فهرست مطالب

ژنتیک نوین - سال سیزدهم شماره 4 (پیاپی 55، زمستان 1397)
  • سال سیزدهم شماره 4 (پیاپی 55، زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1398/01/20
  • تعداد عناوین: 9
|
  • مهیار مرزبان، احمد علی پوربابایی *، محمد علی آموزگار، محمدرضا نقوی، علیرضا عباسی صفحات 445-457
    ریزوباکترهایی که به واسطه تحریک رشد و سرکوب بیماری ها به گیاه سود می رسانند ریزوباکترهای محرک رشد گیاه (PGPR) نامیده می شوند که باکتری های ریزوبیومی را نیز شامل می شوند. ریزوبیوم ها علاوه بر فراهم کردن نیتروژن، رشد سیستم ریشه گیاه را نیز ارتقا داده و جذب مواد غذایی را بهبود می بخشند. در پژوهش حاضر به منظور جداسازی و شناسایی ریزوباکترها به ویژه ریزوبیوم های همزیست با لگوم های غیر زراعی، از زمین های 12 نقطه استان البرز، 21 نمونه گیاهی جمع آوری شد. به منظور جداسازی باکتری ها، سری رقت از گرهک ها، خاک های ریزوسفری و ریشه ها تهیه شد. پس از کشت و خالص سازی در محیط کشت YMA، خصوصیات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی سویه ها مورد بررسی قرار گرفت. مجموعا 16 سویه خالص به دست آمد. DNA همگی آن ها استخراج و ژن 16S rRNA با استفاده از واکنش زنجیره ای پلی مراز و توسط آغازگر اختصاصی تکثیر شد. سویه ها توسط توالی های این ژن و با استفاده از پایگاه داده EzTaxon شناسایی شدند. تمامی سویه های جدا شده در پژوهش حاضر متعلق به 12 گونه بودند. واکنش های زنجیره ای پلی مراز برای ژن های atpD، nodA و nifH نیز با استفاده از آغازگرهای اختصاصی صورت گرفت. درخت های فیلوژنتیک با استفاده از روش آماری درست نمایی بیشینه (ML) ساخته و فواصل تکاملی با استفاده از مدل Tamura-Nei محاسبه شدند. بر اساس نتایج بدست آمده از چهار سویه Ensifer meliloti جدا شده در این پژوهش تنها سویه Tal31 با افزایش غلظت نمک از یک درصد به دو درصد (w/v) رشد بیشتری داشت. بنابراین این سویه احتمالا مقاوم به شوری است. برای اولین بار است که در پژوهش حاضر سویه Rhizobium laguerreae (Tal71) و سویه alkalisoli Neorhizobium (Krj1) به ترتیب از گرهک های ریشه گیاه شبدر قرمز (Trifolium pratense) و دغدغک البرزی (Colutea buhsei) جدا شده اند. این یافته ها مبین آن است که طیف میزبانی سویه های ریزوبیومی بیشتر از آن است که در گذشته تخمین زده می-شد.
    کلیدواژگان: البرز، ریزوباکتر، ریزوبیوم، گرهک، لگوم
  • سید محمد فرهاد وحیدی، قاسم حسینی سالکده، فضلاللهافراز، مهرداد بهمنش * صفحات 459-477
    شکمبه را به عنوان یکی از ظریف ترین و پیشرفته ترین سیستم های هضم سلولزی در طبیعت توصیف کرده اند. میکروبیوم موجود در شکمبه با اتصال و کلونیزه شدن روی مواد غذایی و ترشح آنزیم های تجزیه کننده فیبر، ترکیبات لیگنوسلولزی را تجزیه و به ترکیبات قابل استفاده برای حیوان میزبان تبدیل می کنند. هدف از این تحقیق شناسایی و درک ارتباط بین مهم ترین باکتری هایی است که طی انکوباسیون کاه برنج در شکمبه آن را کلونیزه می کنند. هم چنین در این مطالعه اثر استفاده از دو نوع داده متفاوت حاصل از تعیین توالی مبتنی بر آمپلیکون (ناحیه V3-V4 ژن 16S rRNA) و مبتنی بر کل متاژنوم بر روی آنالیز اجتماعات میکروبی چسبیده به کاه برنج با یکدیگر مقایسه شدند. در این مطالعه از