فهرست مطالب

  • سال یازدهم شماره 3 (پیاپی 36، پاییز 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/09/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • صغری کیانی، جعفر احمدی*، بهروز شیران، صدیقه فابریکی اورنگ، حسین فلاحی صفحات 1-18
    هدف

    زرین گیاه با نام علمی Dracocephalum kotschyi یکی از گیاهان دارویی بومی ایران، متعلق به خانواده لامیاسه می باشد. از جمله مهم ترین مونوترپن های شناسایی شده در این گیاه لیمونن است. یکی از عوامل موثر بر میزان ترکیبات مونوترپنی در گیاهان دارویی تنش خشکی می باشد. هدف از این بررسی تاثیر تنش خشکی در مراحل مختلف رشدی بر بیان ژن های کلیدی مسیر بیوسنتز لیمونن در زرین گیاه بود.

    مواد و روش ها

    این آزمایش به صورت فاکتوریل با دو عامل تنش خشکی شامل تنش شدید (25% ظرفیت زراعی)، متوسط (50% ظرفیت زراعی) و کم (75% ظرفیت زراعی) و عدم اعمال تنش (100% ظرفیت زراعی) و مراحل رشدی شامل دوره رویشی و گلدهی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. آنالیز متابولیت های ثانویه و اندازه گیری میزان لیمونن با استفاده از دستگاه GC/MS به روش فضای فوقانی و اندازه گیری بیان نسبی ژن های کلیدی موثر در بیوسنتز لیمونن با استفاده ازReal Time PCR  صورت گرفت.

    نتایج

    آنالیز متابولیت های ثانویه مقدار لیمونن را در دوره رویشی 57/20 درصد و در دوره گلدهی 41/13 درصد نشان داد. تنش خشکی باعث افزایش معنی دار بیان ژن های HMGR و DXS در مرحله گلدهی شد، در حالی که در مرحله رویشی تغییر معنی داری بر بیان این دو ژن مشاهده نشد. در هر دو دوره رشدی تنش خشکی کم باعث افزایش بیان ژن HDR شد، هرچند که در دوره گلدهی این افزایش بیان معنی دار نبود، اما تنش خشکی شدید بیان ژن HDR را کاهش داد، هرچند که این کاهش بیان در دوره رویشی معنی دار نبود. تنش خشکی باعث کاهش معنی دار بیان ژن LS در مرحله گلدهی و افزایش معنی دار بیان آن در مرحله رشد رویشی شد.

    نتیجه گیری

    نتایج حاصل از این تحقیق، میزان لیمونن و بیان ژن های موثر در بیوسنتز آن را تحت تاثیر تنش خشکی وابسته به مرحله رشدی گیاه نشان داد.

    کلیدواژگان: تنش خشکی، زرین گیاه، DXS، HMGR، LS
  • حمیدرضا قربانی*، سید حمیدرضا هاشمی پطرودی، مهدی رستمی صفحات 19-36
    هدف

    در پژوهش های بیان ژن با استفاده از Real-time PCR که ابزار قدرتمندی برای تجزیه و تحلیل سازوکارهای مقاومت به تنش های زیستی در گیاهان است، انتخاب و اعتبارسنجی ژن های مرجع به منظور بهینه کردن بیان ژن ها بسیار مهم می باشد.
    این تحقیق با هدف بررسی کارایی و انتخاب ژن های مرجع مناسب برای بهینه سازی اطلاعات حاصل از PCR زمان واقعی در گیاه برنج تحت تنش زیستی انجام شد.

    مواد و روش ها

    بدین منظور، هشت ژن کنترل داخلی شاملUBQ5 ،eIF4A ، Actin11، Actin1، UBC، Cylophilin، 18SrRNA و GAPDH بررسی شد. تنش زیستی در بافت برگی گیاهچه های 28 روزه رقم فجر و در حضور عامل بیماری قارچی Rhizoctonia solani RBL1، سیلیکات پتاسیم به عنوان القاء کننده مقاومت، جدایه هایPseudomonas با خاصیت آنتاگونیستی و القاء کنندگی و در سه دوره زمانی (6، 24 و 72 ساعت) اعمال شد.

    نتایج

     بررسی پایداری بیان ژن های مرجع با استفاده از نرم افزار BestKeeper نشان داد؛ که ژن UBC از پایداری بیان بیشتری نسبت به سایر ژن های مورد بررسی در شرایط تنش زیستی در نمونه بافت برگی گیاه برنج برخوردار بوده و بر اساس آماره توصیفی ژن های UBC و Actin11 دارای بیشترین همبستگی (97/0) با شاخص BestKeeper بودند. همچنین، ژن های UBC و Actin11 دارای بیشترین پایداری (کمترین ضریب تغییرات) بودند. بر اساس تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار NormFinder نیز ژن های Actin11 و eIF4a (به ترتیب 356/0 و 567/0) بیشترین میزان پایداری را نشان دادند.

