فهرست مطالب

بیوتکنولوژی کشاورزی - سال دهم شماره 1 (پیاپی 30، بهار 1397)
  • سال دهم شماره 1 (پیاپی 30، بهار 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/03/11
  • تعداد عناوین: 9
|
  • میثم بسطامی، رامین حسینی * صفحات 1-20
    فاکتور رشد فیبروبلاستی بازی انسانی (bFGF) یک پروتئین بسیار با ارزش با کاربردهای گسترده درمانی و تحقیقاتی است. در حال حاضر تولید این فاکتور رشد بشکل نوترکیب در بسترهای مرسوم میکروبی و سلول های حشرات با مشکلاتی همراه است که منجر به هزینه تولید بالا و در نتیجه محدود ساختن کاربرد آن شده است. کشت سلولی گیاه برنج بستری کارامد، ایمن و کم هزینه برای تولید پروتئین نوترکیب است. هدف از این تحقیق تهیه یک سازه بیانی مناسب برای بیان بالای نسخه بهینه سازی شده ای از فاکتور رشد انسانی bFGF در کشت سلولی گیاه برنج تحت کنترل عوامل تنظیمی ژن ramy3D بوده است. برای این منظور ابتدا توالی کدکننده فاکتور bFGF بر اساس شاخص های کاربرد کدونی و محتوای GC برای بیان در گیاه برنج بهینه سازی و در ادامه سنتز شد. بدنبال فرایند بهینه سازی، شاخص سازگاری کدونی از 76/0 به 82/0 و محتوای GC از 65/52 درصد به 45/55 درصد ارتقا یافت. توالی های تنظیم کننده ژن ramy3D برنج در قالب دو قطعه مجزا از روی DNA ژنومی تکثیر و همسانه سازی شدند. در ادامه اقدام به سرهم سازی توالی های تنظیم کننده ژن ramy3D در ناقل دوتایی گیاهی pCAMBIA1304 و سپس درج توالی کدکننده بهینه سازی شده ی bFGF در حدفاصل توالی پپتید راهنما و 3? UTR شد. از جمله مزیت های سیستم بیانی Ramy3D می توان به میزان بیان بالای ژن انتقالی، القاپذیر بودن و همچنین سهولت تخلیص پروتئین بواسطه ترشح به محیط اشاره کرد.
    کلیدواژگان: فاکتور رشد bFGF، Ramy3D، برنج، پروتئین نوترکیب
  • بلال دهقانی، امیر موسوی*، صادق حسن نیا، علی هاتف سلمانیان، علی شرفی، محمدرضا افتخاریان قمصری صفحات 21-34
    با توجه به افزایش جمعیت جهان، امروزه تقاضا برای تولید پروتئین های نوترکیب در بافت های گیاهی در حال افزایش است. ریشه های موئین بخاطر زیست توده و ثبات ژنتیکی بالا به عنوان بافت هدفی مناسب مدنظر می باشند. گلیکوپروتئین تنظیمی BMP2، به عنوان یکی از مهمترین فاکتورهای رشد با کاربرد درمانی و تحقیقاتی در مهندسی بافت مطرح می باشد. انتخاب میزبان گیاهی مناسب، بافت مطلوب و سازه ژنی مناسب، از عوامل مهم در بالا بردن میزان تولید پروتئین نوترکیب است. در راستای حصول این هدف، در مطالعه حاضر تولید پروتئین نوترکیبBMP2 در ریشه های مویینه تراریخت گیاهان توتون و کلزا مورد بررسی قرار گرفت. برای تهیه سازه ژنی، در بالادست ژن BMP2، توالی هایUTR) TMV (5? و KOZAK جهت افزایش بیان و در پایین دست ژن، توالی شش تایی هیستیدینی جهت تخلیص پروتئین و توالیKDEL بعنوان سیگنال نگهدارنده پروتئین درشبکه اندوپلاسمی تعبیه شدند. این توالی ژنی تحت کنترل پیشبرنده CaMV 35Sبیان شد. برای انتقال سازه ژنی مذکور به ریز نمونه های برگی توتون یک ماهه به عنوان گیاه مدل و انتهای کوتیلدونی کلزا شش روزه به عنوان یک گیاه زراعی از باکتری Agrobactrium rhizogenes استفاده گردید. پس از رشد ریشه های موئین و غربالگری آن ها به روش PCR ، تایید درسطح رونویسی با روش RT-PCR انجام گرفت. در عین حال، تایید بیان پروتئین نوترکیب در میزبان با روش های آزمون الایزا و لکه گذاری وسترن صورت پذیرفت. نتایج این تحقیق بیان گر کارایی بالای سیستم ریشه های مویینه برای تولید فاکتورهای نوترکیب درمانی می باشد، که استفاده از آنها را در رآکتورهای زیستی مطرح می سازد.
