irrigation based on 100% water requirement) and stress (irrigation withhold after the appearance of the inflorescence), and 36 sunflower genotypes in subplots. During the growing season, chlorophyll content (Chl), relative water content (RWC), leaf water loss (LWL), early growth rate (EGR), leaf temperature (LT), and grain yield (GY) were measured. The analysis of variance showed the significant effect of water-deficit stress on Chl, RWC, LT, and GY. According to the results of the line × tester analysis, the effect of lines was significant for Chl, LWL, EGR, and GY in normal conditions, and on Chl and EGR in the water-deficit-stress conditions. In the case of the testers, there was a significant difference in Chl, EGR, and GY under normal conditions, and in LWL, EGR, and GY under stress conditions. The significant effect of lines and testers on these traits indicated a difference between their general combining ability (GCA) and the existence of additive gene effects. The interaction of line × tester was significant only for GY in normal conditions. Chl and EGR had a relatively high broad-sense and narrow-sense heritability at both conditions. The GY had also relatively high broad-sense heritability in both conditions but its narrow-sense heritability was only relatively high at the water-deficit-stress conditions. The C122 and C123 lines and the A19 tester had the highest positive GCA for GY in both conditions. The hybrid A196 × C41 in the normal conditions and A112 × C111 in the stress conditions had a positive SCA. Among the physiological traits, only LWL showed a significant correlation with GY in normal conditions. Under water-deficit-stress conditions, LWL and EGR had a positive correlation with GY, while LT showed a negative correlation with GY. In conclusion, it seems that LWL, EGR, and LT can be used to indirectly improve GY of sunflower under water-deficit stress conditions.
    Keywords: Gene action, Heritability, Hybrid, Line × tester
  • مهدیه سادات حسینی، هادی سالک معراجی، افشین توکلی*، رضا فتوت
    گندم یکی از مهم ترین گیاهان زراعی دنیا است. به کارگیری راه کارهایی که سبب بهبود عملکرد گندم شود، بسیار ضروری است. به منظور بررسی اثرات محلول پاشی سیتوکینین بر خصوصیات فیزیولوژیکی و عملکرد ارقام گندم، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در سال زراعی 1395 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل محلول پاشی بنزیل آمینوپورین در دو سطح (صفر (شاهد) و 50 میکرومولار) و شش رقم گندم (آزادی، کرج 3، روشن، فلات، سرداری و یاواروس) بودند. محلول پاشی هورمون در مرحله ی 50 درصد ظهور خوشه ها (کد 55 مرحله رشدی زادوکس) سه مرتبه به فاصله هر هفت روز یک بار انجام گردید. سرعت فتوسنتز، دوام شاخص سطح برگ، وزن هزار دانه، عملکرد زیست توده و عملکرد دانه با کاربرد سیتوکینین افزایش معنی داری داشت. طول دوره پر شدن همه ارقام به جز رقم فلات با کاربرد سیتوکینین افزایش یافت. هم چنین، کاربرد سیتوکینین سرعت پر شدن دانه همه ارقام را کاهش ولی رقم روشن را به میزان 17/3درصد افزایش داد. محلول پاشی سیتوکینین وزن خشک نهایی دانه ارقام آزادی، روشن و یاواروس را به ترتیب به میزان 5/6، 14/8و 6/2 درصد افزایش داد ولی بر سایر ارقام اثر معنی داری نداشت. از بین ارقام مورد بررسی، رقم آزادی با میانگین 1/08 و رقم سرداری با 1/55 میلی گرم در روز به ترتیب کم ترین و بیش ترین سرعت پر شدن دانه را دارا بودند. کاربرد سیتوکینین طول دوره پر شدن دانه همه ارقام به غیر از رقم روشن را افزایش داد. در شرایط بدون کاربرد سیتوکینین، رقم آزادی با 5700 کیلوگرم در هکتار بیشترین و رقم روشن با 3100 کیلوگرم در هکتار، کمترین عملکرد دانه را دارا بودند. نتایج نشان داد که واکنش ارقام گندم به کاربرد سیتوکینین یکسان نبوده و نتیجه به دست آمده در ارقام مختلف گندم متفاوت می باشد.
    کلید واژگان: بنزیل آمینوپورین, پر شدن دانه, دوام سطح برگ, فتوسنتز, Triticum aestivum
    Mahdie Sadat Hosseini, Hadi Salek Mearaji, Afshin Tavakoli *, Reza Fotovat
    Introduction
    Wheat (Triticum aestivum L.) is one of the most important crops and is grown nearly everywhere in the world. Wheat is the primary staple food in many countries. In light of the fact that wheat yield varies depending on environmental conditions, it is crucial to employ strategies that increase wheat yield.
    Materials and Methods
    To investigate the effects of foliar application of cytokinin on the physiological traits and yield of wheat cultivars, a factorial experiment based on randomized complete block design with tree replications was conducted at the research farm of the Agriculture Faculty, University of Zanjan, during the 2016 cropping seasons. Six wheat cultivars (Azadi, Karaj 3, Roshan, Falat, Sardari and Yavarus) were treated with foliar applications of cytokinin (6-benzylaminopurine) at two levels (0 (control) and 50 µM). At the 50% stage of cluster emergence (code 55 Zadox growth stage), hormone foliar application was performed three times per week. Foliar spraying was done at sunset. To improve absorption, five ml of diluted Tween 20 (0.1%) was added to each 20-liter sprayer. 10 days after the third spraying, a sample was taken and the traits were measured in order to determine their value.
    Results and Discussion
    The application of cytokinin significantly increased photosynthetic rate, leaf area index durability, weight per thousand grains, biological yield, and grain yield. The application of cytokinin had no significant impact on the greenness index of the Falat, Karaj 3, Roshan, and Yavarus cultivars, but increased the greenness index of the Sardari cultivar by 116.2% and decreased the greenness index of the Falat cultivar by 12.0%. The Karaj 3 cultivar had the highest photosynthesis with an average of 10.6 μmol.m-2.s-1 net CO2 assimilation rate, while the Falat cultivar had the lowest photosynthesis with 6.46 μmol.m-2.s-1 net CO2 assimilation rate. The application of cytokinin increased the leaf area index duration of the Falat, Karaj 3, and Yavarus cultivars while having no effect on the other cultivars. The foliar application of cytokinin had no effect on the number of seeds per plant, but there were significant differences in the number of seeds among the cultivars studied. The cultivars Karaj 3 and Yavarus had the highest and lowest seed yields per plant, with 172.6 and 83.7 seeds per plant, respectively. The foliar application of cytokinin increased the final grain dry weight of the Azadi, Roshan, and Yavarus cultivars by 5.6%, 14.8%, and 6.2%, respectively, but had no effect on the Karaj 3, Falat, and Sardari cultivars. The Azadi cultivar with an average of 1.08 mg/day and the Sardari cultivar with an average of 1.55 mg/day had the lowest and highest grain filling rates, respectively, among the cultivars studied. Except for the cultivar Roshan, the application of cytokinin increased during the grain filling period of all other cultivars. Compared to the control treatment, cytokinin increased the one-thousand seed weight by 5%. Cytokinin increased the weight of one-tousand seeds by 5% compared to the control treatment. The application of cytokinin increased the yield of the Yavarus, Karaj 3, and Sardari cultivars by 23.7%, 30.1%, and 65.5%, respectively, but had no effect on the yield of other cultivars. In the absence of cytokinin application, Azadi had the highest grain yield at 5700 kg/ha, while Roshan had the lowest at 3100 kg/ha. The application of cytokinin had no significant effect on the harvest index. The Sardari and Yavarus cultivars had the highest and lowest harvest indices (31.4% and 25.1%, respectively), whereas the harvest indices of the other cultivars did not differ significantly.
    Conclusion
    Morphological, physiological, and yield-related traits differ among wheat cultivars, as demonstrated by the results of the present study. The results demonstrated that the response of wheat cultivars to cytokinin application was highly variable, and that hormone application may be ineffective or have a negative impact on certain traits.
    Keywords: Benzylaminopurine, Grain filling, Leaf area duration, photosynthesis, Triticum aestivum
  • مهدیه سادات حسینی، هادی سالک معراجی، افشین توکلی*، رضا فتوت
    به منظور بررسی اثر محلول پاشی سیتوکینین بر تبادلات گازی، انتقال مجدد و تخصیص مواد فتوسنتزی ارقام گندم، آزمایشی در شرایط مزرعه اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل محلول پاشی 6- بنزیل آمینوپورین در دو سطح، صفر (شاهد) و 50 میکرومولار و شش رقم گندم (آزادی، کرج 3، روشن، فلات، سرداری و یاواروس) بودند که به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج آزمایش نشان داد که محلول پاشی سیتوکینین سبب افزایش شاخص سطح برگ ارقام مورد مطالعه شد و رقم روشن بالاترین شاخص سطح برگ را دارا بود. سرعت فتوسنتز ارقام مورد بررسی نیز با یکدیگر متفاوت بود و کاربرد سیتوکینین سبب افزایش سرعت فتوسنتز شد. محلول پاشی سیتوکینین انتقال مجدد ارقام فلات، روشن و سرداری را افزایش و رقم آزادی را کاهش داد، ولی بر ارقام کرج 3 و یاواروس اثر معنی داری نداشت. تاثیر سیتوکینین بر تخصیص مواد فتوسنتزی به ساقه، برگ و سنبله در ارقام مورد بررسی بسیار متفاوت بود به طوری که با کاربرد سیتوکینین، تخصیص مواد فتوسنتزی به برگ در رقم فلات کاهش و در سایر ارقام افزایش یافت، اما در مورد سنبله، تخصیص مواد به سنبله در رقم روشن کاهش و در ارقام کرج 3 و سرداری افزایش یافت، در حالی که بر سایر ارقام اثرگذار نبود. در مقابل، تخصیص مواد فتوسنتزی به ساقه با محلول پاشی سیتوکینین به میزان 3/3 درصد کاهش یافت و ارقام سرداری، یاواروس و روشن بالاترین درصد تخصیص مواد فتوسنتزی به ساقه را دارا بودند. عملکرد ارقام کرج 3، یاواروس و سرداری با محلول پاشی سیتوکینین افزایش یافت، به طوری که بیش ترین و کم ترین عملکرد دانه در تیمار بدون محلول پاشی به ترتیب در ارقام آزادی (5700 کیلوگرم در هکتار) و روشن (3100 کیلوگرم در هکتار) مشاهده شد، در حالی که در شرایط محلول پاشی سیتوکینین، ارقام یاواروس و روشن به ترتیب با 6300 و 3300 کیلوگرم در هکتار بیش ترین و کم ترین عملکرد دانه را دارا بودند. نتایج نشان داد که تاثیر سیتوکینین بر ارقام مختلف گندم و صفات مختلف، متفاوت بود، اما برای دستیابی به نتایج دقیق تر و اطلاعات کامل تر، پیشنهاد می شود غلظت سیتوکینین داخلی ارقام گندم نیز مورد سنجش قرار گیرد.
    کلید واژگان: انتقال مجدد, تخصیص مواد فتوسنتزی, سرعت فتوسنتز, سیتوکینین, عملکرد دانه
    Mahdie Sadat Hosseini, Hadi Salek Mearaji, Afshin Tavakoli *, Reza Fotovat
    To investigate the effect of foliar application of cytokinin on gas exchange, remobilization and allocation of photosynthetic materials of wheat cultivars, an experiment was carried out under field conditions. The experimental treatments included foliar application of 6-benzylaminopurine at two levels (0 as control and 50 μM), and six wheat cultivars (Azadi, Karaj 3, Roshan, Falat, Sardari and Yavarus) which as factorial experiment in a randomized complete block design with four replication were studied. The results showed that foliar application of cytokinin increased leaf area index (LAI) and Roshan had the highest leaf area index. Photosynthetic rate of the studied cultivars was also different and the use of cytokinin increased the photosynthetic rate. Foliar application of cytokinin increased the remobilization of Falat, Roshan and Sardari cultivars and decreased Azadi cultivar, but had no significant effect on Karaj 3 and Yavarus cultivars. The effect of cytokinin on the allocation of photosynthetic assimilates to stem, leaf and spike of the studied cultivars was very different, so that with the application of cytokinin, the allocation of photo-assimilates to leaf decreased in Falat and increased in the other cultivars, but in the case of spike, the allocation of photo-assimilates to spike decreased in Roshan cultivar and increased in Karaj 3 and Sardari cultivars, while it did not affect on the other cultivars. In contrast, the allocation of photo-assimilates to stem was reduced about 3.3% by foliar application of cytokinin and Sardari, Yavarus and Roshan cultivars had the highest percentage of the allocation of photo-assimilates to stem. Grain yield of Karaj 3, Yavarus and Sardari cultivars increased by foliar application of cytokinin and the highest and lowest grain yield was observed in the control treatment (no application of cytokinin) in Azadi (5700 kg/ha) and Roshan (3100 kg/ha) cultivars, respectively, while under cytokinin foliar application, Yavaros and Roshan cultivars with 6300 and 3300 kg/ha had the highest and lowest grain yield, respectively. The results of this experiment showed different effects of cytokinin on different traits and wheat cultivars, but to obtain more accurate and complete results, it is suggested to measure the internal cytokinin concentration of wheat cultivars.
    Keywords: Allocation photo-assimilate, Cytokinin, Grain yield, Photosynthesis rate, Remobilization
  • محمد عابدینی اسفهلانی*، رضا فتوت