    نتیجه گیری کلی

    بررسی بیان ژن های مرجع با استفاده از میانگین هندسی ژن های UBC و Actin11 در مقایسه با ژن Actin1 نشان دهنده ضرورت انتخاب مناسب ژن مرجع می باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که ژن های UBC و Actin11 ژن های مرجع مناسبی برای بهینه سازی داده های بیان ژن به وسیله تجزیه و تحلیل Real-Time PCR در گیاه برنج می باشند.

    کلیدواژگان: القاء کننده، برنج، بیان ژن، ژن مرجع، R. solani
  • علی ریاحی مدوار*، مهشید قاضی زاده احسایی، فرشته جدید بنیاد، فاطمه رضایی صفحات 37-56
    هدف
    سولفورافان یک ایزوتیوسیانات مشتق شده از گلوکوزینولات گلوکورافانین تحت  هیدرولیز آنزیمی میروزیناز می باشد که اثرات درمانی متعددی دارد. این گلوکوزینولات به فراونی در گیاه ازمک از خانواده براسیکاسه یافت می شود.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق، تولید سولفورافان، بیان ژن CYP79F1 (یکی از آنزیم های کلیدی در بیوسنتز گلوکورافانین) و بیان ژن میروزیناز در گیاهچه های ازمکتیمار شده با غلظت های مختلف (صفر (به عنوان شاهد)، 25، ، 100، ، 500 و 1000 mg/L) اکسید روی بررسی شد.
    نتایج
    نتایج نشان داد که محتوای سولفورافان گیاهچه های تیمار شده بصورت معنی داری نسبت به شاهد افزایش (در غلظت های بالاتر از 100 mg/L) یافته است. بر اساس نتایج حاصله، بیان ژن CYP79F1 با افزایش غلظت اکسید روی در محیط به صورت خطی کاهش نشان داد و این کاهش در حضور بالاترین غلظت، در سطح 5 درصد نسبت به نمونه شاهد معنی دار می باشد. در مقابل، بیان ژن آنزیم میروزیناز با افزایش غلظت اکسید روی در محیط به صورت گرادیان افزایش نشان داد و این افزایش در حضور غلظت های بالاتر از mg/L 500 نسبت به نمونه شاهد معنی دار بود.
    نتیجه گیری
    بر اساس نتایج، چنین بنظر می رسد که افزایش تولید سولفورافان در گیاهچه های تحت تیمار، بیشتر به دلیل افزایش بیان و در نتیجه تولید بیشتر آنزیم میروزیناز بوده است.
    کلیدواژگان: اکسید روی، بیان ژن، میروزیناز، سولفورافان
  • سمیه سراوانی، حسین صبوری، فاختک طلیعی*، عباس بیابانی، علی راحمی کاریزکی صفحات 57-82
    هدف

    وجود تنوع ژنتیکی در گیاهان زراعی، نقش مهمی در پیش‎برد برنامه‎های اصلاحی دارد. هدف از این مطالعه بررسی تنوع ژنتیکی و تجزیه ارتباط برای صفات مورفولوژیک و مقاومت به بیماری سفیدک پودری در گندم بود.

    مواد و روش ‏ها

    در این آزمایش 116ژنوتیپ گندم نان در قالب طرح لاتیس با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه گنبد کاووس از نظر صفات مورفولوژیک مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین واکنش ژنوتیپ ها به بیماری سفیدک پودری بررسی گردید. ارزیابی مولکولی با استفاده از 10 آغازگر ISSR و IRAP انجام شد.

    نتایج

    طبق نتایج تجریه واریانس بین ژنوتیپ ها از نظر کلیه صفات مورد بررسی به غیر از وزن هزار دانه تفاوت معنی دار وجود داشت. در آزمایش های مولکولی از تعداد 57 قطعه ای که توسط دو نشانگر  ISSRو IRAP تولید شد، 47 قطعه چندشکل بودند. تعداد باندهای چندشکل بین 3 تا 6 باند به ازای هر آغازگر متفاوت بود. دامنه تغییرات PIC ، 35/0-88/0 و میزان شاخص نشانگری بین 62/0-14/3 متغیر بود. بیشترین درصد چندشکلی به ترتیب به آغازگرهایPRI 13 ،PRI 14، PRI 20، PRI 43 ، PRI-10  تعلق داشت. بیشترین میزان شاخص نشانگری مربوط به آغازگر PRI 7 با مقدار 14/3 بود. بر اساس نتایج مقایسه میانگین، دو ژنوتیپ 60 و 786 بیشترین مقاومت را نسبت به بیماری نشان دادند. طبق نتایج تجزیه ارتباط بین نشانگرها و صفت مقاومت به بیماری سفیدک پودری 9 نشانگر با این صفت ارتباط معنی دار داشتند.

    نتیجه‏ گیری

    با استفاده از نتایج این پژوهش، می توان ژنوتیپ‎های برتر از نظر صفات زراعی و مقاومت به سفیدک پودری را گزینش و در برنامه های به نژادی مورد استفاده قرار داد.