    کلیدواژگان: پروتئین نوترکیب، BMP، کشاورزی مولکولی، توتون، ریشه موئین، کلزا
  • حمیده رئیسی، محمدرضا صفرنژاد*، سید مهدی علوی، سید علی الهی نیا، ناصر فرخی صفحات 35-48
    بیماری شانکر باکتریایی مرکبات توسط باکتری Xanthomonas citri subsp. citri (Xcc) ایجاد می شود. سیستم ترشحی نوع سه این باکتری دارای یک ساختار خارج سلولی رشته‏ای است که پروتئین های باکتریایی را به داخل سلول گیاه وارد می کند. پروتئین پیلین (HrpE) جزء اصلی تشکیل دهنده پیلوس می باشد که توسط ژن HrpE کد می‏شود. تولید پادتن اختصاصی علیه پروتئین پیلین می‏تواند به منظور شناسایی گیاهان آلوده و همچنین به عنوان منبع ژنتیکی مقاومت علیه بیماری مورد استفاده قرار گیرد. غیر‏فعال‏سازی پروتئین HrpE با استفاده از پادتن می‏‏تواند منجر به سرکوب بیماری در گیاه شود. هدف از این تحقیق جداسازی و بیان ژن HrpE و خالص‏سازی پروتئین حاصل از آن بود. برای این منظور، قطعه ژنی HrpE با استفاده از آغازگرهای اختصاصی جدا و در ناقل pTZ57R/T همسانه‏سازی شد. بیان این ژن به‏صورت نوترکیب در ناقل pET28a() و در سویه Rosetta باکتری Escherchia coli انجام شد. بهینه‏سازی تولید پروتئین نوترکیب تحت تاثیر زمان‏های مختلف، دمای نگهداری و همچنین غلظت‏های مختلف القا‏کننده مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین مقادیر بیان در دمای 30 درجه سلسیوس و طی زمان 16 ساعت و با IPTG یک میلی‏مولار به‏دست آمد. خالص‏سازی پروتئین نوترکیب HrpE با استفاده از روش کروماتوگرافی تمایلی بر روی ستون نیکل صورت پذیرفت. نتایج آزمون‏های الکتروفورز پروتئین و وسترن بلاتینگ با استفاده از پادتن‏های اختصاصی، صحت بیان و خالص‏سازی پروتئین نوترکیب پیلین را مورد تایید قرار دادند. پروتئین نوترکیب تولید شده می‏تواند به عنوان آنتی‏ژن برای تولید پادتن‏های تخصصی تک همسانه‏ای و چند همسانه‏ای مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: شانکر باکتریایی مرکبات، پروتئین نوترکیب، سیستم ترشحی تیپ 3، ژن HrpE، پیلوس
  • شعبان کیا، کامران رهنما *، حسن سلطانلو، ولی الله بابایی زاد، محمد علی آقاجانی صفحات 49-65
    بیماری لکه برگی سپتوریایی گندم (STB) با عامل Zymoseptoria tritici یکی از مهم ترین بیماری های گندم در جهان و ایران به شمار می رود. مقاومت ژنتیکی مهم ترین و اقتصادی ترین روش برای کنترل این بیماری می باشد. بنابراین شناسایی منابع مقاومت جدید در ژنوتیپ های گندم برای کنترل این بیماری ضروریست. در این پژوهش، واکنش 33 ژنوتیپ گندم نان در برابر پنج جدایه از قارچ Z. tritici در مرحله گیاهچه ای مورد بررسی قرار گرفتند. از بین ژنوتیپ های مورد بررسی، 11 ژنوتیپ در برابر یک یا چند جدایه مقاومت نشان دادند. از بین این ها سه ژنوتیپ نوگال، آرتا و N-92-9 مقاومت بیشتری به تمام جدایه های مورد بررسی داشتند که نشان می دهد این ژنوتیپ ها دارای ژن های مقاومت موثر می باشند و می توانند به عنوان منابع مقاومت به STB در برنامه های اصلاح ارقام گندم به کار روند. هفت ژنوتیپ در برابر یک یا چند جدایه نیمه مقاوم بودند و سایر ژنوتیپ ها در برابر جدایه های مورد بررسی حساسیت نشان دادند. پنج جدایه ی مورد بررسی در این پژوهش دارای درجات مختلفی از پرآزاری و تهاجم روی ژنوتیپ های گندم بودند که این امر بیانگر وجود تفاوت در ژن های ناپرآزاری این بیمارگر است. جدایه ی BK94 پرآزارترین و مهاجم ترین جدایه و جدایه ی BK56 کم ترین پرآزاری و قدرت تهاجمی را داشت.