    به منظور بررسی اثر تنش خشکی بر پارامترهای ژنتیکی عملکرد و برخی صفات مورفوفیزیولوژیکی آفتابگردان، هیبرید های حاصل از تلاقی هشت لاین بازگردان باروری با سه لاین نرعقیم در دو شرایط آبیاری معمول و تنش خشکی به صورت آزمایش کرت های خردشده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج تجزیه لاین × تستر نشان داد که در شرایط نرمال اثر لاین ها و تسترها از نظر تمام صفات مورد بررسی معنی دار بود. در شرایط تنش اثر لاین در مورد صفات شاخص کلروفیل، سرعت رشد اولیه و ارتفاع بوته و اثر تستر از لحاظ صفات سرعت رشد اولیه، قطر ساقه، ارتفاع بوته و عملکرد دانه معنی دار شد. اثر متقابل لاین × تستر فقط در مورد صفت عملکرد دانه در شرایط نرمال معنی دار گردید. برآورد اثرات ترکیب پذیری عمومی صفات نشان داد که لاین های C122 و C123 و تستر A19 در هر دو شرایط دارای بیشترین مقدار مثبت ترکیب پذیری عمومی از لحاظ عملکرد دانه بودند و به عنوان والدین مطلوب برای تولید هیبریدهای مناسب در برنامه های اصلاحی قابل استفاده می باشند. برآورد هتروزیس صفات مورد بررسی نشان داد که بیشترین میزان هتروزیس عملکرد دانه در شرایط نرمال و تنش به ترتیب به میزان 126/6 و 123/9 درصد مربوط به هیبرید A112×C41 بود. از بین صفات مورد بررسی در شرایط نرمال دو صفت قطر ساقه و قطر طبق و در شرایط تنش علاوه بر این دو صفت، صفات سرعت رشد اولیه و ارتفاع بوته هم همبستگی مثبت و معنی داری با عملکرد دانه داشتند.