سه راس گوسفند نژاد شال فیستوله شده برای انکوبه کردن کاه برنج در دوره های زمانی 24، 48، 72 و 96 ساعت استفاده شد. پس از جداسازی باکتری ها و استخراج DNA، از دو روش Illumina Miseq 300PE و Hiseq4000, 100bp PE به ترتیب برای تعیین توالی ناحیه V3-V4 ژن 16S rRNA و کل متاژنوم استفاده شد. پروفایل تاکسونومیکی و آنالیز تنوع و غنای میکروبی برای هر دو مجموعه داده، تهیه و با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد که یک اثر هم افزایی و همپوشانی بین اعضای فیلوم های شناسایی شده وجود دارد و با در نظر گرفتن فراوانی نسبی به نظر می رسد که اعضای فیلوم های Firmicutes، Fibrobacter و Spirochaetes نقش حیاتی در این زمینه ایفا می کنند. یک همبستگی ضعیف بین دو روش تعیین توالی مورد استفاده مشاهده شد. شاخص ترین وجه تمایز بین دو روش تعیین توالی، شناسایی باکتری ها در سطح گونه بود که روش Hiseq به لحاظ پوشش ژنومی و نوع الگوریتم تشخیصی قدرتمندتر ظاهر شد. هم چنین مشاهده شد که نوع نرم افزارهای انتخابی برای طبقه بندی تاکسونومیکی می تواند نقش حیاتی و حتی قدرت تفکیک بیش تری نسبت به نوع تکنولوژی انتخابی برای تعیین توالی کل متاژنوم و هم چنین نوع ناحیه انتخاب شده برای تکثیر و توالی یابی ژن هدف داشته باشد.
    کلیدواژگان: شکمبه، کاه برنج، متاژنوم، Illumina Hiseq، Illumina Miseq
  • مجید گلمحمدی، امید سفالیان *، جعفر احمدی، مهدی طاهری، علیرضا قنبری، ولیاللهرسولی صفحات 479-487
    زیتون به عنوان یکی از مهم ترین گیاهان باغی شناخته می شود که دارای بیش از 1200 رقم کاملا متمایز و تعداد فراوانی رقم وحشی در جهان است. در این مطالعه تنوع ژنتیکی موجود در یک مجموعه از ارقام زیتون ایرانی و خارجی با استفاده از نشانگرهای ISSR ارزیابی شد. در مجموع 16 آغازگر، 190 قطعه تکثیر یافت که 172 قطعه از آن ها (52/90 درصد) چند شکل بود. میانگین شاخص های قدرت تمایز (Rp) و محتوای اطلاعات چند شکل (PIC) به ترتیب برابر با 22/10 و 45/0 بود که بیانگر قابلیت آغازگرهای استفاده شده در ارزیابی تنوع ژنتیکی بود. نتایج تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA) نشان داد که 7 درصد از تغییرات کل، مربوط به تنوع بین گروهی و 93 درصد از تغییرات مربوط به تنوع درون گروهی ارقام و ژنوتیپ های زیتون بود. میانگین درصد مکان های چند شکل (PPL)، تعداد آلل های مشاهده شده (Na) و موثر (Ne)، اطلاعات شانون (I) و تنوع ژنتیکی (H) به ترتیب برابر با 11/82 درصد، 73/1، 43/1، 39/0 و 26/0 بود و ارقام ایرانی نسبت به خارجی از نظر کلیه پارامترهای تنوع ژنتیکی دارای مقادیر بالاتری بودند. روابط ژنتیکی بین ارقام مورد بررسی با استفاده از تجزیه خوشه ایبررسی شد و نتایج به دست آمده نشان داد که کلیه ارقام درون سه گروه اصلی قرار گرفتند. نتایج تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) نیز تایید کننده نتایج حاصل از تجزیه خوشه ایبود. به طور کلی، نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد نشانگرهای ISSR استفاده شده به طور مطلوبی قادر به منعکس نمودن میزان تنوع ژنتیکی و روابط بین ارقام زیتون هستند. از اینرو، استفاده از این آغازگرها در سایر مطالعات ژنتیکی مانند نقشه یابی QTL و تجزیه ارتباطی قابل توصیه می باشد.
