فهرست مطالب

Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding - Volume:5 Issue: 2, Oct 2016
  • Volume:5 Issue: 2, Oct 2016
  • تاریخ انتشار: 1395/08/18
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمدعلی ابراهیمی، مهدی آذری آنپار، نسم زرین پنجه صفحات 1-10
    مکانیسم RNAi نقش مهمی در خاموشی بیان ژن های هدف توسط siRNA به عهده دارد. در تحقیق حاضر، خصوصیات in silico 30 ژن در امگا-2 گلیادین و ارزیابی جهش های قطعات 266 نوکلئوتیدی و 326 نوکلئوتیدی قبل و بعد از کلونینگ و توالی یابی برای اتصال در وکتور بیانی بررسی شدند. در این روش، پرایمرهای مخصوص برای توالی های 30 ژن با ناحیه جداکننده 75 و 178 نوکلئوتید (برای ژن تکراری وارونه) طراحی گشتند. فراوانی محل siRNA و جهش های نوکلئوتیدی A/U بهG/C با استفاده از آنالیز های in silico برای mRNA هدف شناسایی شدند. نتایج نشان دادند که توالی تکراری وارونه شامل ناحیه جداکننده 178 نوکلئوتیدی محتوی یک ژن هدف موثر بدون زوج های ناجور از A/U به G/C می باشد. در تحقیق حاضر، برای ساخت RNAi، به جای توالی اینترون، ناحیه جداکننده با قطعات طولانی طراحی گشت. همچنین، پرداختن به مشاهده بیشتر نوکلئوتیدهای ناجور در siRNA و همچنین طول ناحیه جدا کننده قبل و بعد از کلونینیگ موجب کاهش در زمان حذف اینترون گرید. نتایج حاکی از آن است که حذف اپی توپ های آنافیلاکسی وابسته به فعالیت های بدنی و بیماری سلیاک می تواند بعد از مقایسه با یک روش کاربردی مناسب و با اتصال به یک وکتور باکتریایی ایجاد گردد.
    کلیدواژگان: بیماری سلیاک، Off، targeting، امگا گلیادین، RNAi، siRNA
  • فاطمه حاج مرادی، مسعود رنجبر، میشل وایکت، کورجنت ون دیک صفحات 11-22
    آنالیز فنتیکی ویژگی های مورفولوژیکی، گونه های مختلف بخش .Hymenobrychis DC از جنس Onobrychis Miller را بر اساس ویژگی های گل در دو گروه اصلی قرار داد. در این مطالعه به منظور تعیین روابط بین گونه ای در 13 گونه از این بخش، از توالی DNA کلروپلاستی استفاده گردید. آنالیز داده های بدست آمده منجربه ایجاد درخت فیلوژنی با حمایت بالا شد. فیلوژنی ساخته شده توسط شانس بیشینه، بیانگر تک نیایی بخش Hymenobrychis بوده و بخش مورد نظر را به دو کلاد بزرگ تقسیم کرد. شاخه اول کلاد شامل گونه هایی با گل های بزرگ و عدد کروموزومی 7=x و 8=x می باشند. کلاد دیگر شامل گونه هایی با گل های کوچک و عدد کروموزومی 7=x می باشد. نتایج حاصل از انطباق داده های مولکولی و سیتوژنتیکی در بخش مورد مطالعه نشان داد که احتمالا 8=x عدد پایه کروموزومی اجدادی است و 7=x از کاهش آنیوپلوییدی به وجود آمده است. بر مبنای نتایج فیلوژنی منطقه زاگرس به عنوان منشا تحول در بخش Hymenobrychis در ایران پیشنهاد می شود و در ادامه پراکندگی آن به منطقه البرز تایید می گردد.
    کلیدواژگان: توالی DNA کلروپلاستی، فیلوژنی مولکولی، جنس Onobrychis، بخش Hymenobrychis
  • زهرا نوری، گیزان صالح، مجید فروغی، رحمت الله بهمرام، پدرام کاشیانی، مهدی زارع، رضوان هلیم، رزاک الیمون، سیتی شاپور سیراج صفحات 23-31
    موفقیت هدف از این مطالعه، برآورد وراثت پذیری، هتروزیس و پارامترهای ژنتیکی همچون کنترل کیفیت و عملکرد علوفه جوامع کنف با استفاده از تجزیه میانگین نسل های حاصل از تلاقی های Cuba 2032×Accession 75-71 and IX51×Everglade 41 بود. اثرات نسل های اولیه برای تمام صفات اندازه گیری شده در هر دو تلاقی معنی دار بود. نتاج نشان داد که هر دو اثر افزایشی و غیر افزایشی در توارث صفات اندازه گیری شده دردو تلاقی دارای اهمیت بودند. اثرات ژنی افزایشی نسبت به اثرات غالبیت دارای سهم بیشتری در بیشتر صفات اندازه گیری شده در تلاقی اول بود؛ در حالیکه اثرات غالبیت نسبت به اثرات افزایشی دارای سهم بیشتری در برخی صفات اندازه گیری شده در تلاقی دوم بود. وراثت پذیری عمومی در بیشتر صفات مورد مطالعه در دو تلاقی بالا بود؛ در حالی که وراثت پذیری خصوصی برای تمام صفات در تلاقی اول بیشتر از تلاقی دوم بود. در بیشتر صفات مورد بررسی، برآورد های هتروزیس در تلاقی دوم بیشتر از تلاقی اول بود. بنابراین، انتخاب نسل های در حال تفرق می تواند منجر به بهبود معنی دار در عملکرد علوفه شود.