    کلید واژگان: اثر ژن, ترکیب پذیری, وراثت پذیری, هتروزیس, هیبرید
    Mohammad Abedini Esfahlani *, Reza Fotovat

    To study the effect of drought stress on genetic parameters of yield and some morphophysiological traits of sunflower, the hybrids obtained from the cross of eight restorer lines with three sterile male lines and two normal irrigation and drought stress conditions were evaluated in a split-plot experiment based on randomized complete block design with three replications. The results of line × tester analysis showed that under normal conditions, line and tester effects were significant for all studied traits. Under stress conditions, the effect of lines was significant in chlorophyll index, initial growth rate, and plant height and the effects of tester were significant in early growth rate, plant height, stem diameter, and grain yield. Estimation of the effects of general combining ability of traits showed that two lines, C122, C123, and A19 tester had the highest positive combining ability in grain yield and could be used as good parents for producing suitable hybrids in breeding programs. Estimation of heterosis of the studied traits showed that the highest rate of heterosis of grain yield under normal and stress conditions were 126.6% and 123.9%, respectively, for the A112×C41 hybrid. Two traits stem diameter, and head diameter showed a significant correlation with grain yield under normal conditions, while four traits, initial growth rate, plant height, stem diameter, and head diameter, was correlated positively with grain yield under stress conditions.

    Keywords: Combining Ability, Gene Effect, heritability, heterosis, Hybrid
  • نسترن مهری، رضا فتوت*، احسان محسنی فرد
    تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی از مشکلات اساسی قرن 21 ام محسوب می شود، به نحوی که می تواند بسیاری از پدیده های طبیعی را تحت تاثیر قرار دهد. گزارش هایی وجود دارند مبنی بر این که حساسیت زایی آلرژن ها تحت تاثیر تغییرات اقلیمی قرار دارند. آلرژن Bet v 1 آلرژن تنفسی مهم دانه گرده درخت غان و پروتوتایپی از خانواده پروتیینی RP-10 است که در دانه گرده گندم گزارش شده است. جهت بررسی اثر تغییرات تنش خشکی روی بیان ژن Bet v 1 در دانه گرده گندم، دو ژنوتیپ گندم در مرحله میوز بساک تحت تایر تنش خشکی قرار گرفتند. سپس بساک های بالغ گندم در مرحله گرده افشانی مورد آزمایش های مولکولی قرار گرفتند. تجزیه بیان ژن Bet v 1 که کدکننده آلرژن است، با استفاده از دستگاه Real-time PCR انجام گرفت. نتایج نشان دهنده القای Real-time PCR در هر دو ژنوتیپ بود. ژنوتیپی که توسط اصلاح کنندگان برای تحمل گرما اصلاح شده بود، دارای افزایش بیان بیشتر ژن Bet v 1 بود. به دلیل گسترش گندم، به ویژه گندم های اصلاح شده، به عنوان گیاه اساسی و با در نظر گرفتن اثر دانه گرده گندم روی افزایش آلرژی در انسان، ژن Bet v 1 می تواند مشکل جدیدی در جامعه بشریت باشد. بنابراین، این یافته تایید جدیدی است از نگرانی در مورد اثر تغییرات اقلیمی روی سلامت انسان که بر اهمیت تلاش برای کاهش تغییرات اقلیمی جهت پرهیز از به مخاطره انداختن سلامت عمومی تاکید دارد.
    کلید واژگان: آلرژن تنفسی, آلرژی دانه گرده درخت غان, بیان ژن, گرمایش جهانی
    Nastaran Mehri, Reza Fotovat *, Ehsan Mohseni Fard
    In the 21st century, climate changes and global warming have become critical concerns, in that they can affect many of the natural phenomena. It is reported that aeroallergen sensitization is influenced by changes in climate. Bet v 1 is an important birch pollen respiratory allergen and a prototype for the PR-10 protein family, which has been reported in wheat pollen. Two wheat genotypes were exposed to water deficit at the meiosis stage of anthers to investigate the effect of drought stress changes on wheat pollen Bet v 1 expression. Then, mature anthers of wheat underwent molecular experiments in the anthesis stage. Expression analysis was carried out, using Real-time PCR, on the Bet v 1 gene that encodes allergens. The results indicated the induction of Bet v 1 in both genotypes in the water deficit condition. The genotype which had been improved by breeders for tolerating drought more than the other genotype revealed more increase in Bet v 1 expression. Given the great spread of wheat, especially improved genotypes worldwide as a pivotal and crop plant and regarding wheat pollen effect on provoking allergy in humans, Bet v 1 can cause new distress in human society. Therefore, this finding is considered as a new verification of concerns of climate change on human health, which emphasizes the importance of efforts to alleviate climate changes to avoid the risk of public health.
    Keywords: Aeroallergen, Birch pollen allergy, Gene Expression, Global Warming
  • صالح امیری، رضا فتوت، بهمن پناهی*، علیرضا تاری نژاد، سید ابوالقاسم محمدی

    براساس آخرین بررسی های آماری و اپیدمیولوژیک در ایران، سرطان بعد از بیماری های قلبی- عروقی و حوادث، سومین عامل مرگ و میر به شمار می آید. دو آلکالویید وین بلاستین و وین کریستین که عمدتا در بخش هوایی گیاه پروانش تولید می شوند، به صورت وسیعی در درمان تومورهای انسانی مورد استفاده قرار می گیرند. لذا استفاده از روش های زیست فناوری برای افزایش تولید این آلکالویید ها یک امر ضروری به شمار می رود. با توجه به تنظیم پذیر بودن مسیر بیوسنتز ایندول آلکالوییدها (TIAs) ، تغییر در غلظت پیش ماده ها و آنزیم ها توسط محرک های زیستی و غیر زیستی می تواند رویکرد مهم در این زمینه باشد. این محرک ها از طریق القاء سیستم ایمنی گیاه پروانش باعث تحریک بیوسنتز و انباشت متابولیت های وین بلاستین و وین کریستین می شوند. لذا در این مطالعه استفاده از محرک های زیستی و غیر زیستی بر روی مسیر بیوسنتز آلکالوییدهای ایندول ترپنوییدی (TIAs) جهت بهبود تولید این متابولیت ها مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. بر اساس مطالعات ما این مقاله اولین مقاله در زمینه مرور اثرات تحریک کننده ها بر تولید وین بلاستین و وین کریستین می باشد و این مقاله می تواند در روشن کردن مسیر آینده تحقیقات در این زمینه مفید باشد.