    کلیدواژگان: ژنوتیپ، مقاومت، پرآزاری، STB، Zymoseptoria tritici
  • حمزه حمزه، علی اصغری*، سید ابولقاسم محمدی، امید سفالیان، سلیمان محمدی، مجتبی نور آیین صفحات 67-83
    به منظور مکان یابی QTL های اصلی و اپیستاتیک و اثر متقابل آنها با محیط برای عملکرد بیولوژیک، 148 لاین اینبرد نوترکیب گندم همراه با والدین YecoraRojo و No. 49 در دو ایستگاه تحقیقات کشاورزی میاندوآب و مهاباد در شرایط نرمال و تنش کم آبی انتهای فصل طی دو سال زراعی 1394 و 1393 مورد ارزیابی قرار گرفتند. نقشه پیوستگی مورد استفاده شامل 177 نشانگر ریز ماهواره و 51 نشانگر رتروترانسپوزون بود. برای تجزیه QTL از نرم افزار QTL Network. 2 استفاده شد. در تحقیق حاضر مقدار وراثت پذیری خصوصی برآوردشده برای عملکرد بیولوژیک در شرایط نرمال، تنش کم آبی و متوسط دو شرایط به ترتیب برابر 52/26، 91/26 و 09/16 درصد برآورد شد. همچنین بالاترین بازده ژنتیکی برای عملکرد بیولوژیک در شرایط نرمال دیده شد. نتایج تجزیه QTL نشان داد در شرایط نرمال یک QTL (46/2=R2A) ، یک اثر متقابل QTL×E (46/5=R2AE) ، دو اثر اپیستازی QTL×QTL (06/3=R2AA) و هفت اثر متقابل QTL× QTL×E (06/14=R2AAE) وجود داشت. در شرایط تنش کم آبی نیز یک QTL (8=R2A) ، سه اثر اپیستازی QTL× QTL (04/2=R2AA) و هفت اثر QTL×QTL×E (74/24=R2AAE) مکان یابی شد، هم چنین در مجموع دو شرایط نیز دو QTL (7 =R2A) ، سه اثر متقابل QTL×E با محیط (66/4=R2AE) ، پنج اثر اپیستازی QTL× QTL و (68/4=R2AA) ، هشت اثر QTL× QTL×E (20/24=R2AAE) معنی دار بودند. هر چند در مطالعه حاضر QTL های کمی برای عملکرد بیولوژیک مشاهده شد اما در هر سه شرایط مورد بررسی نقش کروموزوم 7B در کنترل عملکرد بیولوژیک چشم گیر بود به طوری که یک QTL پایدار در مجاورت نشانگرهای Cfa2174. 1-Wms573 مکان یابی شد که می تواند در گزینش به کمک مارکر در عملکرد بیولوژیک مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: اپیستازی، عملکرد بیولوژیک، نشانگر، گندم
  • سلاله صلاحی صدر، هدایت زکی زاده*، محمدرضا نقوی، جمالعلی الفتی صفحات 85-103
    لاله واژگون گرگانی (Fritillaria raddeana Regel.) متعلق به خانواده سوسن است. دارای ارزش زینتی-دارویی و مقاومت نسبی به خشکی و مناطق سنگلاخی می باشد. القای پلوییدی در شرایط درون شیشه ای به عنوان راهکاری برای ایجاد گیاهان زینتی با خصوصیات و اشکال جدید و هم چنین دستیابی به گیاهانی با مقاومت بیشتر به خشکی و دمای پایین، از اهمیت بسزایی برخوردار است که این امر از طریق دو برابر کردن کروموزوم ها امکان پذیر است. در این راستا از مواد و روش های متعددی استفاده می شود که ممکن است در مواردی نه تنها در برخی گونه ها پلی پلوییدی ایجاد نشود، بلکه نتیجه ای بر خلاف نتایج معمول نیز به دست آید. این مطالعه در ابتدا با هدف امکان ایجاد گیاهان پلی پلویید با استفاده از کلشی سین انجام شد. کالوس های حاصل از کشت اندام های مختلف F. raddeana در محیط حاوی غلظت های متفاوت کلشی سین (01/0، 05/0، 001/0، 005/0 درصد) به مدت زمان های 24، 48 و 72 ساعت بازکشت شدند. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. به علت پایین بودن سرعت رشد گیاه، درصد زنده مانی تا دو ماه پس از اعمال تیمار محاسبه شد. شمارش کروموزوم های نوک ریشه، مطالعات روزنه ای و آزمایشات فلوسایتومتری جهت تایید یا رد افزایش سطح پلوییدی انجام گرفت. نتایج نشان داد در غلظت های بالاتر از 01/0 درصد و زمان تیمار بیشتر از 48 ساعت، درصد بالایی از کالو س ها یا گیاهچه های باززایی شده از بین رفتند و علی رغم افزایش در سرعت رشد و کاهش تعداد روزنه ها در غلظت 01/0 درصد کلشی سین، تعداد کروموزوم ها تغییری نکرد و القای پلوییدی در گیاهان تیمار شده مشاهده نشد.
    کلیدواژگان: پلی پلوییدی، فلوسایتومتری، روزنه، کروموزوم
  • مهدیه عزیزی، بابک عبدالهی مندولکانی * صفحات 105-117
    به منظور شناسایی تنوع های تک نوکلئوتیدی Single nucleotide polymorphism)) در ژن های اوژنول O-متیل ترنسفراز (EOMT) و چاویکول O-متیل ترنسفراز (CVOMT) در توده های مختلف ریحان از نشانگرهای CAPS (Cleaved amplified polymorphic sequences) و توالی یابی استفاده شد. قطعاتی با اندازه 571 و 908 جفت باز از نواحی کد کننده این دو ژن تکثیر و با آنزیم های برشی Pst1 و MseI هضم شد. آنزیم Pst1 در ژن EOMT دو قطعه با اندازه های480 و 91 جفت باز و در ژن CVOMT قطعاتی با اندازه های 621 و 287 جفت باز تولید می کند. برش قطعات تکثیری هر دو ژن با آنزیم Pst1 الگوهای مشابهی در 80 فرد تولید کرد. آنزیم MseI در این دو ژن به ترتیب قطعاتی با اندازه های 59، 135 و 377 جفت باز و 275، 302 و 331 جفت باز تولید می کند. برش قطعات تکثیر شده هر دو ژن با این آنزیم در افراد مورد مطالعه الگوهای برشی متنوعی تولید کرد. از هر نوع الگوی برشی یک نمونه انتخاب و توالی یابی شد. توالی ها با استفاده از نرم افزار Clustal Omega هم ردیف و SNP ها در هر کدام از ژن ها شناسایی شدند. نتایج همردیفی نشان داد جهش های همجنس TC و AG در ژن EOMT مشاهده می شود ولی جهش های ناهمجنس در این ژن مشاهده نشد. در ژن CVOMT تبدیل بازهای AG، TC، AC و AT شناسایی گردید که بیشترین جهش مربوط به تبدیل بازهای AG بود. به طورکلی نتایج این تحقیق نشان داد که چندشکلی در نواحی اگزونی ژن های مورد مطالعه کم بوده و نواحی کد کننده این ژنها در طول تکامل ریحان محفوظ بوده است.