    کلیدواژگان: افزایشی، غالبیت، اثر ژنی، کنف
  • کریم فرمان پور کلالق، مهدی محب الدینی، علیرضا قنبری، اسماعیل چمنی، ملیحه عرفانی صفحات 32-40
    زغال اخته یکی ازمهم ترین میوه های ریز در منطقه ی ارسباران می باشد که کاربردهای زیادی در علوم پزشکی و فرآورده های غذایی دارد. در این بررسی روابط بین 28 صفت کمی و کیفی مربوط به میوه ، برگ، درخت و گل در 20 ژنوتیپ زغال اخته مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجزیه همبستگی صفات کمی و کیفی، وجود همبستگی های مثبت و منفی معنی داری را بین برخی صفات مهم نشان داد. هم چنین از روش تجزیه چند متغیره از قبیل تجزیه به عامل ها برای تعیین تعداد عامل های اصلی استفاده شد. تجزیه عاملی نشان داد که اکثر صفات مربوط به میوه، برگ، دمبرگ و گل عوامل اصلی را تشکیل می دهند. صفات موثر در 10 گروه عاملی قرار گرفتند که در مجموع 87/85 ٪ از کل تغییرات را توجیه نمودند. در محدوده ی هرعامل صفات با ضرایب عاملی بالای 0/6 معنی دار در نظر گرفته شدند. طبق تجزیه خوشه ایصفات اندازه گیری شده بر اساس مربع فاصله ی اقلیدوسی ، همه ی ژنوتیپ ها در دو گروه اصلی قرار گرفتند. با کاهش این فاصله از 25 به 5، ژنوتیپ ها به 4 زیرگروه اصلی تقسیم بندی شدند که از عوامل مهم تفکیک خوشه های اصلی صفاتی از جمله طول و عرض میوه، طول و قطر دم میوه، طول و قطر هسته، طول و عرض برگ، طول و قطر دمبرگ، مزه و رنگ میوه بودند.
    کلیدواژگان: ارسباران، زغال اخته، همبستگی، تجزیه عامل، تجزیه خوشه ای
  • بهنام داودنیا، جعفر احمدی، صدیقه فابریکی اورنگ صفحات 48-57
    حضور آلکالوئیدهای مورفینی و متابولیت ضدمیکروبی و ضدسرطانی سنگوئینارین در گونه های مختلف جنس پاپاور آن را به یکی از گیاهان باارزش در صنعت داروسازی تبدیل کرده است. با توجه به تاثیر خشکی و شوری بر افزایش متابولیت های ثانویه و با توجه به اینکه بسیاری از نقاط جهان به صورت خشک و نیمه خشک می باشند، در مطالعه حاضر سعی شد تا تاثیر تنش های ذکرشده بر بیان ژن های کلیدی مسیر بیوسنتز سنگوئینارین بررسی گردد. بنابراین بیان ژن های BBE1 ، DIOX2 و DBOX درگیر در مسیر بیوسنتزی سنگوئینارین تحت تنش های خشکی (50 درصد ظرفیت زراعی)، شوری (100میلی مولار NaCl) و بدون تنش (شاهد) در چهار گونه P. somniferum، mutaetcarb .P، P. armeniacum و P. argemone در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار بررسی گردید. RNA کل از برگ ها و ریشه های گیاهان در شرایط تنش و عدم تنش استخراج و سپس cDNA سنتز و برای واکنش quantitative real-time PCR مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش بیان ژن های BBE1 (هفت برابر)، DIOX2 (چهار برابر) و DBOX (شش برابر) در هر چهار گونه در شرایط خشکی بیش از شوری بود. همچنین میزان بیان ژن ها در ریشه بیشتر از برگ ها بود. بیان هر سه ژن در P. somniferum و P. bractateum بیشتر از گونه های P. argemone و P. armeniacum بود؛ به طوری که بیشترین بیان ژن های BBE1 ، DIOX2 و DBOX در P. bractateum به ترتیب مربوط به ریشه در تنش خشکی، برگ در تنش شوری و ریشه در تنش خشکی بود. از آنجا که بیان ژن BBE1 در گونه های مورد مطالعه تحت هر دو تنش، بیش از ژن های 2XOID و DBOX بود؛ و با توجه به مسیر بیوسنتز سنگوئینارین، BBE1 به عنوان یک آنزیم نقطه انشعاب می باشد؛ لذا به نظر می رسد این گونه ها با افزایش میزان بیان ژن BBE1 در شرایط تنش، مسیر بیوسنتز آلکالوئیدهای بنزیل ایزوکوئینولینی را به سمت تولید سنگوئینارین هدایت می کنند. در جمع بندی کلی، نتایج این آزمایش این ایده را تقویت می کند که، P. somniferum و P. bractateum می توانند به عنوان کاندید برای مهندسی متابولیت و استخراج پربازده سنگوئینارین مورد استفاده قرار بگیرند.