    کلید واژگان: آلکالوئیدهای ایندول ترپنوئیدی, متابولیت های ثانویه, سرطان, وین بلاستین, وین کریستین
    Saleh Amiri, Reza Fotovat, Bahman Panahi*, Alireza Tarinezhad, Seyyed Abolghasem Mohammadi

    Based on recent statistical survey, the cancer is the third important factor in Iran mortality. Vinblastine and vincristine alkaloids are dominantly biosynthesized in the aerial parts of periwinkle, broadly applied for cancer treatment. Therefore, over production of these alkaloids by using the biotechnological approaches is inevitable. Since the terpenoid indole alkaloids (TIAS) biosynthesis pathway is adjustable, modification of underlying substrate and enzymes concentration by biotic and abiotic elicitors are important approaches for overproduction of these metabolites. Abiotic and biotic are induced the immune systems of periwinkle and subsequently increased the biosynthesis and accumulation of vinblastine and vincristine. So this study we reviewed and discussed the impacts of different abiotic and biotic elicitors on terpenoid indole alkaloids (TIAS) biosynthesis and consequent secondary metabolites over production. Based on our knowledge this is the first study on the reviewing of the different elicitors on vinblastine and vincristine and it will be more helpful in the future studies.

    Keywords: Cancer, Secandery metabolite, Terpenoid indole alkaloids, Vinblastine, Vincristine
  • شکوفه مجتوی، رضا فتوت*، خوزه کلمنرو فلورز

    پاسخ گیاه به تنش خشکی با صفات فیزیولوژیکی و بیان ژن رابطه مثبتی دارد. مطالعات متعدد اخیر نشان می دهد که پروتئین های کانال غشایی به نام  Aquaporin (AQPs) با تاثیر بر رفتار هدایت روزنه می توانند در پاسخ گیاهان به شرایط تنش نقش داشته باشند. ژنsunTIP7  عضو خانواده AQPs  می باشد  که در تنش های مختلف محیطی از جمله تنش خشکی درگیر می باشد. در این مطالعه به منظور بررسی بیان ژن sunTIP7 و ارتباط آن با صفات محتوای آب نسبی (RWC)، هدایت روزنه ا ی، وزن تر و خشک بخش هوایی گیاه، سطح ریشه، شاخص کلروفیل (SPAD) و نشت الکترولیتی در شرایط تنش خشکی، شش لاین اینبرد انتخابی آفتابگردان (Helianthus annuus L.) در شرایط آبیاری نرمال و کم آبیاری در گلخانه کشت شدند. تیمار کم آبیاری در مرحله چهار برگی تا زمان گلدهی اعمال گردید و موجب کاهش صفات فیزیولوژیک و رشدی گیاه شد. بیشترین میزان هدایت روزنه ای در هر دو شرایط در لاین C138 مشاهده شد. مقدار بیان ژن sunTIP7  در لاین های آفتابگردان در شرایط تنش متفاوت بود.  کمترین میزان بیان این ژن در لاین C138 مشاهده شد که این کاهش بیان احتمالا با هدایت روزنه ای بالا در این لاین مرتبط است. با این حال رابطه مشخصی بین بیان صفات فیزیولوژیک و بیان ژن sunTIP7 در لاین های مورد بررسی مشاهده نشد. این نتایج نشان می دهد که تحمل به خشکی در آفتابگردان یک صفت پیچیده بوده و یک راهکار مولکولی ساده قادر به توضیح تحمل خشکی در لاین های اینبرد آفتابگردان نیست.

    کلید واژگان: آفتابگردان, آکواپورین, تنش خشکی, هدایت روزنه ای, sunTIP7
    Shokoufeh Mojtavi, Reza Fotovat *, José M. Colmenero-Flores

    The response of a plant to drought stress is positively related to physiological traits and gene expression. Various recent studies suggest that membrane channel proteins, named aquaporin (AQPs), by affecting stomatal conductance behavior could be involved in plant responses to stress conditions. The sunTIP7 gene is a member of AQPs protein that is included in different environmental stress such as drought stress. In this study in order to investigate the sunTIP7 gene expression and its relation with relative water content (RWC), stomatal conductance, shoot fresh and dry weight, root area, chlorophyll index (SPAD) and electrolyte leakage (EL), six selected sunflower (Helianthus annuus L.) inbred lines were planted in a greenhouse under normal irrigation and water deficit conditions. The water deficit treatments were applied during 4th leaflet to flowering stage. Drought conditions reduced crop growth and physiological traits. The highest stomatal conductance was found in the C138 line under both conditions. Sunflower lines had different fold change expression of sunTIP7 gene under drought stress. The expression of the sunTIP7 genewas the lowest in C138, and this downregulation may explain its highest stomatal conductance. However, there was not any clear relationship between physiological traits and expression of sunTIP7 gene in all six sunflower inbred lines. These results suggest that drought tolerance in sunflower is a complex trait and there is no simple molecular explanation for drought tolerance in sunflower lines.

    Keywords: Aquaporin, Drought Stress, Stomatal Conductance, Sunflower, sunTIP7
  • مونا سلطانی، نجمه احمدیان چاشمی، محسن شریفی، رضا فتوت*، مهرداد بهمنش
    اهداف

    سرطان سینه شایع ترین نوع بدخیمی زنان در سراسر جهان است. از میان روش های مختلف در پیشگیری و درمان سرطان، ترکیبات طبیعی گیاهی دارای مزایای بیشتری نسبت به داروهای شیمیایی هستند و عوارض جانبی کمتری دارند. اخیرا مطالعات بسیاری در ارتباط با خواص آنتی اکسیدانی، ضدسرطانی، ضدتکثیری و ضدالتهابی لیگنان های گیاهی انجام شده است که نشان دهنده اهمیت این ترکیبات در پیشگیری و درمان انواع بیماری ها است. در مطالعه حاضر اثرات سمیت سلولی و القای آپوپتوز توسط ترکیبات لیگنانی پینورسینول و لاریسی رسینول بر رده سلولی سرطان سینه SKBr3 بررسی شد.