    کلیدواژگان: ریحان، اوژنول O-متیل ترنسفراز، چاویکول O-متیل ترنسفراز، SNP، نشانگرهای CAPS
  • احسان نوروزی، لطفعلی ناصری*، رقیه نجف زاده صفحات 119-138
    انگور بیدانه قرمز یکی از ارقام مهم و با کیفیت انگور در ایران می باشد که در سال های اخیر توسط کشاورزان مورد استقبال زیادی قرار گرفته است. با توجه به اهمیت تکثیر انبوه این گیاه و تولید نهال های سالم و به ویژه عاری از سرطان مو، در پژوهش حاضر اثر غلظت های مختلف تیمارهای هورمونی بر پرآوری و ریشه زایی درون شیشه ای رقم بیدانه قرمز با هدف ارائه دستورالعملی مناسب جهت تکثیر درون شیشه ای آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از محیط کشت MS حاوی غلظت های مختلف بنزیل آمینوپورین (BAP) (25/0، 50/0، 1 و 2 میلی گرم در لیتر) به همراه 2/0 میلی گرم در لیتر ایندول استیک اسید (IAA) برای پرآوری نمونه ها و از ایندول بوتیریک اسید (IBA) و نفتالین استیک اسید (NAA) در غلظت های 0، 8/0 و 6/1 میلی گرم در لیتر برای ریشه زایی نمونه ها در قالب طرح کاملا تصادفی استفاده شد. نتایج نشان داد که هورمون های مورد استفاده اثر معنی داری روی خصوصیاتی از قبیل تعداد گره، طول میانگره ، تعداد شاخساره، طول و قطر شاخساره، وزن تر و خشک شاخساره، تعداد و سطح برگ، شاخص کلروفیل، تعداد و طول ریشه، وزن تر و خشک ریشه در ریزنمونه ها داشت. بین غلظت های مورد استفاده این هورمون ها نیز تفاوت وجود داشت. بر اساس نتایج، بیشترین پرآوری نمونه ها در غلظت 25/0 میلی گرم در لیتر BAP و بیشترین تاثیر بر میزان ریشه زایی در غلظت 8/0 میلی گرم در لیتر IBA به دست آمد. طبق این نتایج می توان از تیمارهای هورمونی مشخص شده جهت افزایش پرآوری و ریشه زایی درون شیشه ای در رقم بیدانه قرمز انگور استفاده نمود.
    کلیدواژگان: ریزازدیادی، تیمارهای هورمونی، پرآوری، ریشه زایی
  • طاهره اسکندری، علی اسماعیلی زاده کشکوییه *، محمدرضا محمدآبادی، سعید سهرابی صفحات 139-151
    شناسایی تنوعات ساختاری مسئول تفاوتهای فنوتیپی در حیوانات اهلی از نظر اقتصادی اهمیت ویژه ای دارد. یکی از دقیق ترین و جدیدترین رویکردهای مورد استفاده در شناسایی این تنوعات، استفاده از تکنیک های توالی یابی نسل جدید است. در پژوهش حاضر، ژنوم مرغ بومی فارس به منظور شناسایی چندشکلی های تک نوکلئوتیدی و حذف و اضافه های کوتاه، با استفاده از داده های توالی یابی کل ژنوم مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های مورد بررسی توسط سیستم توالی یابی شرکت ایلومینا (Hiseq 2000) مورد تعیین توالی قرار گرفت. پس از بررسی کیفیت داده ها توسط نرم افزار FastQC، همردیفی توالی های کوتاه با ژنوم مرجع با برنامه BWA انجام و سپس چند ریختی های تک نوکلئوتیدی و حذف و اضافه های کوچک به کمک برنامه GATK مشخص شدند. درصد همردیفی توالی های کوتاه با ژنوم مرجع بالای 99 درصد بود. در این مطالعه 8858153 چند ریختی تک نوکلئوتیدی و 895378 حذف و اضافه کوچک بدست آمد که کمترین مقدار آن در ناحیه اگزونی مشاهده شد. نتایج نشان داد چندریختی های تک نوکلئوتیدی هتروزیگوس فراوانی بیشتری نسبت به چند ریختی های هموزیگوس دارند که این نشان دهنده تنوع زیاد جمعیت مورد بررسی است. همچنین باتوجه به پیشینه چند هزارساله اهلی شدن مرغ در ایران، می توان انتظار داشت که تطابق پذیری با محیط در جمعیت مورد مطالعه اتفاق افتاده باشد و در نتیجه، تغییرات ژنومی در جهت سازگاری با محیط باعث ایجاد تنوع در جمعیت شده است.