    کلیدواژگان: گندم، سفیدک پودری، عملکرد دانه، ISSR، IRAP
  • محمدحسین علیمحمدی سرایی، محمد چمنی*، علیرضا صیداوی، علی اصغر صادقی، مهدی امین افشار صفحات 83-112
    هدف

    مطالعه حاضر به منظور بررسی تاثیر عصاره چای سبز و رزماری بر عملکرد رشد، ویژگی های لاشه، پارامترهای بیوشیمیایی خون، پایداری اکسیداتیو گوشت و بیان ژن های اینترلوکین -6 و گاما اینترفرون در جوجه های گوشتی تغذیه شده با جیره بر پایه ذرت- سویا انجام شد.

    مواد و روش ها

    از طرح کاملا تصادفی در قالب آزمایش فاکتوریل 3 × 3 با 9 تیمار و 4 تکرار در هر تیمار استفاده شد که هر تکرار شامل 15 پرنده بود (مجموعا 540 جوجه گوشتی سویه راس 308). جیره های مورد مطالعه شامل جیره شاهد (بدون عصاره) و سطوح 5/0 و 1 گرم بر کیلوگرم از هر یک از عصاره های چای سبز و رزماری بود.

    نتایج

    یافته های آزمایش نشان داد که استفاده از عصاره رزماری باعث افزایش مصرف خوراک، افزایش وزن و بهبود ضریب تبدیل خوراک در انتهای دوره پرورش جوجه های گوشتی می شود (05/0>P). تیمار دارای 5/0 گرم بر کیلوگرم عصاره رزماری دارای بهترین شاخص تولید (05/0>P) بود. استفاده از این عصاره ها در جیره جوجه های گوشتی تاثیر معنی داری بر آنزیم های کبدی داشت (05/0>P). این عصاره ها باعث کاهش مقدار مالون دی آلدهاید در جوجه های گوشتی شد (05/0>P). سطوح مختلف این ترکیبات گیاهی، بیان ژن های کبدی اینترلوکین -6 و گاما اینترفرون را افزایش داد.

    نتیجه گیری

    به طور کلی می توان گفت که جیره حاوی 5/0 گرم بر کیلوگرم عصاره رزماری بیشترین تاثیر را در بهبود عملکرد رشد، پایداری اکسیداتیو گوشت و بیان ژن های کبدی در جوجه های گوشتی دارد.

    کلیدواژگان: بیان ژن، جوجه، چای سبز، رزماری، رشد
  • بهمن فاضلی نسب*، براتعلی فاخری، زهرا جمعه قاسم آبادی صفحات 113-132
    هدف

    کاهو یکی از قدیمی ترین سبزی های دنیاست که منشا آن در هندوستان و آسیای مرکزی است. در این تحقیق تنوع ژنتیکی 15 ژنوتیپ کاهو با استفاده از توالی ژن rbcl مورد بررسی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    توالی 15 ژنوتیپ کاهو ابتدا با روش PCR جداسازی و سپس توالی یابی شد. کیفیت توالی ها با استفاده از نرم افزار Chromas 2.1.1 بررسی و سپس با روش ClustalW توسط نرم افزار MegAlign 5 هم ردیف سازی شده و دندروگرام روابط تبار زایی و ماتریس تفاوت و تشابه توالی ها ترسیم گردیدند. همچنین برای مدل سازی و اعتبار سنجی پروتئین rbcl از SWISS-MODEL و QMEAN و ارزیابی ساختار و کیفیت شیمیایی پروتئین از نقشه های راماچاندران و سرور Pro-SA استفاده شد.

    نتایج

    بررسی شبکه های متقابل پروتئین- پروتئین با استفاده از نرم افزار STRING نشان داد اکثر پروتئین های کد شده با ژن های matK، psb-tranH با پروتئین rbcl اثر متقابل دارند. نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای، ماتریس تشابه و واریانس مولکولی و همچنین 1< dN/dS، همگی حاکی از وجود شباهت و حفاظت شدگی بالای توالی rbcl بین ژنوتیپ های مورد مطالعه بود.

    نتیجه گیری کلی

    نتایج نشان داد که برای بررسی روابط فیلوژنتیکی در سطح گونه توالی rbcl چندان مفید نیست لذا می توان گفت که یکی از علل عدم موفقیت این ناحیه در تفکیک گونه ها، تغییرپذیری کم آن در بین گونه ها است.

    کلیدواژگان: کاهو، dN، dS، لاکتوکسین، تبارزایی، rbcl
  • سید احمد سادات نوری*، مهسا جمشیدی، سید محمدمهدی مرتضویان صفحات 133-152
    هدف

    زنیان (.Trachyspermum ammi L) گیاهی است علفی، یکساله از خانواده چتریان (Apiaceae) که در طب سنتی و علوم پزشکی کاربردهای فراوانی دارد. این تحقیق با هدف بررسی الگوی بیان ژن های ساختاری در مسیر بیوسنتزی مونوترپن ها و بررسی کیفیت اسانس گیاه دارویی زنیان تحت تاثیر هورمون متیل جاسمونات انجام شد. ترکیبات شیمیایی اسانس و میزان بیان ژن های MECPS، DXR و GDs به عنوان ژن های کلیدی دخیل در مسیر بیوسنتز تیمول پس از اعمال تیمار هورمونی متیل جاسمونات در 4 زمان مورد بررسی قرار گرفت.