    کلیدواژگان: بیان ژن، سنگوئینارین، BBE1، DIOX2، DBOX
|
  • Mohammad Ali Ebrahimi, Mahdi Azari-Anpar, Nassim Zarinpanjeh Pages 1-10
    RNAi mechanism plays a major role in silencing the expression of target genes by siRNAs. In the current study, in silico properties of 30 genes in omega-2 gliadin and 266 nt and 326 nt mutations were investigated before and after cloning in an expression vector. Specific primers were designed for 30 genes with spacer regions of 75 nt and 178 nt (for gene invert repeats). The frequency of siRNA site and nucleotide mutations A/U to G/C were identified for target mRNA using in silico analysis. The results showed that invert repeat sequences consisting of spacer region of 178 nt had a high efficiency for target gene without nucleotide mismatches from A/U to G/C. Spacer regions were designed with long fragments for RNAi cassette instead of intron sequences. Paying enough attention to observe the location of mismatch nucleotides in siRNA and length spacer region before and after cloning reduced the deletion time of intron. At the same time, removal of epitopes in wheat dependent exercise-induced anaphylaxis (WDEIA) and celiac disease could be considered as advantages of the applied method compared to ligation in the bacterial vector.
    Keywords: Celiac disease, Off-targeting, Omega gliadin, RNAi, siRNA
  • Fatemeh Hajmoradi, Massoud Ranjbar, Michelle Waycott, Kor-Jent Van Dijk Pages 11-22
    Phenetic analysis of morphological characters in different species of Onobrychis Miller sect. Hymenobrychis DC. (Fabaceae), classified them in two main groups based on corolla features. To determine the phylogenetic relationships among the 13 species, chloroplast DNA sequences were used. Analysis of these data resulted in a well-resolved and well-supported phylogeny. Phylogenies generated by maximum likelihood show monophyly of O. sect. Hymenobrychis and the division of the section into two major clades. The first branching clade was formed by all the species of the section with large flowers, a yellowish corolla with or without venation and some species having a larger chromosome number (x=8 vs x=7). The second major clade includes the remaining species studied, all of which have small flowers, a yellowish corolla with or without venation or purple maculae and the common number of chromosomes (x=7). The compliance of the molecular, morphological and cytogenetic data indicates that x=8 is ancestral in the section and x=7 are derived through an aneuploid loss of a chromosome. The resulting phylogeny suggests the Zagros area as an origin of evolution in the sect. Hymenobrychis, followed by a radiation to the Alborz area in Iran.
    Keywords: Chloroplast DNA, Molecular phylogeny, Onobrychis, Sect. Hymenobrychis
  • Zahra Noori, Ghizan Saleh, Majid Foroughi, Rahmatollah Behmaram, Pedram Kashiani, Mahdi Zare, Ridzwan A. Halim, Razak Alimon, Siti Shapor Siraj Pages 23-31
    The objective of this study was to estimate heritability, heterosis, and genetic parameters involved in the control of forage yield and quality in kenaf populations, using analysis of generation means. Two crosses were used; Cuba 2032×Accession 75-71 and IX51×Everglade 41. Experimental material comprised of P1 and P2, their F1 and F2 and BC1P1 and BC1P2 generations. The effects of generations were significant for all traits in both crosses. Results revealed that both additive and non-additive effects were important for the inheritance of the traits in both crosses. The additive gene effects had a higher contribution than dominance gene effects, for most of the traits in cross 1, while dominance gene effects had a greater contribution than additive gene effects, for most of the traits in cross 2. Broad-sense heritability was high for the majority of traits in two crosses, while narrow-sense heritability was higher in cross 1 than in cross 2 for all traits. In cross 2, heterosis estimates were higher than those of cross 1 for most of the traits. Thus, selecting the segregating generations would lead to a significant improvement for forage yield.