    کلیدواژگان: توالی یابی ژنوم، چندریختی های تک نوکلئوتیدی، حذف و اضافه کوچک، تنوع جمعیت
|
  • Meysam Bastami, Ramin Hosseini * Pages 1-20
    Human basic Fibroblastic Growth Factor (hbFGF) is a valuable protein with a wide variety of clinical and research applications. Currently, recombinant production of this growth factor in conventional platforms of microbial and insect cells is accompanied by several problems causing high cost production that limited its applications. Rice cell suspension culture is an efficient, safe and low cost platform for recombinant protein production. In this study we prepared a suitable construct for high level expression of an optimized version of bFGF coding sequence under control of ramy3D gene expression sequences in rice cell suspension culture. The codon usage and GC content of bFGF coding sequence was optimized for expression in rice and then synthesized. Following optimization, the Codon Adaptation Index and GC content were upgraded from 0.76 to 0.82 and from 52.65% to 55.45%, respectively. The ramy3D regulating sequences were amplified from genomic DNA in two separate fragments and then cloned. The ramy3D regulating fragments were assembled in the binary vector pCAMBIA1304. Then the bFGF optimized CDS was inserted in the construct between signal peptide CDS and 3′UTR. Ramy3D expression system has several advantages including high level expression of transgene, inducibility and simple protein purification through protein secretion into the medium.
    Keywords: bFGF growth factor, Ramy3D, rice, recombinant protein
  • Balal Dehghani, Amir Mossavi *, Sadegh Hassannia, Ali Hatef, Ali Sharafi, Mohammadreza Eftekharian Pages 21-34
    Today, demand for production of recombinant proteins in different tissues of transgenic plants is increasing day by day. Meanwhile, hairy roots are under consideration due to their high levels of biomass and high genetic stability as appropriate target tissue. Among pharmaceutical proteins, regulatory glycoproteins, are proposed as one of the most important growth factors with therapeutic and research applications in tissue engineering. Selection of proper host species, plant tissue and desirable gene, are of the most important factors to elevate the levels of recombinant protein production. In order to achieve this goal, in the present study, production of recombinant protein BMP2 in transgenic hairy roots of tobacco and canola were investigated. For optimal transgene expression, TMV (5’-UTR) and KOZAK sequences were inserted upstream the BMP2 gene to increase expression level, furthermore, six-histidine sequence for protein purification and KDEL sequence as ER retention signal protein were inserted downstream of the target gene. The transgene was designed to be under the control of CaMV 35S promoter. One-month old tobacco leaf explants and six-day-old cotyledons of canola were transformed with Agrobacterium rhizogenes carrying the construct. Transformed hairy roots that grew well in the medium were confirmed by gPCR analysis for transgene integration. Moreover, to verify mRNA transcription as well as protein production, RT-PCR, ELISA and western blot analyses were performed. The results of this study demonstrated the efficiency of the current systems for the production of rhBMP2 is tobacco hairy roots suggesting them as an efficient bioreactor.
    Keywords: Recombinant Protein, BMP2, Molecular Farming, Tobacco, Hairy Root, Rapeseed
  • Hamideh Raisi, Mohammadreza Safarnezhad *, Mahdi Alavi, Ali Ellahinia, Naser Farrokhi Pages 35-48
    Citrus bacterial canker is a disease caused by Xanthomonas citri subsp. citri (Xcc). The bacterial type III secretion system (TTSS) consist of an extracellular filamentous structure mediating transfer of bacterial proteins into the plant cytosols. The main part of the pilus is pilin protein (HrpE) that is encoded by the HrpE gene. Production of specific antibodies against the pilin protein can be implemented for detection of infected plants as well as to develop a source of genetic resistance against disease. Inhibition of HrpE protein through antibody therapy leads to suppression of disease in the plant. The objective of the present study was to isolate, clone and express the HrpE gene. To do this, the HrpE gene was amplified by PCR using gene-specific primers and cloned to the pTZ57R/T vector. Then, it was cloned to the pET28a() bacterial expression vector and expressed in the E. coli strain Rosetta as host. The protein production procedure was optimized for incubation time and temperature as well as the concentration of inducer. The greatest amount of the recombinant protein was yielded at 1 mM IPTG at 30° C for 16 h. Purification of HrpE recombinant protein was done via metal affinity chromatography. The results of both SDS-PAGE and Western blotting assays confirmed the expression accuracy and purity of recombinant pilin protein. The recombinant protein can be used as an antigen to develop monoclonal and polyclonal antibodies.