    مواد و روش

    پس از گلدهی، هورمون متیل جاسمونات 1/0 میلی مولار به صورت محلول پاشی روی گیاهان اسپری شد. نمونه گیری در 4 زمان (8، 24، 48 ساعت پس از هورمون پاشی و نمونه شاهد اسپری شده با آب مقطر) صورت گرفت. استخراج RNA از بافت گل آذین گیاه زنیان انجام شد و پس از سنتز cDNA و انجام Real-Time PCR داده های حاصل از بررسی بیان ژن های مذکور مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. جداسازی و شناسایی ترکیبات اسانس نیز با استفاده از دستگاه های کروماتوگرافی گازی (GC) و کروماتوگرافی گازی متصل به طیف سنج جرمی (GC/MS) صورت گرفت. درمجموع، 10 ترکیب در 4 نمونه شناسایی گردید.

    نتایج

    نتایج حاصل از بررسی ترکیبات اسانس گیاه زنیان نشان داد که با توجه به تغییر مقدار ترکیبات ثانویه موجود در اسانس، میزان تولید آلفاترپینن که پیش ساز مونوترپن ها (نظیر تیمول) است، پس از گذشت 24 ساعت از اعمال هورمون متیل جاسمونات افزایش یافت. همچنین نتایج حاصل از داده های Real-Time PCR، افزایش بیان هر 3 ژن مذکور پس از 24 ساعت از اعمال هورمون را نشان می دهد. افزایش بیان ژن های ذکر شده در مسیر بیوسنتز مونوترپن ها می تواند عاملی برای بالا بودن میزان آلفاترپینن در اسانس گل ها بعد از گذشت 24 ساعت پس از اعمال هورمون باشد.

    نتیجه گیری

    هورمون متیل جاسمونات با تحریک مسیر بیوسنتز ترکیب های ثانویه و همچنین تاثیر بر میزان بیان ژن های مسیر MEP باعث افزایش تولید مونوترپن ها یک روز پس از اعمال هورمون می گردد.

    کلیدواژگان: اسانس، بیان ژن، ترکیب ثانویه، زنیان (.Trachyspermum ammi L)، متیل جاسمونات
  • زهرا علیزاده، فاطمه ابراهیمی*، قاسم محمدی نژاد، بابک ناخدا صفحات 153-174
    هدف

    هدف این پژوهش شناسایی نشانگرهای پیوسته با برخی صفات زراعی ارزن معمولی تحت شرایط تنش خشکی با استفاده از روش تجزیه ارتباطی بود.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، 30 ژنوتیپ ارزن معمولی Punicum miliaceam))در قالب طرح آگمنت در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان در اردیبهشت ماه 1395 کشت شدند. تنش در مرحله 50 درصد خوشه دهی با قطع آبیاری اعمال گردید. صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، وزن هزار دانه، تعداد دانه در خوشه، تعداد خوشه در بوته، طول پانیکول، تعداد انشعابات پانیکول، ارتفاع گیاه، تعداد برگ در بوته، طول برگ، عرض برگ و شاخص برداشت اندازه گیری شد. تکنیک AFLPبا استفاده از شش ترکیب آغازگری EcoRI و MseI انجام شد.

    نتایج

    در مجموع 246 باند چند شکل تولید شد و به طور میانگین دارای 13/89 درصد چند شکلی بودند. تجزیه ارتباطی بر اساس مدل های GLM و MLM به ترتیب 64 و 52 نشانگر پیوسته به صفات تحت شرایط تنش خشکی نشان داد که در بین آن ها چهار نشانگر (M4/E10-65، M4/E10-74، M4/E10-67 و M59/E36-105) با صفت عملکرد دانه، سه نشانگر (M59/E36-84، M10/E1-244 و M10/E1-245) با صفت وزن هزار دانه، دو نشانگر (M59/E36-106 و M10/E1-224) با صفت تعداد خوشه در بوته و پنج نشانگر (M3/E2-31، M3/E2-35، M3/E2-38،M59/E36-114  وM4/E8-128) با صفات تعداد دانه در خوشه در هر دو مدل ارتباط قوی و بسیار معنی داری نشان دادند.

    نتیجه گیری

    در این مطالعه چندین مکان ژنی مشترک برای صفات مورد بررسی شناسایی گردید. وجود نشانگرهای مشترک بین صفات ممکن است به دلیل اثرات پلیوتروپی و یا پیوستگی نواحی ژنومی دخیل در کنترل این صفات باشد.

    کلیدواژگان: اثرات پلیوتروپی، ارتباط نشانگری، ساختار جمعیت، مدل خطی مخلوط
  • سیما ساور*، حمیدرضا سیدآبادی، سیروس عیدی وندی، ایمان حرسی صفحات 175-190
    هدف

    مطالعه مولکولی ساختار ژنتیکی گاومیش برای شناخت دقیق تر خاستگاه این حیوان می تواند موثر باشد. در بین نشانگرهای مولکولی، توالی یابی ژنوم میتوکندری یکی از بهترین و رایج ترین روش ها برای طبقه بندی ژنتیکی جمعیت ها و گونه های نزدیک به هم، بررسی امکان اشتقاق گونه های مختلف از یک جد مشترک، مطالعه رابطه فیلوژنی هر موجود با سایر گونه ها و نژادها و دستیابی به راهکارهایی برای حفظ ذخایر ژنتیکی می باشد. هدف از این تحقیق تعیین توالی نواحی 12s rRNA و 16s rRNA ژنوم میتوکندری گاومیش خوزستان و تجزیه و تحلیل ژنتیکی و فیلوژنتیکی بخشی از آن بود.