    کلیدواژگان: زیتون، تنوع ژنتیکی، تجزیه به مختصات اصلی، تجزیه خوشه ای
  • ساناز غفاری مقدم، حسین صبوری *، عبدالطیف قلیزاده، حسین علی فلاحی صفحات 489-502
    شوری یکی از اصلی ترین تنش های اسمزی است، که رشد و تولید گیاهان را از طریق تغییر در تعادل یونی و اسمزی محدود می کند. به منظور مکان یابی نواحی ژنومی کنترل کننده صفات کمی (QTLs) مرتبط به تحمل به شوری در جو و ارزیابی شاخص های مربوطه، آزمایشی در سال 1396-1395 با استفاده از 100 خانواده به همراه والدین آن ها (بادیا × کومینو) در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. اعمال تنش در مرحله چهار برگی جو، به صورت آبیاری با آب شور با فاصله 10 روز اعمال شد. آبیاری با آب شور 5 دسی زیمنس بر مترمربع شروع شد و در مراتب بعدی، شوری آب آبیاری افزایش و در سطوح 10، 15 و 20 دسی زیمنس بر متر صورت گرفت. در مجموع 12 عدد QTL در شرایط نرمال و 8 عدد QTL در شرایط تنش شناسایی شد. واریانس فنوتیپی کل توجیه شده به وسیله این QTL ها از 9 تا 3/14 درصد متغیر بود، که کم ترین آن برای صفت طول ساقه و محتوای کلروفیل در شرایط نرمال و بیش ترین آن مربوط به صفت تعداد کل برگ ها در شرایط تنش بود. بیش ترین LOD مربوط به صفت وزن کل برگ ها در شرایط تنش بود (354/3). از QTL های پایدار و نشانگر های پیوسته به آن ها پس از تعیین اعتبار می توان برای بهبود صفات مورد مطالعه در شرایط تنش شوری در روش گزینش به کمک نشانگر (MAS) استفاده نمود.
    کلیدواژگان: تنش شوری، جو، رویشی و زایشی، مکان یابی
  • سارا امامی، شمس الضحی ابوالمعالی، محسن محمدی *، سیدمحسن سهرابی صفحات 503-512
    ظهور و گسترش مقاومت آنتی بیوتیکی در میان باکتری های بیماری زا یک تهدید جدی سلامت عمومی در جهانی است. به خاطر افزایش مقاومت به آنتی بیوتیک های مرسوم، بیشتر مطالعات روی توسعه پپتیدهای ضد میکروبی به عنوان یک درمان جایگزین متمرکز شده اند. دیفنسین ها گروهی از پپتیدهای ضد میکروبی غنی از سیستئین هستند که در گیاهان و جانوران وجود دارند. این پپتیدها در گیاهان به عنوان یک مکانیسم دفاعی علیه پاتوژن ها و آفات عمل می کنند. هدف از این تحقیق، شناسایی برخی از ژن های دیفنسین از گیاه یولاف و بررسی ویژگی های آن ها بود. به این منظور، خانواده ژنی دیفنسین گیاه گندم از بانک ژن دریافت و علیه ترانسکریپتوم گیاه یولاف مورد همردیفی قرار گرفت. توالی های حاصل از هم ردیفی جمع آوری و سرهم بندی شدند و سپس کانتیگ ها و سینگلتون های به دست آمده با استفاده از ابزار BLASTn، علیه پایگاه داده نوکلئوتیدی هم ردیف شدند. توالی های حاصل برای وجود چارچوب خوانش باز کامل بررسی و از توالی های حاوی چارچوب خوانش باز کامل برای طراحی آغازگرها استفاده شد. در مرحله ی بعد، از مخلوط بافت های (ریشه، ساقه و برگ) گیاه یولاف استخراج RNA صورت گرفت و cDNA ساخته شد. قطعات 327، 340، 375، 391 و 397 جفت بازی بوسیله PCR تکثیر و در ناقل pTZ57R/T همسانه سازی و توالی یابی شدند. نتایج آنالیز بیوانفورماتیکی، وجود 9 توالی کد کننده برای ژن های دیفنسین را در ترانسکریپتوم