    Keywords: Citrus bacterial canker, Xanthomonas citri subsp. citri, recombinant protein, type III secretion system(TTSS), HrpE, pilus
  • Shaban Kia, Kamran Rahnama *, Hssan Soltanloo, Vliallah Babaeizadeh, Mohammadali Aghajani Pages 49-65
    The Septoria tritici blotch disease (STB) caused by Zymoseptoria tritici is one of the most important wheat diseases in the world as well as Iran. Genetic resistance is one of the most efficient and economical strategies to control this disease. Identification of resistance sources in wheat genotypes is necessary to control STB. In this study, 33 spring bread wheat genotypes were evaluated against five Z. tritici isolates at seedling stage. Of 33 genotypes, 10 genotypes showed resistance to one or more isolates., Nogal, Arta and N-92-9 genotypes were highly resistant to all isolates tested that show these genotypes possess known or novel effective resistance genes that can be used as resistance sources to the STB in wheat breeding programs. Seven genotypes were moderately resistant against one or more of isolates. The other wheat genotypes were susceptible to isolates tested. The five isolates studied in this study had varying degrees of virulence and invasion on wheat genotypes, which indicates difference in avirulence genes of this pathogen. The isolate BK94 was the most virulent and invasive isolate on wheat genotypes, and the isolate BK56 had the least virulence and invasion.
    Keywords: Genotype, Resistance, Virulence, STB, Zymoseptoria tritici
  • Hamzeh Hamzeh, Ali Asghari *, Seyed Abulghasem Mohammadi, Omid Sofalian, Soloman Mohammadi, Mojtaba Nooraien Pages 67-83
    In order to mapping main and epistatic qtl and their interaction with environment for biological yield using a RILs population of wheat, comprising 148 recombinant inbred lines derived from a cross between two winter wheat cultivars, ‘YecoraRojo’ and ‘No. 49’, was evaluated in two locations in Iran (Miandoab and Mahabad) during 2014-2016. A linkage map including 177 microsatellite and 51 retrotransposon markers was used in this study. Quantitative trait loci (QTL) were determined using QTL Cartographer 2.5 and QTL Network 2.0 software based on the CIM and mixed-linear method. In the present study, the estimated heritability for biological yield in normal, water deficit and average of two conditions were 26.52, 26.91 and 16.09%. Also, the highest genetic gain for biological yield was observed in normal conditions. Results of QTL analysis showed. In normal condition, one QTL (R2A= 2.46), one QTL×E (R2AE= 5.46), 2 additive × additive epistatic effects (R2AA= 3.06) and 7 QTL × QTL×E interactions (R2AAE= 14.06) were significant. In water deficit condition, one QTL (R2A= 8), 3 additive × additive interactions (R2AA= 2.04) and 3 QTL × QTL × E interactions (R2AAE= 24.74) were identified. In average of two conditions, two QTL (R2A= 7), 3 QTL×E (R2AE= 4.66), 5 additive × additive epistatic effects (R2AA= 4.67) and 8 QTL × QTL × E interactions (R2AAE= 24.20), were significant. However, a little QTL was observed for biological yield, but in all three conditions, the role of the 7B chromosome in control of biological was significant and a stable QTL was located adjacent to the 'Cfa2174.1-' Wms573 markers, which can be used in marker assisted selection for biologically selective
    Keywords: biological yield, Epistatic QTL, Microsatellite marker, Wheat
  • Solaleh Salahi Sadr, Hedayat Zakizadeh *, Mohammdreza Naghavi, Jamalali Ofati Pages 85-103
    The induction of polyploidy is a useful tool in plant breeding, as important characteristics such as new forms and colors, resistance to both drought and low temperatures can be achieved through chromosome doubling. Several methods and materials were used to obtain polyploid varieties but in some cases these substances have unusual effects. The main purpose of the present study was to regenerate polyploidy plants. In this research, Fritillaria raddeana calluses were treated by colchicine at four different concentrations 0.005, 0.001, 0.05 and 0.01% for 24, 48 and 72 h to induce polyploidy. The experiment was laid out with three replications in completely randomized design. Due to its slow growth rate, survival percent were identified after 3 months. Root tip chromosome counting, stomata and flow cytometry analysis shown that dosages higher than 0.01% and exposure time of colchicine treatment higher than 48 h cause more explants lethality. Although the growth rates have been increased and stomata density decreased, neither chromosome counting nor flow cytometry analysis indicated any polyploid plantlets in colchicine treated explants.