    مواد و روش ها

    برای انجام این تحقیق تعداد 30 عدد نمونه خون از هر دو جنس از گاومیش های غیرخویشاوند جمع آوری شد. پس از استخراج DNA از آن ها، ناحیه مورد نظر توسط پرایمرهای اختصاصی با تکنیک PCR تکثیر و پس از خالص سازی توالی یابی شدند.

    نتایج

    نتایج حاصل از هم ردیف کردن توالی های نواحی 12srRNA و 16srRNA گاومیش خوزستان نشان داد که هیچگونه جهشی در جمعیت مذکور وجود ندارد که این امر بیانگر سطح تنوع پایین در جمعیت گاومیش خوزستان می باشد. براساس این تحقیق، نواحی 12srRNA و 16srRNA ناحیه کد کننده می باشد و میزان جهش و تنوع در آن پایین است. نتایج آزمون فیلوژنتیکی با استفاده از UPGMA برای هر دو جایگاه نشان داد که گاومیش های ایران با گاومیش های هندی و ایتالیایی در یک خوشه و نزدیک به هم می باشند.

    نتیجه گیری

    توالی حاصل از این مناطق برای اولین بار در بانک ژن با کد دسترسی MG650115 ثبت شد و با اضافه شدن نام گاومیش خوزستان در بانک جهانی ژن، این نژاد به انجمن های بین المللی معرفی شد.

    کلیدواژگان: تعیین توالی، ژنوم میتوکندری، گاومیش خوزستان، نواحی12s rRNA و 16s rRNA
  • محمدرضا محمدآبادی* صفحات 191-205
    هدف

    ژن Dlk1  نقش مهمی در تنظیم توسعه و تکامل و تولید مجدد ماهیچه اسکلتی، تمایز ادیپوسیت ها، در تنظیم رشد سلول عضله و در تکثیر هپاتوبلاست و تشکیل گلبول های خون دارد. هدف این پژوهش بررسی میزان بیان ژن Dlk1 در بافت های مختلف بز کرکی راینی با استفاده از Real Time PCR بود.

    مواد و روش ها

    تعداد 18 نمونه بافتی شامل ماهیچه، کلیه، طحال، مغز، جگر و چربی (از هر بافت 3 تکرار) از 3 بز کرکی راینی در هنگام کشتار در کشتارگاه تهیه شد. RNA کل استخراج و cDNA ساخته شد. برای برررسی میزان نسبی بیان ژن ها از واکنش Real Time PCR به روش SYBR Green استفاده شد. در این مطالعه از ژن بتااکتین به عنوان ژن کنترل داخلی استفاده شد. برای تجزیه و تحلیل داده های حاصل از Real Time PCR از روش پی فافل استفاده شد.

    نتایج

    نتایج حاصل از این بررسی نشان داد که ژن DLK1 در تمامی بافت های بررسی شده (بافت ماهیچه، چربی، کلیه، طحال، جگر و مغز) بیان شده است و بیشترین سطح بیان در بافت ماهیچه و کلیه و کمترین سطح بیان در بافت طحال و مغز مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    این پژوهش اساسی را برای انجام پژوهش های بیشتر در مورد Dlk1 در بز کرکی راینی و سایر نژادهای دیگر بز و حتی دام و طیور بومی ایجاد نمود. پیشنهاد می شود که این مطالعه با تعداد دام بیشتر، جنس های مختلف، سنین متفاوت و مراحل فیزیولوژیکی گوناگون در نژادهای مختلف بز انجام شود تا بتوان به یک نتیجه گیری جامعی دست یافت.

    کلیدواژگان: بافت، بز کرکی راینی، بیان ژن، Dlk1
|
  • Soghra Kiani, Jafar Ahmadi *, Behroz Shiran, Sedigheh Fabriki Ourang, Hossein Fallahi Pages 1-18
    Objective

     Dracocephalum kotschyi is an endemic medicinal plant in Iran belonging to the Lamiaceae family. One of the most important monoterpenes identified in this plant is limonene. Drought stress is one of the factors affecting the content of monoterpene in medicinal plants.  In this study, the effect of different levels of drought stress was investigated on the expression of some genes involved in limonene biosynthetic pathway in D. kotschyi at two growth stages.
     

    Materials and Methods

     This experiment was conducted as a factorial experiment with two factor included drought stress and growth stages in a completely randomized design with three replications. Drought stress consisted of severe (25% FC), moderate (50% FC), low (75% FC) stress and non-stress or control (100% FC) and growth stages consisted of vegetative and flowering. Secondary metabolites were analyzed and the amount of limonene was measured by GC / MS using Head-space method and the relative expression of key genes involved in limonene biosynthesis was measured using Real Time PCR.
     