گیاه یولاف مشخص کرد. از این تعداد 5 ژن همسانه سازی و تعیین توالی شدند. این ژن ها دارای چارچوب های خوانش باز بین 246-234 بودند و پپتیدهایی به طول بین 81- 77 اسید آمینه را کد می کردند. توالی پپتیدی دیفنسین های شناسایی شده، دارای دمین عملکردی Knot1 از خانواده gamma-thionin بود. شناسایی ژن ها و بررسی خصوصیات آن ها، اولین قدم در مهندسی ژنتیک و تولید موجودات با صفات مفید است. در این تحقیق برای اولین بار، توالی کد کننده ی 5 ژن دیفنسین از گیاه یولاف جداسازی شد و ساختار و ویژگی های مختلف آن ها مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: بیوانفورماتیک، پپتیدهای ضد میکروبی، دیفنسین های گیاهی، Avena sativa
  • صدیقه فابریکی اورنگ *، صالحه درگاهی، علیرضا پورابوقداره صفحات 513-523
    شیره گیاهی و اندام های مامیران کبیر (Chelidonium majus L.) غنی از آلکالوئیدهای ایزوکوئینولین می باشند که سنگوئینارین از گروه بنزوفنانتریدین ها از مهم ترین متابولیت های آن است که تجمع آن عمدتا در ریشه گزارش شده است. بیوسنتز سنگوئینارین نیازمند هفت مرحله واکنش از پیش ماده اس- رتیکولین می باشد که توسط آنزیم های بربرین بریدج (BBE)، شیلانتیفولین سنتتاز (CFS)، استیلوپین سنتتاز (STS)، تتراهیدروپروتوبربرین متیل ترانسفراز (TNMT)، پروتوپین هیدروکسیلاز (P6H) و دی هیدروبنزوفنانتریدین اکسیداز (DBOX) صورت می گیرد. مطالعه مسیرهای بیوسنتزی و شناسایی عوامل تاثیرگذار در افزایش تولید متابولیت های ثانویه از گام های مهم در مهندسی متابولیت می باشد. نانوذرات دسته جدیدی از محرک ها هستند که به عنوان تحریک کننده تولید متابولیت های ثانویه محسوب می شوند. بدین منظور اثر نانودی اکسید تیتانیوم در تغییر بیان ژن های مسیر بیوسنتزی سنگوئینارین مامیران کبیر در قالب آزمایش فاکتوریل با سه فاکتور غلظت نانو دی اکسید تیتانیوم، مرحله محلول پاشی و زمان پس از القای محرک مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه واریانس بیان ژن های STS، P6H، BBE و MSH تفاوت معنی داری در اثر غلظت های نانودی اکسید تیتانیوم، مدت زمان پس از محلول پاشی، دوره محلول پاشی، اندام های مختلف گیاه و اثرات متقابل آن ها در سطوح احتمال پنج و یک درصد نشان داد. میزان تجمع رونوشت های STS و P6H در ریشه نسبت به برگ و ساقه دو تا سه برابر و رونوشت ژن های BBE و MSH در ریشه چهار برابر ساقه بود. در مجموع هر سه اندام مورد مطالعه، غلظت 500 میلی گرم در لیتر نانودی اکسید تیتانیوم به ترتیب افزایش 63، 66، 500 و 91 درصدی در بیان ژن های STS، P6H، BBE و MSH نسبت به تیمار شاهد نشان دادند. زمان های 24 و 48 ساعت نسبت به 72 ساعت پس از محلول پاشی باعث حداکثر بیان در هر چهار ژن مورد مطالعه شده و غلظت 500 میلی گرم در لیتر نانودی اکسید تیتانیوم برای ژن های STS، P6H و BBE و 1000 میلی گرم در لیتر برای ژن MSH بیش ترین افزایش بیان را نشان دادند. نتایج این تحقیق نشان داد که نانوذره دی اکسید تیتانیوم در افزایش تولید سنگوئینارین مامیران کبیر از طریق تنظیم ژن های مسیر بیوسنتزی آن موثر می باشد.