    مواد و روش ها:

     سلول های SKBr3 با غلظت های مختلفی از پینورسینول و لاریسی رسینول به مدت 72 ساعت تیمار شدند. سپس قابلیت حیات سلولی و تغییرات مورفولوژیکی سلول ها به ترتیب با ارزیابی MTT و میکروسکوپ نوری معکوس تعیین شدند. همچنین القای آپوپتوز به وسیله آنالیز فلوسایتومتری و با استفاده از کیت تشخیص آپوپتوز آنکسین V-FITC بررسی شد.

    یافته ها:

     تیمارهای پینورسینول و لاریسی رسینول هر دو در حالت وابسته به غلظت موجب القای تغییرات مورفولوژیکی، کاهش قابلیت رشد، حیات، تکثیر سلولی و افزایش معنی دار میزان القای آپوپتوز در رده سلولی SKBr3 نسبت به سلول ها شدند.

    نتیجه گیری: 

    القای آپوپتوز و جلوگیری از رشد و تکثیر سلول های سرطانی از مکانیزم های مهم در درمان سرطان است. پینورسینول و لاریسی رسینول می توانند از طریق کاهش تکثیر سلولی و افزایش القای آپوپتوز در پیشگیری و درمان سرطان سینه مفید باشند.

    کلید واژگان: سرطان سینه, پینورسینول, لاریسی رسینول, سمیت سلولی, آپوپتوز
    M. Soltani, N. Ahmadian Chashmi, M. Sharifi, R. Fotovat*, M. Behmanesh
    Aims

    Breast cancer is the most common malignancy in women throughout the world. Among the various methods for preventing and treating cancer, plant natural compounds have more benefits than chemical drugs and have less side effects. Recently, many studies have been carried out on the antioxidant, anticancer, antiproliferation, and antiinflammatory properties of plant lignans, indicating the importance of these compounds in the prevention and treatment of various diseases. In the present study, the cytotoxic effects and inducing apoptosis of pinoresinol and lariciresinol lignans were investigated on SKBr3 breast cancer cell line.

    Materials & Methods

    SKBr3 cells were treated with different concentrations of both pinoresinol and lariciresinol, separately for 72 hours. Then, cell viability and cells morphological changes were determined using MTT assay and inverted light microscope, respectively. Also, apoptosis induction was analyzed by flow cytometry using an Annexin V-FITC apoptosis detection kit.

    Findings

    Both pinoresinol and lariciresinol treatments induced morphological changes, decreased cell growth, survival, proliferation and a significant increase in apoptosis induction in SKBr3 cell line compared to control cells in a concentration-dependent manner.

    Conclusion

    Inducing apoptosis and preventing the growth and proliferation of cancer cells are important mechanisms in the treatment of cancer. Pinoresinol and lariciresinol can be used to reduce cell proliferation and increase apoptosis induction in prevention and treatment of breast cancer.

    Keywords: Breast Cancer, Pinoresinol, Lariciresinol, Cytotoxicity
  • نوشین آشوری، رضا فتوت*، مریم مرتضایی فر، نسترن مهری

    گذر به مرحله گلدهی از طریق بهاره سازی اثر چشمگیری بر تحمل سرما و صفات زراعی غلات زمستانه دارد. مشخص شده است که در بسیاری از گیاهان، RNAهای کوچک نقش مهمی را در زمان گلدهی دارند. شواهدی وجود دارند که نشان می دهند خانواده های miR156 و miR172 نقش اساسی در گذر به مرحله گلدهی گیاهان را ایفا می کنند. در این پژوهش بیان دو ژن با تنظیم زمانی miR156، miR172 و ژن های هدف آن ها (SPL3، AP2) در دو رقم گندم نان بهاره (باژ) و زمستانه (نورستار) در سال زراعی 97-1396 مورد ارزیابی قرار گرفت. بهاره سازی در معرض تیمار سرمایی چهار درجه سانتی گراد بمدت دو و 14 روز در مرحله گیاهچه اعمال گردید. زمان گلدهی که بر اساس تعداد برگ نهایی برآورد شد فقط در رقم زمستانه نورستار تحت تیمار بهاره سازی کاهش معنی داری داشت. همچنین نتایج تجزیه واریانس نشان داد که برهمکنش تیمارهای بهاره سازی و ارقام گندم نیز بر تعداد برگ نهایی معنی دار بود. مقایسه بیان ژن ها با استفاده از روش bootstrapping نشان داد که ژنmiR172  در تیمار بهاره سازی فقط در رقم نورستار کاهش بیان معنی داری داشت. بیان ژن miR156 نیز تحت تیمار بهاره سازی دو رقم گندم کاملا متفاوت بود. افزایش میزان بیان ژن miR156 در رقم باژ معنی دارنبود، ولی تیمار بهاره سازی باعث کاهش معنی دار بیان این ژن در رقم نورستار گردید. اگرچه القای بیان ژن AP2 در بهاره سازی 14 روزه در هر دو رقم مشاهده شد، با این حال، بیان ژن SPL3 فقط در رقم نورستار کاهش معنی داری داشت و این کاهش در بهاره سازی دو روزه بسیار قابل توجه بود. برخلاف تصور، رابطه معنی داری بین افزایش بیان miRNA ها و کاهش بیان ژن های هدف آنها در دو رقم گندم مورد مطالعه وجود نداشت. این موضوع نشان می دهد که سازوکار مولکولی زمان گلدهی در گندم پیچیده بوده و اساسا هنوز ناشناخته است.

    کلید واژگان: اپی ژنتیک, تنش سرما, زمان گلدهی, گندم و microRNA
    Nooshin Ashoori, Reza Fotovat*, Maryam Mortezaefar, Nastaran Mehri

    Floral transition through vernalization has a large influence on cold tolerance and agronomic traits in winter cereals. It is now apparent that in many plants small RNAs play critical roles in determination of the flowering time. There is evidence suggesting that the miR156 and miR172 families play a key role in the flowering transition of plants. In this study, the expression of two temporally regulated miRNA (miR156 and miR172) and their targeted genes (SPL3, AP2) were investigated in the winter bread wheat cv. Norstar and the spring bread wheat cv. Baj in 2017-2018 cropping season. The vernalization was exposed to the cold treatments (4°C) for 2 and 14 days at seedling stage. Time to flowering was estimated using the final leaf number (FLN), which significantly decreased under vernalization treatments, only in winter cultivar 'Norstar'. Moreover, analysis of variance showed that vernalization treatments × cultivarsv interaction effect was significant on FLN. Comparison of gene expression using bootstrapping method showed that the expression of miR172 was significantly down-regulated only in Norstar under vernalization treatments. Similarly, the expression of miR156 was completely different under vernalization treatment in two cultivars. Increased expression of miR156 in Baj cultivar was not significant, but vernalization treatment significantly decreased the expression of this gene in cv. Norstar. Although the induction of AP2 expression during vernalization (14 days) was observed in both cultivars, but, the expression levels of SPL3 were only significantly decreased in cv. Norstar, and this reduction was more in two-day vernalization. Unexpectedly, in this experiment, there was no relationship between up-regulation of both miRNA and down-regulation of their targeted genes in two bread wheat cultivars. These results demonstrated that molecular mechanism of flowering time in bread wheat is complex and still largely unknown.