    Keywords: Polyploidy, flowcytometery, stomata, chromosome
  • Mahdieh Azizi, Babak Abudollahi * Pages 105-117
    To identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) in eugenol O-methyl transferase (EOMT) and Chavicol O-methyl transferase (CVOMT) genes, cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) markers and direct sequencing were used in different basil populations. Fragments with sizes of 571 and 908 bp of coding regions of both genes were amplified and digested with restriction enzymes Pst1 and MseI. In silico digestion of the coding region of the genes by Pst1 produced fragments of 480 and 91 bp in EOMT and 621 and 287 bp in CVOMT. However, no polymorphic restricted patterns were produced in 80 basil individuals using Pst1 digestion. In silico MseI digestion of EOMT and CVOMT gene sequences produces fragments of 59, 135 and 377 bp, and 275, 302 and 331 bp, respectively. Digestion of the amplified fragments of both genes generated polymorphic banding patterns in studied basil genotypes. One out of each different restriction patters which is produced for both genes in basil genotypes, was selected for sequencing. Sequences obtained, were aligned for both genes using Clustal Omega and SNPs were identified. The results of EOMT alignment revealed transition mutations TC and AG, but no transversion was observed in this gene. Mutations AG, TC, AC and AT were found in CVOMT gene with the highest frequency of AG. In conclusion, the results of the current investigation revealed low polymorphism in coding regions of the studied genes and demonstrated the conservity of the coding regions of both genes during basil evolution.
    Keywords: basil, eugenol O-methyl transferase, chavicole O-methyl transferase, SNP, CAPS markers
  • Ehsan Noroozi, Lotfali Nasseri *, Roghayeh Najafzadeh Pages 119-138
    Red Seedless grape is one of the most important and qualitative Iranian grape varieties which has been welcomed by farmers recently. Given the importance of the mass propagation of this plant, producing healthy seedlings, and particularly free of grapevine crown gall disease or cancer, in the present study the effects of various hormonal concentrations treatments were studied on proliferation and rooting of red seedless grape, with the aim of giving a suitable instruction for in vitro culture of the plant. For this purpose, the MS medium containing various concentrations of benzyl amino purine (BAP) (0.25, 0.5, 1, and 2 mg L-1) with 0.2 mg L-1 indole acetic acid (IAA) were used for proliferation and various concentrations of indole butyric acid (IBA) (0, 0.8, and 1.6 mg L-1) were used for rooting of the samples in a completely randomized design. The results showed that the studied hormones had the significant effects on the characteristics such as node number, nodal length, shoots number, length, diameter, fresh and dry weight, leaf number, leaf area, chlorophyll index, root number, length, fresh and dry weight. There was also different between concentrations of the used hormones. According to the results the highest proliferation and rooting was achieved at 0.25 mg L-1 of BAP and 0.8 mg L-1 of IBA, respectively. According to the results, these hormonal treatments can be useful for proliferation and rooting of red seedless grape.
    Keywords: Grape, Micropropagation, Hormonal treatments, Proliferation, Rooting
  • Tahereh Eskandari, Ali Esmaeelizadeh *, Mohammadreza Mohammdabadi, Saeed Sohrabi Pages 139-151
    One of the most important approaches in animal breeding is identification of structural variations responsible for economical important traits. Next generation sequencing technologies are provided accurate tools for this purpose. In the present study, Fars province native poultry genome was analyzed using genome sequencing approach. Paired-end sequencing of the whole genome was conducted by Illumina Company in China. Data quality was determined by FastQC software. Short reads of sequences were mapped with the reference genome with the BWA program. Single nucleotide polymorphisms and small deletions and insertions were identified with the GATK program. The short sequences were compared with the reference genome of over 99% and with the mean depth of the X8 coverage. In this study, 8858153 single nucleotide polymorphisms and 895378 small deletions and insertions were identified with the lowest counts in the exon region. Since the results of identifying the variants showed that the most frequent variant is related to single nucleotide polynomials¡ in this study, heterozygous loci were higher than homozygous loci indicating the high diversity of the population under study. Given the history of several thousand years of chicken domestication in Iran, one can expect that adaptation to the environment has occurred in the population studied. As a result of genomic changes in order to adapt to the environment, it has created a diversity in the population.
    Keywords: Next Generation Sequencing, SNP, InDels, Population variation