    کلیدواژگان: افزایش بیان ژن، سنگوئینارین، محرک، نانوذرات
  • مریم گلدسته، طاهر نژادستاری، ایرج مهرگان * صفحات 525-535
    گندم مهم ترین گیاه زراعی و منبع اصلی غذا برای بیش از40 درصد مردم جهان است. این گیاه دارای دامنه سازگاری زیادی بوده و در ناحیه بسیار وسیعی از دنیا کشت و کار می شود. اهمیت گندم به دلیل خصوصیات ویژه جذب آب و کشسانی خمیر آن است که ناشی از وجود پروتئین گلوتن در آندوسپرم دانه گندم است. با توجه به اینکه این پروتئین ها در سایر گونه های خویشاوند گندم هم حضور دارند، تنوع گلوتنین های دانه در گندم و هفت گونه خویشاوند نزدیک آن با استفاده از چهار آغازگر اختصاصی برای گلوتنین ها مورد بررسی قرار گرفتند. توالی های قطعات تکثیر شده با اطلاعات بانک اطلاعاتی NCBI مقایسه شده و توالی هایی که بیش از 90 درصد با یک LMW-Gs و یا HMW-Gs گندم شباهت داشت برای تجزیه و تحلیل مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج بیانگر شباهت زیاد گلوتنین ها در میان گندم و سایر گونه های خویشاوند آن بود. با اینحال مشاهده شده است که در اغلب موارد قطعات مشابه، تکثیر شده در گونه های مختلف دارای تفاوت هایی با یکدیگر بوده و تنوع برای توالی نوکلوئوتید ها در میان این گونه ها وجود دارد. بررسی روابط فیلوژنتیکی میان گونه ها نشان داد که گونه T. aestivum با گونه T. boeoticum که دارای ژنوم A است و هم چنین با گونه Ae. tauschii که والد ژنوم D گندم است، از نظر ساختار ژن های کد کننده گلوتنین ها دارای شباهت زیادی بوده و در خوشه های فیلوژنتیکی نزدیک به هم قرار گرفتند. دو گونه Ae. juvenalis و Ae. vavilovi اگرچه شباهت زیادی با یکدیگر نشان نمی دهند، اما هر دو دارای شباهت زیادی با گونه والدی Ae. crassa بوده و معمولا با این گونه در یک گروه قرار گرفتند. وجود تنوع وسیع برای این پروتئین ها در میان خویشاوندان گندم و هم چنین روابط فیلوژنتیکی نزدیک و تلاقی پذیری این گونه ها با گندم نوید بخش استفاده از این تنوع ژنتیکی در برنامه های اصلاحی گندم است.
    کلیدواژگان: فیلوژنی، گلوتنین، گندم، گونه های آژیلوپس
  • مریم جهانگیری، بهناز صفار *، نواز خرازیان، سعید لطیفی نوید، صابر زهری صفحات 537-542
    گیاهان خانواده Lamiaceae شامل تعدادی گونه با خاصیت درمانی ناشی از ترکیبات معطر هستند. در این مطالعه ژن های کلروپلاستی دوگونه دارویی Salvia nemorosa و Thymus syriacus از تیره Lamiaceae مورد تعیین توالی قرارگرفتند تا شناسایی این دو گونه را سریع تر ودقیق تر سازد. در این مطالعه از ژن هایmatK ،rbcL برای توالی یابی Thymus syriacus و matK ،trnL-F برای توالی یابی Salvia nemorosa استفاده شد. در ابتدا DNA این دو گونه از برگ ها استخراج شد. در مرحله ی دوم توالی های ژن های کلروپلاستی مورد نظر تکثیر، و در نهایت توالی یابی شدند. توالی ژ ن های کلروپلاستی تعیین توالی شده می توانند در سایر مطالعات فیلوژنتیکی و تکاملی، جهت مقایسه ی بین گونه ها مورد استفاده قرار گیرند و نتایج دقیق تری را در مدت زمان کوتاه تر، به ویژه در مطالعاتی در مقیاس وسیع تر فراهم کنند. نتایج نشان می دهد که نواحی کلروپلاستیmatK ،rbcL و trnL-F می توانند به عنوان بارکدهای DNA برای شناسایی گونه های Salvia nemorosa وThymus syriacus مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: خط شناسه گذاری DNA، نشانگرهای ملکولی rbcL، matK، trnL-F، Salvia nemorosa، Thymus syriacus
  • زهرا بابایی *، محمود سلوکی، بهمن فاضلی نسب صفحات 543-549
    گل راعی از خانواده هیپریکاسه، دارای خواص متعدد دارویی نظیر ضد افسردگی، ضد باکتریایی، ضد ویروسی و ضد توموری است؛ اما بیشترین تاثیر آن در درمان افسردگی گزارش شده که این فعالیت عمدتا به ترکیبات فنلی هایپرفورین و هایپرسین نسبت داده شده است. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی اثر کیتوزان (صفر، 50، 100 و ppm 200) و نانو ذرات نقره (صفر، 30، 60 و ppm 90) بر بیان هایپرسین (ژن Hyp-1) بود که بدین منظور آزمایشی بر اساس روش Real Time PCR به صورت فاکتوریل در قالب کاملا تصادفی با سه تکرار در دو بازه زمانی 48 و 72 ساعته انجام شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل نانو ذرات نقره و کیتوزان در بازه زمانی مختلف بر بیان ژن هایپرسین معنی دار بوده (P<0.01) به طوری که بیش ترین میزان بیان ژن Hyp-1 حاصل از سطح ppm 50 کیتوزان و صفر ppm نانو ذرات نقره در بازه زمانی 48 ساعت بود. در کل نتایج این تحقیق نشان داد که نانو ذرات نقره اثر منفی بر بیان ژن Hyp-1داشته و با افزایش غلظت نانو ذرات نقره بیان ژن Hyp-1 کم شده اما کیتوزان اثر مثبتی بر بیان ژنHyp-1 داشته ولی با افزایش غلظت تا سطح ppm 200 نیز از میزان بیان ژن کاسته شد.