    Keywords: Cold stress, Epigenetic, Flowering time, miRNA, Wheat
  • صالح امیری، رضا فتوت*، علیرضا تاری نژاد، بهمن پناهی، سید ابولقاسم محمدی

     پروانش با نام علمی Catharanthus roseus به عنوان یک گیاه دارویی مهم و پرکاربرد از نظر خواص دارویی می باشد. در این تحقیق، پس از بهینه سازی شاخه زایی و ریشه زایی گیاه پروانش، یکنواختی ژنتیکی گیاهان باززایی شده با استفاده از پنج جفت نشانگر ISSR مورد ارزیابی قرار گرفت. ریزنمونه ها پس از استریل روی محیط کشت موراشیک و اسکوگ (MS) حاوی غلظت های متفاوت از هورمون های گیاهی بنزیل آمینو پورین (BAP) و اسید ژیبرلیک (GA3) و ایندول بوتیریک اسید (IBA) کشت شدند. تجزیه داده ها نشان داد که بیشترین میزان استقرار (80/67 درصد) در یک میلی گرم در لیتر BAP و GA3 حاصل شد. بیشترین ضریب شاخه زایی (5/20 شاخه تولید شده بر حسب ریزنمونه) و میانگین طول شاخه (6/30 سانتی متر) در تیمار حاوی 1/5 میلی گرم در لیتر BAP + 0/5 میلی گرم در لیتر IBA حاصل شد. همچنین، بهترین پاسخ ریشه زایی(80/30 درصد) در محیط کشت MS 1/2 حاوی یک میلی گرم در لیتر IBA به دست آمد. برای بررسی یکنواختی ژنتیکی گیاهان باززایی شده در مقایسه با گیاه مادری از نشانگر ISSR استفاده شد و نتایج نشان داد که ریزازدیادی گیاه پروانش از طریق نوک شاخه ها یک روش قابل اطمینان برای تولید مقادیر زیادی گیاهچه با میزان تولید یکنواخت از متابویت های ثانویه می باشد.

    کلید واژگان: جوانه جانبی, شاخهزایی, ضد سرطان, نشانگرهای ISSR, یکنواختی ژنتیکی
    Saleh Amiri, Reza Fotovat *, AliReza Tarinejad, Bahman Panahi, Seyed Abolghasem Mohammadi

    Catharanthus roseus is an important multipurpose medicinal plant. In this study, in vitro proliferation and root induction of periwinkle were optimized and regenerated plants were subsequently surveyed for genetic homogeneity using the inter simple sequence repeat (ISSR) markers. Shoot tips and nodal segments were cultured in Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with different concentrations of benzylamino-purine (BAP), gibberellic acid (GA3), and indol-3-butyric acid (IBA) hormones. ISSR profiling of regenerated plants as well as the mother plant were surveyed with five primers. The highest establishment rate (80.67%) was obtained in the MS medium containing 1.0 mg L-1 GA3 and 1.0 mg L-1 BAP. Highest proliferation rate (5.20 shoots/explant) and average shoot length (6.30 cm) were observed in 1.5 mg L-1 BAP + 0.5 mg L-1 IBA. Moreover, the best rooting response (85.30%) was observed on half strength MS containing 1.0 mg L-1 IBA. Genetic fidelity analysis using ISSR markers showed the monomorphic banding pattern of the micro-propagated plants and the mother plant, which highlighted their genetic uniformity. This implies that periwinkle micropropagation through shoot tip is the most reliable method for true-to-type production of C. roseus in a large scale.

    Keywords: Anti-cancer, Axillary bud, Genetic fidelity, ISSR markers, Proliferation
  • زهرا عرفانی، رضا فتوت*، احسان محسنی فرد، ویکتور رودریگز

    حساسیت ذرت به تنش سرما طی مراحل اولیه رشد اتوتروفیک، محدودیت مهمی جهت کاشت آن در مناطق سرد به شمار می رود. به منظور شناسایی اساس فیزیولوژیک هتروزیس تحمل به سرما در گیاهچه ذرت، تغییرات برخی از صفات فیزیولوژیک در لاین ها و هیبریدهای متحمل و حساس به سرما در مرحله گیاهچه ای در دانشگاه زنجان در سال 1396  مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که تاثیر تیمار سرما بر صفات فلورسانس کلروفیل، محتوای رطوبت نسبی، نشت الکترولیت، محتوای کلروفیل a، محتوای کلروفیل b، کاروتنوئیدها، حجم ریشه، سطح ریشه و وزن خشک ریشه معنی دار بود. هتروزیس نسبت به والد برتر در محتوای کلروفیل b، سطح ریشه، حجم ریشه و نشت الکترولیت در بیش تر هیبریدها مشاهده شد. کارایی هیبرید MO17×EP80 از نظر صفات فیزیولوژیک تحت شرایط تنش نسبت به بقیه هیبریدها بهتر بود. هیبریدهای EP42×MO17 و A661×MO17 نیز رشد و گستردگی ریشه بهتری تحت شرایط تنش سرما داشتند. همبستگی معنی دار بین مقادیر هتروزیس فقط در برخی صفات که دارای اساس ژنتیکی، فیزیولوژیک و یا نموی مشترک بودند، مانند وزن خشک ریشه و محتوی آب نسبی و یا محتوای کلروفیل b و نشت الکترولیت مشاهده شد، اما همبستگی بین مقادیر هتروزیس در سایر صفات به طور کلی ضعیف بود که نشان می دهد اساس ژنتیکی هتروزیس وابسته به صفت است و احتمالا توسط یک مکانیسم واحد کنترل نمی شود. وجود اختلافات معنی دار بین ژنوتیپ ها در همه صفات، امکان جدیدی برای بهبود تحمل به تنش سرما در یک گیاه گرمسیری با استفاده از اصلاح نباتات فراهم می کند.

    کلید واژگان: راندمان کوانتومی فتوسیستم II (Fv-Fm), ریشه, محتوای کلروفیل, نشت الکترولیت
    Reza Fotovat *, Ehsan Mohsenifard, Victor Rodriguez, Zahra Erfani

    Corn susceptibility to cold stress during early autotrophic growth is an important limitation for its cultivation in the cold areas. To identify the physiological basis of cold tolerance heterosis in maize seedlings, the changes of some physiological traits were studied in maize cold tolerant and susceptible inbred lines and hybrids at seedling stage in University of Zanjan, Iran, in 2017. The results showed that the effect of cold treatment onchlorophyll fluorescence, relative water content, electrolyte leakage,chlorophyll acontent, chlorophyll bcontent, carotenoids, root volume, root area androot dry weight were significant. The better-parent heterosis was detected in chlorophyll b content, root area, root volume and electrolyte leakage in most hybrids. Performance of MO17×EP80 hybrid was better than other hybrids for all physiological traits under stress conditions. EP42×MO17 and A661×MO17 hybrids also had better root growth and extension under cold stress conditions.The significant correlation was only observed between heterosis values of some traits that had a common genetic, physiological and developmental basis, such as root dry weight and relative water content or chlorophyll b content and electrolyte leakage. However, the correlation between heterosis values of the other traits was generally poor, indicatingthat the genetic basis of heterosis is trait dependent and probably not controlled by a single mechanism. The significant differences among genotypes in all traits, provide a new opportunitto improve cold stress tolerance in a tropical plant using plant breeding.