    Results

     Analysis of secondary metabolites showed, one of the main monoterpenes was limonene whose amounts was 20.57 % and 13.41% during vegetative and flowering stages, respectively. Drought stress significantly increased HMGR and DXS gene expression during flowering stage, while during vegetative stage no significant change was observed on expression of both genes. In both growth stages, low drought stress increased HDR gene expression, although at flowering stage this increase was not significant but severe drought decreased HDR gene expression, although this decrease was not significant at vegetative stage. Drought stress decreased LS gene expression during flowering stage and increased it during vegetative stage.
     

    Conclusion

     The results indicated that limonene content and expression of limonene biosynthesis key genes in D. kotschyi under drought stress are growth stage-specific.

    Keywords: Dracocephalum kotschyi, Drought stress, DXS, HMGR, LS
  • Hamidreza Ghorbani *, Seyyed Hamidreza Hashemi, Petroudi, Mehdi Rostami Rostami Pages 19-36
    Objective

    Gene expression studies by Real-Time PCR constitute a powerful tool to analyze the mechanisms underlying plant biotic-stress tolerance. One of the crucial steps of this technique is the selection and validation of reference genes to normalize target gene expression under different stress conditions. In this study, the expresion of candidate gene in oryza sativa was investigated under biotic stress at different developmental stages.
     

    Materials and methods

    Eight internal control genes consists of eIF-4A, UBQ5, UBC, Actin1, Actin11, GAPDH, Cyclophilin and 18SrRNA which are commonly used as housekeeping genes in plants, were selected and their expression stability were examined in present of Rhizoctonia solani RBL1 strain, potasium silicat as tolerance inducer and different growth stages in three time periods (6 h, 24 h and 72 h) using BestKeeper and NormFinder softwares.
     

    Results and Conclusions

    Based on the results gained through Best Keeper, the UBC has the higher expression than the other genes under biotic stress in rice leaf and also the UBC and Actin11 genes poses the highest correlations with the BestKeeper index (0.97). Additionally, it was shown that the UBC and Actin has the lowest coefficient variation. Also, the evaluation of the reference genes expression using geometric mean of the UBC and Actin11 compared to the Actin1 gene indicated the necessity of appropriate selection of the reference gene. Taken together, it was evidently demonstrated that the UBC and Actin11 genes are the proper reference gene to be employed for the normalization of expression data in the Oryza sativa L. using by Real-Time PCR.

    Keywords: Gene expression, Inducer, Reference gene, rice, R. solani
  • Ali Riahi, Madvar *, Mahshid Ghazizadeh Ahsaei, Fereshteh Jadid Bonyad, Fatemeh Rezaee Pages 37-56
    Objective
     Sulforaphane with several pharmaceutical effects is an isothiocyanate which derived of glucosinolate glucoraphanin under myrosinase hydrolysis activity. This glucosinolate is found in huge scale in Lepidium draba plant from the brassicaceae family.
     
    Materials and Methods
    In this research, sulforaphane production and the gene expression level of CYP79F1 (one of the critical enzyme in glucoraphanin biosynthesis pathway) and myrosinase were investigated in Lepidium draba seedlings under treatment with different concentrations of ZnO (0, as a control, 25, 100, 500 and 1000 mg/L).
     
    Results
     The results showed that sulforaphane content in treated seedling significantly increased in comparison with the control in the presence doses more than 100 mg/L ZnO. Based on the results, gene expression level of CYP79F1 decreased by the increase of ZnO concentration in media, and the increment was significant at the 5% level in the presence of the highest dose in compared to the control. In contrast, the myrosinase   gene expression level evaluated by increasing ZnO concentrations in media and the increment was significantly at the doses more than 500 mg/L ZnO concentration.
     
    Conclusions
    According to the results, it seems that evaluating of the sulforaphane production level in the treated seedlings is more attributed to the increased gene expression level of myrosinase which resulted in the enhanced enzyme production.
    Keywords: Gene expression, Myrosinase, Soulforaphane, ZnO
  • Somayeh Saravani, Hossein Sabouri, Fakhtak Taliei *, Abbas Biabani, Ali Rahemi Karizaki Pages 57-82
    Objective

    Genetic diversity in field crops has important role in breeding programs. The object of this study were to evaluate the genetic diversity and association analysis of morphological traits and mildew disease of wheat germplasm.

    Material and Method

    In the research 116 wheat genotypes were assessed for morphologic traits using a lattice design with 3 replications in the research field of Gonbad Kavous University. Plants response to powdery mildew was also evaluated. 10 ISSR and IRAP markers were applied for molecular analysis.
     

    Results

    There was a significant difference between genotypes for all measured traits except 1000 grain weight. In molecular evaluation using ISSR and IPBS markers, 57 bands were amplified where 47 bands were polymorphic. The number of polymorphic bands was ranged from 3 to 6 bands for each primer. The maximum polymorphic bands belonged to PRI-14, PRI 43 and PRI 50 primer. The PIC and MIC values ranged from 0.35-0.88 and 0.62-3.14 respectively. The maximum percent of polymorphism belonged to PRI-13, PRI-14, PRI-43, PRI-20 and PRI-10. The maximum Molecular Index was 3.14 in PRI-7. Cluster analysis was grouped lines into three groups, which genotypes 60 and 786 were the most resistance to Powdery mildew. Association analysis between markers and resistance to powdery mildew revealed that total of 9 primers showed a connection to the character.
     