    کلیدواژگان: افسردگی، کیتوزان، نانو ذرات نقره، هایپرسین
|
  • m marzban, aa porbabaei *, ma amoozegar, mr naghavi, a abbasi Pages 445-457
    Rhizobacteria that benefit plants by stimulating growth and suppressing disease are called plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) which includes rhizobia. In addition to nitrogen supply, rhizobia promote the growth of plant root system and improve nutritional uptake. In this research, for isolation and identification of rhizobacteria especially rhizobia in a symbiotic relation with non-cultivated legumes, 21 plant samples from 12 non-agricultural sites of Alborz province were collected. In order to isolate bacteria, serial dilutions were prepared from nodules, rhizosphere soil and roots. Bacteria were cultured and purified on YMA medium and morphological and biochemical characteristics of isolates were studied. In total, 16 purified strains were obtained. Bacterial DNA of all strains were extracted and 16S rRNA gene was amplified with specific primers using polymerase chain reaction (PCR). Strains were identified by sequences of this gene and using EzTaxon database. All isolated strains in this research belonged to 12 species. PCR reactions were also done for atpD, nodA and nifH genes by specific primers. Phylogenetic trees were constructed by maximum-likelihood statistical method and evolutionary distances were computed by using the Tamura-Nei model. Based on the obtained results from four strains of Ensifer meliloti which were isolated in this study, only Tal31 strain showed a higher growth with the increace of NaCl from one percent to two percent (w/v), therefore this strain is probably salt tolerant. This is the first time that Rhizobium laguerreae (Tal71) and Neorhizobium alkalisoli (Krj1) were isolated from root nodules of Trifolium pretense and Colutea buhsei respectively. These findings show that the host range of rhizobial strains are broader than it was estimated before.
  • mf vahidi, gh hosseini salkedeh, f afraz, m behmanesh * Pages 459-477
    The rumen is described as one of the most elegant and advanced cellulosic digestion systems in nature. The ruminal microbiome, by attaching and formatting microcolonies on feed particles and releasing the fiber degrading enzymes, decompose lignocellulose compounds and convert them into compounds that are usable for the host animal. The purpose of the present study was identifying and understanding the relationship between the most important bacteria that colonize rice straw during ruminal incubation and also comparing the amplicon and shotgun data generated on incubated rice straw during 24, 48, 72 and 96hrs in three fistulated animals. After bacterial isolation and DNA extraction processes, two sequencing strategies of Illumina Miseq 300PE and Hiseq4000, 100PE were used to sequence the V3-V4 region of 16S ribosomal RNA and the total metagenome. Taxonomic profiling, microbial diversity and species richness were separately prepared for each dataset and comparative analysis was performed. The results indicated that there are synergistic and/or overlapping effects among the members of the identified phyla, and with considering the frequency, it seems that the members of the Firmicutes, Fibrobacters, and Spirochaetes play a critical role in the colonisation process. Our study showed a weak correlation between the two methods, indicating that while taxonomic overlap exists in the phylum and family levels, the methods are different. The most highlighted difference between the two sequencing methods was species-level identification, which the Hiseq method appeared much more robust in terms of genomic coverage and taxonomic profiling algorithm. It was also observed that the selective software for taxonomic profiling could play a vital role and even more differentiation power than the technology utilized for whole metagenome and gene-targeted sequencing.
  • m golmohammadi, o sofalian *, j ahmadi, m taheri, a ghanbari, v rasoli Pages 479-487
    Olive is considered one of the most significant crops, with more than 1200 distinctive cultivars and an abundant number of wild forms. In this study, the genetic diversity in a set of Iranian and foreign olive cultivar was evaluated using ISSR primers. Using 16 ISSR primers, a total of 190 bands amplified, which out of 172 were polymorphic. The average of resolving power (Rp) and polymorphic information content (PIC ) was 10.22 and 0.45, respectively, hence this indicating the high efficiency of these primers to further genetic diversity assay. The results of analysis of molecular variance (AMOVA) showed 7% of the total genetic diversity refer to among groups, while 93% of the total variation was found within groups. The average percentage polymorphic loci (PPL), number of observed (Na) and effective (Ne) alleles, Shannon’s information index (I), and gene diversity (H) are 82.11%, 1.73, 1.43, 0.39 and 0.26, respectively, and Iranian cultivars showed higher amounts of all parameters than foreign cultivars. Genetic relationships inferred from a neighbor-joining dendrogram clustered cultivars into main three groups. This grouping pattern was matched with the groups obtained by principal coordinate analysis (PCoA). Taken together, the results obtained from this study indicate the ISSR primers used in this work will be useful for genetic diversity and phylogenetic studies in the olive cultivars. Hence, the use of these primers in other genetic studies like QTL and association mapping are recommended.