    Keywords: Chlorophyll content, Electrolyte leakage, Quantum efficiency of photosystem II (Fv-Fm), Root
  • نسترن مهری، رضا فتوت *، احسان محسنی فرد

    با وجود نقش محوری گندم، کشت آن در ایران اغلب به صورت دیم است. از طرف دیگر روند گرم شدن جهانی به صورت افزایشی است. برای استفاده بهینه از منابع محدود آب، اصلاح عملکرد گندم از طریق مطالعه سازوکار های افزایش کارائی مصرف آب، امری ضروری است. در این مطالعه اثر هدایت روزنه ای (gs) بر روی کارایی مصرف آب (WUE) و اجزای آن در گندم نان (Triticum aestivum L.) مورد مطالعه قرار گرفت. هفت کولتیوار گندم نان (مرودشت، روشن B.C.، داراب 2، Vee/Nac، شیراز، چمران، مارون) در گلدان تحت شرایط آبیاری نرمال کشت شدند. الگوی تغییرات برای WUE و اجزای آن در کولتیوارهای مختلف، متفاوت بود. هدایت روزنه ای همبستگی مثبت با کارایی مصرف آب کل، کارایی تعرق  و عملکرد دانه داشت. تجزیه ضرایب مسیر نشان داد که اثر مستقیم کارایی تعرق بر عملکرد دانه (91/0) بیشتر از اثر مستقیم HI (40/0) بود. اگر چه gs اثر مستقیم نزدیک به صفر روی عملکرد دانه داشت، ولی اثر خود را به طور غیرمستقیم از طریق کارایی تعرق (47/0) اعمال نمود.

    کلید واژگان: شاخص برداشت, کارایی تعرق, کارایی مصرف آب, هدایت روزنه ای, Triticum aestivum L
    Nastaran Mehri, Reza Fotovat *, Ehsan Mohseni Fard

    Wheat is a pivotal crop plant in Iran. However, it is mostly grown in drought prone areas of Iran. On the other hand, the trend of global warming is increasing. Therefore, in order to better use the limited water sources, it is needed to improve wheat yield by studying the mechanisms of enhancing water use efficiency (WUE). This study was conducted to determine the effect of stomatal conductance (gs) on water use efficiency and its components in wheat (Triticum aestivum L.). Seven bread wheat cultivars (Marvdasht, B.C.Roshan,Darab2, Vee/Nac, Shiraz, Chamran, Maroon) were grown in pots under well-watered conditions. The pattern of variation for WUE and its components was different for cultivars. Stomatal conductance showed a positive correlation with total water use, transpiration efficiency and grain yield. A path analysis revealed that transpiration efficiency had a higher direct effect on grain yield (0.91) than did harvest index (0.40). Although gs showed a direct effect of almost zero on grain yield, but imposed its effect indirectly via transpiration efficiency (0.47).

    Keywords: Cereals, Drought resistance, Harvest Index, Stomata, Transpiration Efficiency, Triticum aestivum L, Water Use Efficiency
  • مریم مرتضایی فر، رضا فتوت *، فرید شکاری، شهریار ساسانی
    گیاهان برای مقاومت به تنش سرما از راه کارهای مختلفی در سطوح ملکولی، بیوشیمیایی و فیزیولوژیک استفاده می کنند. فیتوهورمون های مانند جاسمونیک اسید در پاسخ گیاهان به تنش نقش مهمی دارند. مطالعات کمی در مورد اثر این هورمون بر تنش سرما وجود دارد و هنوز مسیرهای ترارسانی آن در پاسخ گیاه به دماهای پایین ناشناخته است. در این مطالعه، یک شبکه هم بیان ژنی وزن دار برای تعیین تاثیر جاسمونیک اسید بر پاسخ های آرابیدوپسیس به سرما با استفاده از داده های ریزآرایه به کار برده شد. تجزیه و تحلیل شبکه منجر به تشکیل 15 گروه ژنی شد که هر کدام فرآیند خاصی را کنترل می کرد. نتایج نشان داد فتوسنتز و فرآیندهای سوخت و ساز کربوهیدرات ها از مهم ترین فرآیندهای مسیر زیستی در پاسخ به جاسمونیک اسید و سرما هستند. شبکه هم بیان ژنی نقش مهم عامل های رونویسی را در کنترل این فرآیندها آشکار کرد. بر اساس نتایج به دست آمده دو عامل رونویسی ERF13 و ORA47 برای ارتباط میان جاسمونیک اسید و تحمل به سرما به عنوان کاندیدا انتخاب شدند که حدواسطی میان عامل های رونویسی CBF1 و CBF2 و پروتئین های تنظیم کننده در مسیر ترارسانی جاسمونیک اسید از خانواده tify هستند. همکاری سه عامل رونویسی HY5، bHLH15 و PIF3 نیز در این مسیر ترارسانی با یکدیگر منجر به پاسخ مناسب گیاه به دماهای پایین می شود.
    کلید واژگان: شبکه هم بیانی وزن دار, خوگیری به سرما, زیست شناسی سامانه ای, عامل های رونویسی, فتوسنتز, هسته شناسی ژنی
    m Mortezaeefar, r Fotovat *, f Shekari, sh Sasani
    Plants are using various mechanisms at the molecular, biochemical and physiological levels for resistance to cold stress. These responses are controlled via stress phytohormones. One of the main hormones is jasmonic acid that plays main roles in various stress, however, there are few studies of the effects of the hormones on cold stress. Its signaling pathway in response to low temperature has remained unknown. In this study, a weighted gene co-expression network was utilized to determine the effect of jasmonic acid in response to cold by using microarray data at Arabidopsis. The 15 gene groups were found that each one controls a special process. Photosynthesis and carbohydrate catabolic and metabolic processes are the most important biological processes in response to the two stimuli. Gene co-expression network displays that transcription factors play main roles in the processes. According to results, two transcription factors ERF13 and ORA47 candidate for relationship between jasmonic acid and cold tolerance and possibly intermediate between CBF1 and CBF2 transcription factors and regulatory proteins in the jasmonic acid signal transduction pathway, tify family. Three transcription factors (HY5, bHLH15 and PIF3) also cooperate in the signaling pathway to respond to low temperature in plants.
  • ندا زند *، رضا فتوت، دیاکو رسولی