    Conclusion

    Based on the results of this research, genotypes with acceptable morphological traits and resistance to powdery mildew could be screened for advanced wheat breeding programs.

    Keywords: ISSR, IRAP, Grain yield, Powdery Mildew, Wheat
  • Mohammadhossein Alimohammadi, Saraei, Mohammad Chamani *, Alireza Seidavi, Ali Asghar Sadeghi, Mehdi Aminafshar Pages 83-112
    Objective

    This study was conducted to investigate the effects of green tea and rosemary extracts and their mixtures on growth performance, carcass characteristics, blood biochemical parameters, oxidative stability of meat and expression of interleukin-6 genes and interferon gamma in broiler chickens.
     
     

    Materials and methods

    Birds fed on a Corn-Soybean. The study was conducted in a completely randomized design with a 3 × 3 factorial arrangement with 9 treatments and 4 replications, each replication containing 15 birds. (540 Ross 308 broiler chickens). The experimental diets included the control diet (without extracts) and the levels of 0.5 and 1 g / kg extracts of green tea and rosemary.
     

    Results

    The results showed that the use of mixture of rosemary extracts increased feed intake, increased weight and improved feed conversion ratio at the end of broiler chickens breeding (P<0.05). Among the experimental groups, 0.5 rosemaryextract (g/kg of feed) had the best production index (P<0.05). The use of these extracts in the diet of broiler chickens has significant effect on liver enzyme (P<0.05).These exteracts reduce the amount of malondialdehyide produced in the drumsticks of broiler chickens (P<0.05). The different levels of these plant compounds increased the expression ofinterleukin-6 and gamma interferon liver genes.
     

    Conclusions

    In general, it can be stated that the mixture containing 0.5 rosemary extract (g/kg of feed) has the most effect on performance improvement, oxidative stability of meat and expression of liver genes in broiler chickens.

    Keywords: broiler, Gene expression, green tea, Growth, performance
  • Bahman Fazeli Nasab *, Bratali Fekheri, Zahra Jomeh Ghasem Abadi Pages 113-132
    Objective

    Lettuce is among one of the oldest vegetables in the world originally lodge in India and Central Asia. This study aims to evaluate the genetic diversity of fifteen lettuce genotypes by using the rbcl gene and protein sequences.
     

    Material and Methods

    Using sequencing method, the rbcl gene sequence of of fifteen lettuce were sequenced. Chromas 2.1.1 software, MegAlign ver5 software (using ClustalW approach) were applied for generating the similarity matrix, genetic distances as the same as building phylogram of the studied sequences. The modeling and validation of rbcl protein structure were performed through SWISS-MODEL and QMEAN, respectively. Further steps were progressed using Ramadan and Pro-SAP servers.
     

    Results

    Investigating protein-protein cross-links using STRING showed most of proteins encoded by matK, psb (A, D and C)-tranH have the interaction with rbcl protein. The results of cluster analysis, similarity matrix, molecular-variance and dn/ds was indicated that the sequence of rbcl gene and protein is very similar and conserve among all genotypes.
     

    Conclusion

    The results were indicated that the rbcl sequence is not useful to study the phylogenetic relationships inter-species. Therefore, this point is trustworthy to say that one of the reasons for failing the segregation all lettuce genotypes is the tiny diversity of rbcl gene.

    Keywords: Lettuce, dN, dS, Lactucin, genetic diversity, rbcl gene
  • Seyed Ahmad Sadat Noori *, Mahsa Jamshidi, Mohammad Mahdi Mortazavian Pages 133-152
    Objective

    Ajowan (Trachyspermum ammi L.) is an annual plant in Apiaceae family which is used in traditional medicine and medical science. This study was carried out to determine the quantitative expression pattern of some genes on monoterpenoid biosynthesis pathway and essential quality in Ajowan treated by methyl jasmonate. Ajowan essential oil compounds and the amount of MECPS, DXR,  and GDs genes expression as main genes related to Thymol biosynthesis pathway in response to methyl jasmonate in 4 different times were analyzed.  

    Materials and methods

    After flowering, the 0.1 mM methyl jasmonate hormone was sprayed onto the plants. Samples were taken in 4 times (after 8, 24, and 48 treatment and control treatment). RNA extraction, cDNA synthesis, and Real-Time PCR have done from flowers and the date from these gene expressions were analyzed. Essential chemical compounds were studied by GC-GC/MS. Generally, in 4 samples (samples were taken after 8, 24, and 48 treatment and control treatment), 10 different compounds were distinguished.  

    Results

    Based on results, the study of the essential oils of Ajowan showed that the changes of the amount of secondary compounds in the essential oil, the amount of γ-Terpinene (precursor of monoterpenoids like Thymol) went up after 24 hours methyl jasmonate treatment. Due to Real-Time PCR dates, the quantity of all 3 studied genes increased after 24 hours methyl jasmonate treatment. The increasing of these genes expression can be causes the incline level of γ-Terpinene in essential oil.  