    Keywords: Additive, Dominance, Gene effect, Kenaf
  • Karim Farmanpour Kalalagh, Mehdi Mohebodini, Alireza Ghanbari, Esmaeil Chamani, Malihe Erfani Pages 32-40
    Cornelian cherry is one of the most important small fruits in Arasbaran region, with wide applications in medicines and food products. In this study, the relationship among 28 quantitative and qualitative traits related to fruit, leaf, tree, and flower of 20 cornelian cherry genotypes was evaluated. Significant positive as well as negative correlations were found among some important quantitative and qualitative traits. Multivariate analysis method such as factor analysis was used to assign the number of main factors. It showed that the characteristics of fruit, leaf, petiole, and flower were the main traits. Effective traits were divided into 10 factors explaining 87.85% of the total variation. Factor loading values higher than 0.6 were considered significant. According to the cluster analysis of traits based on Squared Euclidean distance, all genotypes were divided into two main branches, but with decreasing of this distance from 25 to 5, the genotypes were placed into four main sub-clusters. Cluster analysis revealed that the traits of fruit length and its diameter, fruit stalk length and its diameter, fruit taste and color, leaf length and width, petiole length and its diameter, as well as pit length and its diameter were effective for clustering the genotypes.
    Keywords: Arasbaran, Cluster analysis, Cornelian cherry, Correlation, Factor analysis
  • Wei Zhan, Kou Zheng, Hu Zhao, Xufeng Bai* Pages 41-47
    Panicle size has a high correlation with grain yield in rice. There is a bottleneck to identify the additional quantitative trait loci (QTL) for panicle size due to the conventional traits used for QTL mapping. To identify more genetic loci for panicle size, a panicle developmental trait (LNTB, the length from panicle neck-knot to the first primary branch in the rachis) related to panicle size was identified and the genetic loci were investigated using genome-wide association study (GWAS). Three populations including two subspecies, Indica and Japonica and the whole population were used to perform GWAS by the linear mixed model. Nineteen significant associations were totally identified in the whole population. One locus was examined in both Indica and Japonica. Four associations identified in the present study were near the cloned panicle related genes. Hd16 (Heading date 16) and DST (Drought and salt tolerance) were examined for LNTB. These results indicate that LNTB was also an ideal trait for GWAS to identify the underlying QTLs for panicle size. The associations not related to the cloned genes need to be further validated by the bi-parental populations. Dissecting the favorable alleles of these associations could be helpful for breeding by marker assisted selection in rice.
    Keywords: Genome-wide association study, LNTB, Panicle size, Single nucleotide polymorphism
  • Behnam Davoudnia, Jafar Ahmadi, Sedigheh Fabriki-Ourang Pages 48-57
    The presence of morphine alkaloids, anti-microbial and anti-cancer metabolite, sanguinarine, in different species of Papaver genus has made it one of the most valuable plants in the pharmaceutical industry.With regard to the influence of drought and salinity on the increase of secondary metabolites, the present study attempted to investigate the effect of the mentioned stresses on the key genes expression involved in the sanguinarine biosynthetic pathway. Therefore, the expression of BBE1, DIOX2 and DBOX genes involved in the biosynthesis of sanguinarine was investigated under drought (50% FC), salinity (100 mM NaCl) and non-stress conditions in four species of P. somniferum, P. bractateum, P. armeniacum and P. argemone in a factorial experiment based on a completely randomized design with three replications. Total RNA was extracted from leaves and roots of non-stressed and stressed plants, and then cDNA was synthesized and used for quantitative real-time PCR reactions. The results showed that, increases in the expression of BBE1, DIOX2 and DBOX genes in each of four species under drought condition were more pronounced than salinity. In addition, the level of gene transcripts in roots was more than leaves. The expression of each of the threegenes was higher in P. somniferum and P. bractateum compared to P. armeniacum and P. argemone; so that the highest transcription levels of BBE1 (seven-fold), DIOX2 (four-fold) and DBOX (six-fold) in P. bractateum were related to root under drought, leaf under salinity and root under drought stresses, respectively. BBE1 expression in the studied species was more than DIOX2 and DBOX genes, under the mentioned stresses. In fact, according to sanguinarine biosynthesis pathway, BBE1 is a branching point gene and it seems that these species divert the biosynthesis pathway of benzylisoquinoline alkaloids towards the production of sanguinarine by increasing BBEI gene expression under stress conditions. In conclusion, our results support the idea that P. somniferum and P. bractateum could be used as suitable candidates for metabolite engineering and high yield extraction of sanguinarine.
    Keywords: BBE1, DBOX, DIOX2, Gene expression, Sanguinarine