  • s ghaffari moghadam, h sabori *, a gholizadeh, h fallahi Pages 489-502
    Salinity is one of the main osmotic stresses limiting plants growth and development through changes in osmatic and ionic balance. In order to mapping of the genomic regions of controlling quantitative trait locus (QTLs), related to salinity tolerance in barley and assessment of associated indices, an experiment was conducted during 2016-2017 using 100 families of barley along with their parents (badia × comino) in randomized completely design with three replications. The application of stress in four leaf stages of barley was applied as salting with a 10-day interval. Irrigation with 5 dS of water was started and in next steps, the salinity of irrigation water increased at 10, 15 and 20 dS / m2. In total 12 QTLs detected in the situation of normal and 8 QTL in the stress. condition. Total phenotypic variance explained by the QTLs varied from 9 to 14.3 percent, which the lowest related to stem length, chlrophyll content under normal conditions and the highest related to total number of leaves under stress conditions. The highest LOD was the total leaf weight trait obtained under stress condition (3.354). Stable QTLs in three environments as well as linked markers could be used in the marker assisted selection (MAS) to improve characteristics under salinity conditions at different trials replicated over years.
  • s Emamifar, sh abolmaali, m mohammadi *, sm sohrabi Pages 503-512
    The emergence antibiotic resistant among pathogenic bacteria has become a serious threat to global public health in recent decades. With regards to the increasing prevalence of resistance to conventional antibiotics, many studies have focused on the development of antimicrobial peptides as an alternative antibacterial therapy. Defensins, are group of cysteine-rich antimicrobial peptides that are present in animals and plants. They are as components of the host defense system which acts against pathogens and pests. The purpose of this study was to identify, clone and characterize of some defensins genes from oat plant. For this purpose, the complete gene family of wheat was retrieved from GenBank and aligned against oat plant transcriptome. The resulted sequences were assembled and obtained contigs and singletons were aligned against nr database using BLASTn tools. The results were evaluated for the presence of complete ORF and sequences with complete ORF were used for primer designing. Then, the total RNA was extracted from oat pooled tissues and cDNA were synthesized. The fragments were amplified, cloned in pTZ57R/T vector and sequenced. The results of bioinformatics analysis, confirmed the presence of the nine genes encoding defensin in oat plant transcriptome. Five of these genes were cloned and sequenced. These genes contained the complete ORFs between 234-246 bp that produced peptides with length 77-81 amino acids. In addition, identified defensins comprised Knot1 functional domain from the gamma-thionin family. Identification and characterization of genes is the first step in the genetic engineering and production of organisms with favorable traits. In this study for the first time, the complete coding sequence of five defensin genes were isolated and characterized from the oat plant.
  • s fabriki ourang *, s dargahi, a pour aboghadare Pages 513-523
    Plant organs and latex of greater celandine are rich in isoquinolin alkaloids that sanguinarine, a member of benzofenanthridine, is one of the most important metabolites, which its accumulation mainly reported in the roots. Sanguinarine biosynthesis requires seven enzymatic steps from the pre-substance s-reticulin using berberine bridge enzyme (BBE), cheilanthifoline synthase (CFS), stylopine synthase (STS), tetrahydroprotoberberine cis- N-methyltransferase (TNMT), protopine 6- hydroxylase (P6H), S-cis-N-methylstylopine 14-hydroxylase (MSH) and dihydro benzophenanthridine oxidase (DBOX). The study of biosynthetic pathways and the identification of factors affecting the production of secondary metabolites are important steps in metabolite engineering. Nanoparticles are a new category of elicitors that act as inducers for the production of secondary metabolites. For this purpose, the effect of titanium dioxide nanoparticles was investigated on the expression changes of the celandine sanguinarine biosynthetic pathway genes in a factorial experiment with three factors included titanium dioxide concentrations, spraying period and post-induction time. Analysis of variance for the expression of STS, P6H, BBE and MSH genes revealed significant differences in titanium dioxide concentrations, post-induction times, spraying period, different organs and their interactions at P≤0.05, 0.01 levels of probability. The accumulation of STS and P6H transcripts in the roots was 2-3 times higher than the leaves and stems, and also the transcripts of the BBE and MSH genes was four times higher in the root than the stem. Totally, the concentration of 500 mg/L titanium dioxide increased the expression of STS, P6H, BBE and MSH genes by 63, 66, 500 and 91%, respectively, relative to control treatment. The 24 and 48 hours post-induction time resulted in maximum expression in all four studied genes in comparison to 72 hours post-induction time, and 500 mg/L titanium dioxide showed the highest expression for STS, P6H and BBE genes, and 1000 mg/L for MSH gene. From the results it can be concluded that titanium dioxide nanoparticles are effective in increasing the production of celandine sanguinarine through the regulation of its biosynthetic pathway genes.
  • m goldasteh, t nejadsattari, i mehregan * Pages 525-535
    Wheat is the most important crop that is the main source of food for 40 percent of the world's population. This crop has a high adaptability and cultivated in a wide area of the world. The importance of wheat is due to the special properties in water absorption and elasticity of its dough. It is due to the presence of gluten protein in seeds endosperm. The variation of glutenins in wheat and its seven close relatives were investigated using four specific primers of glutenins. Sequences of replicated DNA were compared with the NCBI database data, and sequences which were more than 90% similar to a LMW-Gs or HMW-Gs of wheat were used to investigate. The results showed a high similarity between glutenins genes in wheat and other related species. However, it was observed that in many cases, similar fragments were differed in different species and there is a variation for the sequence of nucleotides among these species. Investigation of phylogenetic relationships among species showed that T. aestivum, and T. boeoticum species, which are similar in genome A, as well as Ae. tauschii, the parent of the wheat genome D, is very similar in terms of the structure of gluten genes and they located in similar clusters in phylogenetic trees. Although Ae. juvenalis and Ae. vavilovi do not show more similarity to each other, they both have a great similarity to their parent species Ae. crassa, and usually grouped together in the same cluster. The wide diversity for these proteins, among the wheat relatives, as well as the close phylogenetic relationships and the convergence of these species with wheat, makes it possible to use this great genetic diversity in wheat breeding programs
  • m jahangiri, b saffar *, n kharazian, s latifi navid, s zahri Pages 537-542
    The plant family Lamiaceae contains several species with potential therapeutic activity due to their essential oils. In this study, the chloroplast genes of two species of the Lamiaceae family, Thymus syriacus and Salvia nemorosa, were sequenced to make the identification of these two species quickly and accurately. The genes matK and rbcL were used for sequencing Thymus syriacus and matK, trnL-F for Salvia nemorosa. At first, genomic DNA was extracted from the leaves of these two species, then the sequences of the desired chloroplast genes were amplified and eventually sequenced. The sequence of the obtained chloroplast genes can be used in other phylogenetic and evolutionary studies to compare the species and could therefore provide more accurate results within a shorter time especially in large-scale studies. The results shows that chloroplast regions as matK, rbcL and trnL-F can be used as DNA barcodes for identification of Salvia nemorosa and Thymus syriacus species.
  • z babaei *, m soloki, b fazelinasab Pages 543-549
    Hypericum perforatum has many medicinal properties such as anti-inflammatory, anti-bacterial, anti-viral and anti-tumor; but has been reported its greatest effect on the treatment of depression which is attributed to Hyperforin and Hypericin conjugates. The aim of this study was to evaluate the effect of chitosan (0, 50, 100 and 200 ppm) and silver nanoparticles (0, 30, 60 and 90 ppm) on expression of Hyp-1 gene. For this purpose, a real-time PCR experiment was carried out in a completely randomized design with three replications in two time period such as 48 and 72 hour. The results of analysis of variance were showed that interaction of silver nanoparticles, chitosan and time period was significant on the expression of Hypericin gene (P <0.01), so that the highest expression of Hyp-1 gene was obtained from 50 ppm chitosan with no silver nanoparticles in the period time of 48 hours. Overall, the results of this study showed that silver nano particles had a negative effect on Hyp-1 gene expression, and with increasing concentration of silver nanoparticles, the expression of Hyp-1 gene decreased. However, chitosan had a positive effect on Hyp-1 gene expression, but by increasing the concentration to 200 ppm, the amount of gene expression decreased.