    Conclusions

    Increasing the amount of 3 mentioned genes expression and also a high amount of γ-Terpinene in essential oils after 24 hours in flowers show that this hormone can affect the gene expression in MEP pathway which causes monoterpenoids production increase after one day of using the hormone.

    Keywords: Ajowan (Trachyspermum ammi L.), essential oil, Gene expression, Methyl jasmonate, Secondary metabolites
  • Zahra Alizadeh, Fatemeh Ebrahimi *, Qasem Mohammadi Nezhad, Babak Nakhoda Pages 153-174
    Objective

    The aim of this research was to identify marker loci associated with some agronomic traits under drought stress conditions in Common millet.
              

    Materials and methods

    In this study, 30 genotypes of Common millet were planted as augmented design at research farm of Shahid Bahonar University of Kerman in April 2016. In order to induce stress irrigation was stopped at 50% panicling stage. Traits including grain yield, biological yield, 1000- grain weight, number of grain in tiller, number of tiller in plant, panicle length, number of panicle branches, plant height, number of leaf in plant, leaf length, leaf width and harvest index were measured. The AFLP Technique was performed by the six EcoR1/Mse1 primer combinations.
             

    Results

    In total, 246 polymorphic bands were generated and the average percentage polymorphic was 89.13%. Association analysis based on GLM and MLM model indicated that 52 and 64 markers associated to traits under drought stress condition, respectively. Among them, four markers (M4/E10-65, M4/E10-74, M4/E10-67 and M59/E36-105) with grain yield, three markers (M59/E36-84, M10/E1-244 and M10/E1-245) with 1000- grain weight, two markers (M59/E36-106 and M10/E1-224) with number of tiller in plant and five markers (M3/E2-31, M3/E2-35, M3/E2-38, M59/E36-114 and M4/E8-128) with number of grain in tiller showed highly significant and strong relationship under drought stress condition in both models.
             

    Conclusions

    In this study, several common genetic locations for the studied traits were identified. The existence of common markers between different traits may be due to pleiotropic effects or to linked genomic regions affecting several traits.

    Keywords: polyotropic effects, marker association, Population structure, mixed linear model
  • Sima Savar *, Hamidreza Seyed Abadi, Cyrus Eidivandi, Iman Harasi Pages 175-190
    Objective

    A molecular study of the buffalo genetic structure can be effective for better understanding the origin of this animal. Among the molecular markers, mitochondrial genomic sequencing is one of the best and most commonly used methods for genetic classification of populations and species close together, studying the possibility of deriving different species from a common ancestor, studying the phylogenic relationship of each species with other species and races, and obtaining solutions for conservation genetic resources. The purpose of this research was to determine the sequence of 12s rRNA and 16s rRNA regions of Khouzestan buffalo.

    Materials and methods

    For this study, 30 blood samples collected from both sexes of unrelated Khuzestan buffalo. After DNA extraction, the target regions amplified by corresponding specific primers by PCR technique and sequenced after purification.
     

    Results

    The results of matching the sequences of 12srRNA and 16srRNA regions of Khuzestan buffalo showed that there was no mutation in this population, which indicates low diversity in Khuzestan buffalo population. According to this study, the 12srRNA and 16srRNA regions are encoding regions and the mutation and diversity are low. The results of the phylogenetic test using UPGMA for both sites showed that the buffaloes of Iran with Indian and Italian buffaloes are in a closely spaced cluster.
     

    Conclusions

    Finally, the sequences generated from these regions were the first recorded in the gene bank with MG650115 access code and the name of the Khuzestan buffalo brought to the World Bank Gene, and this race introduced to international associations.

    Keywords: Khuzestan buffalo, mitochondrial genome, Sequencing, 12s rRNA, 16S rRNA
  • Mohammadreza Mohammadabadi * Pages 191-205
    Objective

    Dlk1 plays an important role in regulating skeletal muscle development and regeneration, differentiation of adipocytes, regulation of muscle cell growth, hepatoblast proliferation and blood cells formation. The aim of this study was to investigate Dlk1 gene expression in different tissues of Raini cashmere goat using Real Time PCR.

     Materials and Methods

    Tissue samples (18) including muscle, kidney, spleen, brain, liver and back fat tissues were taken from 3 Raini cashmere goats. RNA was extracted and cDNA was synthesized. Real Time PCR was performed using SYBR Green method to study relative gene expression. Beta actin gene was used as housekeeping gene. Pfaffl method was used to analyze achieved data.  

    Results

    Results of this study showed that Dlk1 gene is expressed in all studied (muscle, kidney, spleen, brain, liver and back fat) tissues and the highest level of expression was observed in muscle and kidney tissues and the lowest level was seen in spleen and brain tissues.

    Conclusions

    This study would lay a foundation for further Dlk1 research in Raini cashmere goat and other goat breeds and also native animal and poultry. It is suggested that this study be conducted with greater number of livestock, different sexes, different ages and different physiological stages in different breeds of goats in order to reach a comprehensive conclusion.

    Keywords: Dlk1, Gene expression, Raini cashmere goat, tissue