    مقاومت القایی (IR) نوعی از مقاومت است که هم با آلودگی با مواد بیولوژیکی قبل از آلودگی با پاتوژن و هم به وسیله تیمار با مواد شیمیایی فعال می شود. یکی از مهم ترین انواع آن، که بیش ترین مطالعات بر روی آن انجام شده، مقاومت اکتسابی سیستمیک (SAR) است که نقش مهمی در مقاومت به بیماری ها در گیاهان به عهده دارد. برخی از مواد شیمیایی باعث ایجاد SAR در گیاهان می شوند. بنزوتیادیازول (BTH) از جمله مواد شیمیایی موثر است که کاربرد خارجی آن به عنوان یک ترکیب جدید برای کنترل بیماری ها شناخته شده می باشد که پاسخ آن در سرتاسر گیاه انتقال می یابد و پاسخ های دفاعی در مقابل بیماری را افزایش می دهد. به منظور بررسی مکانیسم های فعالیت بیوشیمیایی BTH و ژن های القا شده توسط آن، داده های توالی ESTهای مربوط به BTH در برنج از سایت NCBI اخذ شدند. با دسته بندی و هم گذاری حدود 370 توالی EST برنج بعد از تیمار با BTH 33 کانتیگ و 234 سینگلتون تشکیل شد، سپس گروه های کارکردی مشخص و با انجام مقایسه بین دو کتابخانه ژن های مشترک تعیین شدند. نتایج حاصل از این تحقیق مشخص کرد که پس از کاربرد BTH در برنج پروتئین های کیناز، LHCB، OEEP، هم چنین آنزیم کربنیک انهیدراز و نیز آنزیم Ribulose بیان می شوند. در این مطالعه برای نخستین بار تاثیر BTHبر دستگاه فتوسنتزی گیاهان مشاهده شد، هم چنین مسیرهای سیگنال دهی دفاعی در برنج را پس از تیمار با BTH مشخص کرد. در این مطالعه ژن هایی که ممکن است در تنظیم مکانیسم های دفاعی گیاه در برابر بیماری ها دخالت داشته باشند شناسایی شدند. این نوع مطالعات بیوانفورماتیکی می تواند در طرح های اصلاحی برای توسعه واریته های متحمل در برابر بیماری ها کمک کننده باشد.

    کلید واژگان: بنزوتیادیازول, مقاومت القائی, مقاومت اکتسابی سیستمیک, EST
    n Zand *, r Fotovat, d Rasouli

    Induced resistance (IR), activated either by a prior pathogen infection (biological induced resistance) or by treatment with a chemical. Induced resistance is thought to play an important role in the preservation of plants in nature. Although several types of IR have been identified, the one that has been studied most extensively is systemic acquired resistance (SAR). Systemic acquired resistance is an inducible defense mechanism that plays an important role in disease resistance in plants. It has been found that agrochemical components cause SAR in plants. One of the effective agrochemicals is benzothiadiazole (BTH). The exogenous application of BTH to leaves augments the sensitivity of cells to respond to elicitation. BTH has been developed as a novel disease control compound that is translocated throughout the plant where it acts by inducing an inherent disease resistance response. In order to investigate the mechanisms of BTH biochemical activity and its induced genes, BTH-related EST sequences were mined from NCBI site. Clustering and assembling about 370 rice EST sequences were formed after treatment with BTH resulted in 33 contig and 234 singltone, and then functional groups were determined and compared with the two libraries of common genes. The results of this study indicated that after application of BTH on rice, kinase, LHCB and OEEP proteins as well as the carbonic anhydrase and Ribulose enzymes are expressed. This study is the first report that effect of BTH on plant photosynthesisc. In this study novel candidate genes were identified which may have a possible involvement in plant defense mechanism. This kind of bioinformatics studies may be useful in molecular breeding programs in rice for development of diseases tolerance varieties.

  • نسترن مهری، رضا فتوت*، احسان محسنی فرد
    قسمت زیادی از اراضی زیرکشت گندم در جهان تحت تاثیر تنش خشکی قرار دارند. مرحله زایشی، حساس ترین مرحله به تنش خشکی در غلات به شمار می آید. با وجود اهمیت تنش خشکی در مرحله زایشی و نقش آن در کاهش عملکرد گندم، مکانیسم های مولکولی درگیر در آن کم تر مورد مطالعه قرار گرفته است. در مطالعه حاضر، بیان miR166 و miR167 در بساک رسیده دو ژنوتیپ گندم دزفول (D-10) (متحمل به خشکی) و شیراز (حساس به خشکی) تحت شرایط تنش خشکی در مرحله زایشی مورد بررسی قرار گرفت.شاخص تحمل به تنش(STI) برای تعداد دانه در سنبله، مجموع دانه و زنده مانی دانه گرده در ژنوتیپ دزفول بالاتر از ژنوتیپ شیراز بود. بیان هر دو miRNA در هر دو ژنوتیپ،تحت تاثیر تنش خشکی افزایش یافت. میزان افزایش بیان miR166 در ژنوتیپ حساس شیراز (افزایش بیش از 14 برابر نسبت به شرایط بدون تنش) حدود دو برابر بیش تر از ژنوتیپ متحمل دزفول (افزایش حدود 8 برابر نسبت به شرایط بدون تنش) بود. تحت شرایط تنش خشکی،بیان miR167 در ژنوتیپ دزفول بیش از دو برابر و در ژنوتیپ شیراز بیش از چهار برابر نسبت به شرایط بدون تنشافزایش داشت.miR166 و miR167 هر دو در تنظیم نمو اندام های گل، مانند نمو میکروسپور، دخالت دارند. بنابراین، اثر تنش خشکی بر تغییر میزان بیان آن ها می تواند در نرعقیمی حاصله در گندم دخالت داشته باشدو تعدیل بیان این دو miRNA می تواند منجر به کارایی نمو دانه گرده و شکوفایی موفق بساک شود که به نوبه خود ریشه در ترارسانی دارد.
    کلید واژگان: بیان ژن, زنده مانی دانه گرده, میوز, نرعقیمی
    Nastaran Mehri, Reza Fotovat *, Ehsan Mohseni Fard
    A large amount of the world lands under the cultivation of wheat is under drought stress. In cereals, the reproductive stage is the most sensitive phase to drought stress. Despite the importance of drought stress in reproductive stage and its role in wheat yield reduction, the mechanisms involved in it have been less studied. In the present study, the expression of miR166 and miR167 in mature anthers of two tolerant (Dezfoul or D-10) and susceptible (Shiraz) wheat genotypes under drought conditions in reproductive stage was investigated. Stress tolerance index (STI) for grain number per spike, grain set and pollen viability was higher in tolerant genotype, Dezfoul, compared to susceptible genotype, Shiraz. Drought stress induced expression level of both miRNAs in both genotypes. The amount of miR166 increase in the susceptible genotype, Shiraz (over 14 times compared to the non-stress conditions) was about twice more than the tolerant genotype,Dezfoul (about 8 timesmore than the non-stress conditions). Under drought stress conditions, expression of miR167 in Dezfoulgenotype was more than two fold and in Shiraz genotype more than four timeshigher thanthe non-stress conditions. Both miR166 and miR167 regulate development of floral organs such as microspore development. In conclusion, the effect of drought stress on their expression changes can affect male sterility in wheat, and modifying the expression of these two miRNAscan lead to efficiency of pollen development and successful anther dehiscence which is rooted in signal transduction.
    Keywords: Gene Expression, Male sterility, Meiosis, Pollen viability
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • دکتر رضا فتوت
    دکتر رضا فتوت
    دانشیار تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال