فهرست مطالب

نشریه مهندسی ژنتیک و ایمنی زیستی
سال هشتم شماره 2 (پیاپی 16، پاییز و زمستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/08/10
  • تعداد عناوین: 10
|
  • الهام سلیمانی، قربانعلی نعمت زاده*، روحا کسری کرمانشاهی، سوسانا رودریگز کوتو صفحات 121-130

    لاکازها آنزیم هایی حاوی مس می باشند که اکسیداسیون ترکیبات آروماتیک و غیرآروماتیک را از طریق احیای مولکول آب به اکسیژن کاتالیز می کنند . همچنین به دلیل قابلیت اکسیداسیون طیف وسیعی از ترکیبات فنلی کاربرد وسیعی در صنعت دارند. در این مطالعه توالی نوکلئوتیدی ژن لاکاز بر اساس ترجیح کدونی میزبان مخمری Pichia pastoris GS115 بهینه شد، سپس توسط شرکت اینویتروژن سنتز و در حامل بیانی pPICZ alpha A همسانه سازی شد و تحت پیشبر AOX1 به پیکیا پاستوریس به روش الکتروپوریشن ترنسفرم و در ژنوم میزبان ادغام شد. به منظور تعیین شرایط بهینه بیشینه بیان آنزیم، در سطوح مختلفی از دما، غلظت مس و متانول القای بیان صورت گرفت و فعالیت آنزیم در هریک از سطوح مورد ارزیابی قرار گرفت. بیشینه ی بیان آنزیم در غلظت 0.4 میلی مولار مس و 0.8 درصد متانول و دمای 25 درجه سانتی گراد به دست آمد. بیشینه ی بیان ترشحی لاکاز در شرایط بهینه 9600 U/L به دست آمد. پس از بررسی کیفی و کمی آنزیم برخی خصوصیات بیوشیمیایی آنزیم تعیین شد. دما و pH بهینه ی لاکاز نوترکیب به ترتیب40  درجه سانتی گراد و 3 تعیین شد. بررسی پایداری دمایی و pH لاکاز نشان داد که این آنزیم پایداری بالایی در برابر حرارت داشته و قادر به فعالیت در طیف وسیعی از pH می باشد.  بررسی خصوصیات کینتیکی آنزیم با استفاده از سوبسترای ABTS، Km=0.089 mM تعیین شد. نتایج این تحقیق نشان داد که پیکیا پاستوریس می تواند کاندیدای مناسبی برای بیان لاکاز نوترکیب به منظور استفاده در صنایع متعدد جهت پاکسازی پساب، بیوسنسور و سایر کاربردها باشد.

    کلیدواژگان: لاکاز، پیکیا پاستوریس، بیان هترولوگ، زیست پالایی، بهینه سازی
  • گیتا امینی، هانیه محجل شجا*، روح الله متفکر آزاد، الهام محجل کاظمی صفحات 133-142

    آگروباکتریوم از جنسهای گرم منفی باکتریهای خاکزی است که سبب ایجاد بیماریهای مختلف در گیاهان خصوصا دولپه ایها به واسطه انتقال افقی ژنها می باشد. ژنهای rolA،  rolBو rolC آگروباکتریوم ریزوژنز عامل ایجاد سندروم ریشه های مویین در گیاهان آلوده بوده و نیز در افزایش تولید متابولیت های ثانویه گیاهی نقش مهمی ایفا می کنند. هومولوگ گیاهی ژنهای rol باکتریایی در تعدادی از گیاهان خصوصا جنس نیکوتیانا و در  Linaria vulgaris یافت شده اند. هدف این پژوهش برسسی تاثیر ژن باکتریایی rolC و هومولوگ گیاهی آن trolC از نظر محتوای متابولیتهای ثانویه، رنگدانه های فتوسنتزی و خاصیت آنتی اکسیدانی عصاره های گیاهی بود. به این منظور گیاهان تراژن rolC و trolC  که ژنها تحت کنترل پروموتر القایی با گلوکوکورتیکوئید دگزامتازون بودند استفاده شد. آزمایشات بصورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. نتایج حاصل نشان داد که محتوای کلروفیل های a و b و نیز کاروتنوئید و آنتوسیانین ها در هر دو لاین گیاهان تراژن پس از القا با دگزامتازون با کاهش چشم گیری نسبت به گیاهچه های بدون القا (شاهد) روبرو شد. محتوای فلاونوییدی گیاهچه ها در گیاهان تراژن القا شده نسبت به گیاهچه های شاهد تفاوت قابل ملاحظه ای نداشت، در حالیکه محتوای فنولی آنها تا حرود 50% افزایش یافت. خاصیت آنتی اکسیدانی عصاره گیاهان القا شده نیز بیشتر از گیاهان شاهد بدست آمد. با توجه به تشابه نتایج بدست آمده در هر دو لاین گیاهچه های تراژن می توان نتیجه گیری نمود که ژن trolC  در طول زمان و تکامل گیاه توانسته است ویژگی های عملکردی خود را حفظ نماید.

    کلیدواژگان: ژنهای rol، گیاه توتون، محتوای فنلی، فعالیت آنتی اکسیدانی
  • لمیا وجودی مهربانی*، رعنا ولی زاده کامران، هما میرزایی صفحات 143-153

    به منظور بررسی تاثیر غلظت های مختلف فلزهای سنگین روی و کادمیوم (صفر، 2 و 4 میلی گرم در لیتر) و رقم اسفناج (بذر معمولی و خاردار) بر رشد و برخی صفات فیزیولوژیک اسفناج آزمایش فاکتوریل بر مبنای طرح کاملا تصادفی اجرا شد. نتایج نشان دهنده وجود اثرات متقابل معنی دار رقم و نوع بذر بر محتوای مواد جامد محلول، محتوای کاتالاز، پر اکسید هیدروژن، سوپراکسید دیسموتاز، محتوای پتاسیم، کلسیم، منیزیم، منگنز، روی و کادمیوم بود. نوع رقم وزن خشک برگ را تحت تاثیر قرار داد. اما وزن تر برگ تحت تاثیر تیمارهای فلزات سنگین قرار گرفت. بالاترین وزن تر گیاه در تیمار دو میلی گرم در لیتر روی ثبت گردید.  بالاترین وزن خشک گیاه در اسفناج رقم خاردار ثبت گردید. بالاترین محتوای مواد جامد محلول در هر دو رقم اسفناج در تیمارهای 2 و 4 میلی گرم در لیتر روی مشاهده شد. بیشترین غلظت کاتالاز در تیمار 2 میلی گرم در لیتر کادمیوم در هر دو رقم اسفناج مشاهده شد. محتوای پراکسید هیدروژن تحت تاثیر غلظت 2 میلی گرم در لیتر کادمیوم در تیمار بذر معمولی قرار گرفت. بیشترین میزان آنزیم سوپراکسید دیسموتاز در تیمار 2 و 4 میلی گرم در لیتر روی × تیمار اسفناج بذر معمولی مشاهده شد. ارتفاع گیاه تحت تاثیر اثر مستقل تیمار فلز سنگین و نوع بذر قرار گرفت و بالاترین ارتفاع گیاه در تیمار اسفناج بذر معمولی (7/16 سانتی متر) مشاهده شد. تیمارهای  2 و 4 میلی گرم در لیتر روی موجب افزایش ارتفاع گیاه تا 16 سانتی متر گردید. بالاترین غلظت کادمیوم در ترکیب تیماری بذر خاردار × نمونه برگی تیمار 4 میلی گرم در لیتر کادمیوم و در ترکیب تیماری بذر معمولی در نمونه برگی تیمار 4 میلی گرم در لیتر کادمیوم مشاهده شد. بیشترین غلظت روی در ترکیب تیماری بذر خاردار × نمونه برگی تیمار 4 میلی گرم در لیتر روی و در تیمار بذر معمولی × نمونه برگی تیمار 2 میلی گرم در لیتر روی مشاهده شد. بیشترین غلظت پتاسیم در تیمارهای بذر خاردار × نمونه برگی تیمار 4 میلی گرم در لیتر روی، بذر خاردار × نمونه ریشه تیمار 2 میلی گرم در لیتر روی، تیمارهای بذر معمولی × نمونه های ریشه حاوی 2 و 4 میلی گرم در لیتر روی مشاهده شد. بیشترین غلظت کلسیم در تیمار بذر خاردار × در نمونه برگی بدون تیمار فلز سنگین مشاهده گردید. بیشترین غلظت منگنز در ترکیب تیماری بذر معمولی اسفناج × نمونه های برگی 2 و 4 میلی گرم در لیتر تیمار روی مشاهده شد. بیشترین غلظت منیزیم در ترکیب تیماری بذر خاردار × نمونه برگی بدون تیمار فلز سنگین و بذر معمولی ×  نمونه برگی حاوی2 میلی گرم در لیتر روی مشاهده شد.

    کلیدواژگان: اسفناج، صفات فیزیولوژیک، فلز سنگین، آنزیم
  • مهرداد صالح زاده*، فاطمه شکری صفحات 154-167

    مخرب ترین بیماری ویروسی شناخته شده در گیاه مو، ویروس برگ بادبزنی مو است که هرساله موجب خسارت جبران ناپذیری در تاکستان ها می شود. از آنجایی که سطح زیر کشت انگور نسبت به سایر محصولات چشم گیر بوده و انتقال و انتشار گسترده آن از طریق مواد رویشی انجام می شود، شناسایی دقیق این بیماری در تاکستان ها با استفاده از یک روش سریع با حساسیت بالا، ضروری است. در این پژوهش به منظور طراحی یک نانوحسگر زیستی بر پایه گرافن اکسید از cDNA توالی ژن cp مربوط به ویروس برگ بادبزنی مو استفاده شده است. اساس کار در این حسگر، فلورسانس نشری حاصل از پرب DNA نشان دار می باشد که در صورت هیبرید شدن DNA پرب با DNA مربوط به ژن cp فلورسانس نشری مشاهده شده و با استفاده از دستگاه فلوری متری اندازه گیری می شود. به منظور بهینه سازی نانوحسگر تمام فاکتورهای زمان اتصال پرب DNA به گرافن اکسید، غلظت گرافن اکسید، زمان هیبریداسیون DNA مکمل به پرب DNA نشان دار و غلظت DNA مکمل به منظور هیبریداسیون با پرب متصل به گرافن اکسید مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمایشات نشان داد که نانوحسگر طراحی شده قابلیت شناسایی ژن cp را داشته و می تواند ویروس برگ بادبزنی مو را با کارایی بالا تا l mol/13- 10 پیکومول شناسایی نماید.

    کلیدواژگان: نانوحسگر، گرافن اکسید و ویروس برگ بادبزنی مو
  • براتعلی فاخری*، نفیسه مهدی نژاد، مرضیه شیخی صفحات 168-177

    روش بارکد گذاری DNA پتانسیل زیادی برای احیاء علم آرایه شناسی و مطالعات تنوع زیستی سنتی دارد؛ بنابراین این روش تاکنون نیز به طور گسترده ای در مطالعاتی که بر روی گیاهان و با اهداف رده بندی و آرایه شناسی مورد کاربرد قرارگرفته است. در این پژوهش 96 گیاه در گلدان در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه کشت و در مرحله 4 برگی، برگ های جوان به عنوان نمونه برداشت گردید. در گام بعد استخراج DNA، ارزیابی کمی و کیفی، انجام PCR و سپس توالی یابی محصولات PCR انجام شد و آنالیز داده های با استفاده از نرم افزار Clastal w2 و BioEdit صورت پذیرفت. نتایج نشان داد توالی های نوکلئوتیدی ژن ITS و rbcl در خانواده کدو، باز گوانین بیشترین فراوانی (به ترتیب 9/26 و 6/22)، باز آدنین کمترین فراوانی (3/20 و 4/27) را داشت. برآورد جایگزینی نوکلئوتیدی ژن RBCL و ITS در خانواده کدو، مقادیر بالای جایگزینی پیریمیدینی را داشت به طوری که تبدیل تیمین به سیتوزین بترتیب 69/31 و 43/20 درصد و برای تبدیل سیتوزین به تیمین 05/47 و 04/16 درصد به دست آمد، بنابراین پرایمر its، 5 نمونه rbcl هر 8 نمونه را شناسایی کردند بنابراین پرایمر rbcl جهت توالی یابی کدو مناسب تر است.

    کلیدواژگان: بارکد گذاری DNA، ITS، rbcl، کدو
  • فائزه حسین پور، رضا درویش زاده*، بابک عبدالهی صفحات 178-188

    آفتابگردان (Helianthus annuus) از مهم ترین منابع روغن گیاهی در جهان و ایران است. این گیاه جزء گیاهان نیمه مقاوم به شوری دسته‎بندی می شود، با این حال، عملکرد آن به شکل منفی تحت تاثیر شوری قرار می گیرد. عوامل رونویسی مولکول هایی هستند که نقش مهمی در درک و انتقال پیام تنش و نیز بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی دارند. در این مطالعه با به کار گیری تکنولوژی PCR در زمان واقعی تغییرات سطوح دو عامل رونویسی WRKY  و AP2Domain  در شرایط مختلف تنش شوری (2، 5، 8، 11 و 14 دسی زیمنس بر متر) در دو لاین مختلف آفتابگردان روغنی (AS5305 و 9CSA3) بررسی شد. نمونه برداری از برگ های گیاهان در مرحله 8 برگی در چهار زمان 6، 12، 24 و 48 ساعت پس از اعمال تنش شوری انجام شد. نتایج تجزیه های آماری نشان داد الگوی بیان ژن های کدکننده عوامل رونویسی مورد مطالعه در لاین های مورد مطالعه متفاوت است به طوری که میزان بیان عوامل رونویسی WRKY و AP2Domain در AS5305 (لاین متحمل) نسبت به 9CSA3 (لاین حساس) در شوری های شدید (14 دسی زیمنس بر متر) 24 ساعت بعد از اعمال تنش به طور فاحش افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: آفتابگردان، NaCl، بیان ژن، مقاومت به شوری، واکنش زنجیره ای پلی مراز در زمان واقعی
  • حمیرا شاهی، نفیسه مهدی نژاد، فاطمه حدادی، بهمن فاضلی نسب* صفحات 189-199

    به منظور بررسی نقش تنظیمی و الگوی بیان ژن wdhn5 و هم چنین خصوصیات فیزیولوژیکی گیاه گندم تحت تنش خشکی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی با سه تکرار در گلدان روی سه گونه وحشی دیپلویید (تائوشی، اورارتوواسپلتوئیدس)، دو رقم گندم دوروم زراعی تتراپلوئید (بهرنگ و شبرنگ) و دو رقم گندم زراعی هگزاپلوئید (بولانی و سیستان) به عنوان عامل اول و تیمار آبیاری در سه سطح تیمار آبیاری 90 درصد ظرفیت زراعی (شاهد)، تیمار آبیاری 60 درصد ظرفیت زراعی (تنش ملایم) و تیمار آبیاری 40 درصد ظرفیت زراعی (تنش شدید) به عنوان عامل دوم انجام شد. تجزیه واریانس صفات فیزیولوژیک شامل میزان ماده خشک، کارایی مصرف آب و محتوای نسبی آب برگ نشان داد که اثر خشکی برهمه صفات معنی داربود و گونه حساس اسپلتوئیدس به طور معنی داری ماده خشک، کارایی مصرف آب و محتوای نسبی آب برگ پایین تری در تیمارهای خشکی در مقایسه با ژنوتیپ های دیگر داشت. نتایج حاصل از بررسی بیان کمی ژن  Wdhn5 از طریقReal-time PCR  نشان داد که بیان این ژن در ژنوتیپ های متحمل تائوشی و بولانی در تیمار آبیاری40 درصد ظرفیت نگهداری آب خاک افرایش معنی داری پیدا کرد، که این می تواند نشان دهنده اهمیت این ژن در شرایط تنش خشکی باشد. بر اساس این نتایج رقم زراعی بولانی و گونه وحشی تائوشی به طور نسبی متحمل به خشکی وگونه اسپلتوئیدس حساس به خشکی است.

    کلیدواژگان: ظرفیت زراعی، کارایی مصرف آب، میزان ماده خشک، محتوایی نسبی آب برگ
  • فواد فاتحی*، حمید محمدی صفحات 200-216

    تنش خشکی یکی از مهمترین تنشهای غیر زیستی است که رشد و نمو گیاه را تنظیم کرده و تولید گیاه را محدود می کند. گیاهان از طریق تغییر متابولیسم سلولی شان و مکانیسم های دفاعی مختلف می توانند به تنش رطوبتی واکنش نشان داده و سازگار شوند. دستورزی سطوح سیستم دفاعی آنتی اکسیداتیو و تجمع اسمولیت های سازگار ممکن است عملکرد را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین، هدف از این مطالعه، پیدا کردن رابطه بین بیان ژن های آنزیم های آنتی آکسیدانت و پرولین به عنوان تنظم کننده اسمزی در ارقام گندم تحت تنش بود. بدین منظور یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارها شامل دو رقم گندم ایرانی (رقم پیشتاز، رقم نیک نژاد)، سه سطح تنش خشکی بودند. تنش خشکی منجر به کاهش کلروفیل a، کلروفیل b، کل و عملکرد در هر دو رقم شد که کاهش در رقم متحمل نیک نژاد کمتر بود. تنش خشکی منجر به افزایش محتوای پرولین و فعالیت آنزیم های CAT، APX و SOD شد. مقاومت نسبی رقم متحمل نیک نژاد به تنش خشکی را می توان به افزایش محتوای کلروفیل و پرولین بیشتر که به طور نزدیکی به سیستم دفاعی اکسیداتیو (شامل آنزیم های CAT، APX و SOD) ارتباط دارند نسبت داد. نتایج ما نشان داد که تنش خشکی منجر به افزایش بیان ژن های آنزیم های CAT، APX و SOD شد و همچنین بیان ژن مربوط به آنزیم دخیل در بیوسنتز پرولین (P5C5) را افزایش داد. بنابراین، آنزیم های آنتی اکسیدانت و محلول های سازگار، عملکرد گیاه را از طریق تعدیل محتوای ROS تنظیم می کنند.

    کلیدواژگان: عملکرد، آنتی اکسیدانت ها، پرولین، بیان ژن، تنش خشکی، گندم
  • مریم صادقی، اکرم صادقی* صفحات 217-228

    تغییر در پتانسیل آب محیطی که در اثر خشکی و شوری ایجاد می شود، یکی از مهمترین عوامل تنش زای غیرزیستی در بسیاری از زیستگاه های طبیعی موجودات زنده است. محلول های سازگار به عنوان عوامل محافظت کننده، نقش مهمی در افزایش پایداری ملکول های زیستی و کل سلول در برابر تنش شوری ایفا می کنند. اکتوئین و مشتق آن هیدروکسی اکتوئین به عنوان محلول سازگار به طور گسترده ای توسط باکتری ها و تعداد معدودی از آرکی ها و یوکاریوت ها در پاسخ به شوری و فشار اسمزی بالا تولید می شوند. تولید اکتوئین با استفاده از مهندسی ژنتیک و انتقال ژن های ectA، ectB و ectC منجر به افزایش تحمل فشار اسمزی بالا در چند گیاه مدل شده است. در این مقاله مروری، اهمیت کاربرد های فعلی و بالقوه اکتوئین به عنوان محافظت کننده از ماکروملکول ها، سلول ها و بافت ها مورد بحث قرار گرفته است. همچنین، یک تئوری پیشرو در مورد سازوکار و چگونگی محافظت اکتوئین از پروتئین ها که شامل کنار رفتن ملکول های اکتوئین از سطح ماکروملکول ها، کند سازی انتشار آب از اطراف ملکول های زیستی و کمک به حفظ حالت طبیعی پروتئین ها است شرح داده شده است. داده های تجربی دهه های گذشته در مورد کاهش تنش خشکی و شوری توسط اکتوئین ها و چشم انداز استفاده از آن ها در زمینه های مختلف بیوتکنولوژی مدرن از جمله مهندسی ژنتیک در این مقاله مروری خلاصه شده است.

    کلیدواژگان: اکتوئین، محلول های سازگار، تنش اسمزی، مهندسی ژنتیک
  • یحیی صافی سیس*، حمید موحدمحمدی، احمد رضوانفر صفحات 229-247

    در شرایطی که کشمکش ‏ها و تناقضات در خصوص محصولات تراریخته روز به روز بیشتر می‏شود. به نظر می‏رسد در چنین شرایطی، تامین مستندات در خصوص فقدان اثرات جانبی این محصولات و بهبود دانش علمی، بحث در مورد محصولات تراریخته را به یک مسیر منطقی سوق خواهد داد و تنها راه برطرف نمودن این تناقضات، تحقیقات بیشتر بر روی محصولات تراریخته است. در همین راستا، پژوهش حاضر بر مبنای پارادایم کیفی و با استفاده از تحلیل محتوای کیفی، به منظور تحلیل دیدگاه محققان در خصوص به ‏کارگیری فناوری محصولات تراریخته در مراکز تحقیقات کشاورزی ایران انجام شد. به منظور جمع‏ آوری داده ‏ها از شیوه مصاحبه نیمه‏ ساختار یافته با 23 نفر از محققان، با رویکرد نمونه‏ گیری هدفمند و روش نمونه ‏گیری گلوله برفی استفاده شد. بر اساس یافته‏ های این پژوهش، دیدگاه محققان در خصوص به‏ کارگیری فناوری محصولات تراریخته حول سه مضمون «توانمندی فردی حاصل از فعالیت در دو نهاد دانشگاه و مرکز تحقیقاتی»، «تاثیر فناوری محصولات تراریخته بر توسعه شغلی فرد و توسعه اقتصادی کشور» و «تاثیر جریان ‏های سیاسی و اجتماعی بر فرد» بود.

    کلیدواژگان: فناوری محصولات تراریخته، محققان، مراکز تحقیقات کشاورزی، تحلیل محتوا، به کارگیری
|
  • Elham Soleimani, Ghorbanali Nematzadeh*, Rouha Kasra Kermanshahi, Susana Rodriguez Couto Pages 121-130

    Laccase (EC 1.10.3.2) are multi-copper oxidase which catalyze the oxidation aromatic and non- aromatic compounds with electron reduction of molecular oxygen to water. Nucleotide sequence of laccase (accession number : ) was optimized according codon preference of Pichia pastoris. Gene was synthesized and cloned into pPICZalpha A. laccase under control of AOX1 promoter was transformed to P.pastoris by electroporation and integrated to P.pastoris genome. Methanol concentration, copper salts concentration and temperature were varied in order to enhance laccase expression in the heterologous system. Optimal fermentation condition for laccase production in shake flask cultivation using BMGY medium were obtained: presence of 0.4 mM Cu+2, culture temperature 25°C, 0.8% methanol added into culture every 24 h. the volumetric activity was achieved 9600 U/L after 12 day culture in fernbach flask. The biochemical properties of recombinant laccase and kinetic parameters were studied. The laccase activity was optimal at pH 4 and 40°C. Its Km value was 0.089 mM For ABTS [2, 2´azino-bis (3-ethylbenzthiazoline-6-sulphoric acid)]. The result of this study was showed Pichia pastoris can be useful tool for heterologous laccase expression in order to use in industrial application such as: waste water treatment, biosensor & etc.

    Keywords: laccase, Pichia pastoris, heterologous expression, bioremediation, optimization
  • Gita Amini, Hanieh Mohajjel Shoja*, Rohollah Motafakker Azad, Elham Mohajel Kazemi Pages 133-142

    Agrobacterium is one of the gram negative genuses of soil bacteria that causes a number of diseases in plants through the use of horizontal gene transfer. The rol genes of Agrobacterium rhizogenese, rolA, rolB and rolC, are the major causes of ‘hairy root’ symptomes in infected plants. It has been demonstrated that rol genes could have a possitive effect on secondary metalbolism in plants. The homologue of rol genes has also been found in some plants such as the genus Nicotiana and in a member of the Scrophulariacceae, Linaria vulgaris. Here we examined the effect of A. rhizogeneses rolC gene and its homologue in tobacco, trolC gene, on pigmentats content, production of some secondary metabolites and antioxidant activity in ‘in vitro’ cultered 4 weeks old seedlings. In these plants, the transgenes were located under the contol of dexamethasone inducible prompter. Methanol extracts of aerial parts of seedlings were prepared and DPPH radical scavenging method was used to evaluate the antioxidant activity. Experiments were done in a completely randomized design with 3 replications. Results showed that in induced transgenic lines, pigments content (chlorophyll a, chlorophyll b, caretenoid and anthocyanin) were decreased and total phenols contents were significantly increased compared to non induced plants (control) and DPPH radical scavenging activity exhibited a remarkable increase in induced plants. However the level of flavonoids didn’t show a significant change. These results indicate that plant homologue of bacterial rolC gene, trolC, functions as rolC and can be used as an alternative to enhance the level of secondary metabolite in plants.

    Keywords: rol genes, Nicotiana tabacum, antioxidant activity, phenolic content
  • Lamia Vojodi Mehrabani*, Rana Valizadeh Kamran, Homa Mirzaiee Pages 143-153

    Different concentrations of Zn and Cd (0, 2 and 4 mg L-1) were tested on the growth and some physiological traits of two spinach cultivars (common seed and Thorny seeds) as factorial based on Completely Randomized Design. The results revealed that the highest plant fresh weight was attained by 2 mg L-1 of Zn treatment. For dry weight, the highest data was belonged to Thorny seeds and the tallest plants were belonged to common seed spinaches. The top catalase content was belonged to 4 mg L-1 Zn with thorny seed. H2O2 content was affected by 2 mg L-1 of Cd in common seed cultivars. The highest Cd content in plant was measured with 4 mg L-1 of Cd at both cultivars. The greatest Zn content was recorded by Thorny seed spinach × leaf sample of 4 mg L-1 Zn and with common seed × leaf sample of 2 mg L-1 Zn.  For K+, the highest data was gained by Thorny seeds spinach × leaf sample of 4 mg L-1 of Zn, Thorny seeds spinach × root sample of 2 mg L-1 Zn and common seed × root sample of 2 and 4 mgL-1 of Zn. For Ca 2+ concentrations, Thorny seeds spinach × leaf sample of controls had the highest content. The highest Mn2+content was recorded by common seeds × leaf sample of 2 and 4 mg L-1 of Zn treatment. The evaluation of the tolerant plants having reasonable growth potential under the excess metal contaminated soils is quite emergent. Since, spinach is a fast growing and multi harvest plants during a year and, there is some reports on the hyper-accumulative behavior of the plant. So, it seems that the plant would be a nice candidate for the phytoremediation ideas and applications.

    Keywords: enzyme activity, heavy metal, physiological characteristics, Spinacia oleracea
  • Mehrdad Salehzadeh*, Fatemeh Shokri Pages 154-167

    The most destructive viral disease in vine plants, grapevine fan leaf virus each year is causing severe losses in vineyards. The disease is caused by grapevine fanleaf virus. Since the cultivation of grapes to other great products impressive, and on the other hand the transmission and spread it through the material vegetative to do. Accurate identification of the disease in vineyards using a fast method with high sensitivity, the lowest level of contamination in the plant show is essential. In this research is to design a nanobiosensor graphene oxide -based from cDNA sequence of the gene cp has been used fanleaf virus. Based on this sensor, fluorescence emission from DNA Probe is labeled that if hybrid of DNA probe with the DNA of the cp gene, fluorescence emission observed and measured using fluorimetry. In order to optimize the nanosensor all factors connection time DNA probe to graphene oxide, graphene oxide concentration, the DNA hybridization time DNA pattern to labeled DNA Probe and the concentration of DNA template to hybridization attached probe to graphene oxide evaluated. The results showed that the nanosensor designed to detect the cp gene and can grapevine fanleaf virus with high efficiency to identify 10-13 mol/l

    Keywords: Desin, Construction of Nano Biosensor Based on Grafen Oxide Nano Partical for Detection of Grapvine Fanleaf Virus(GFLV)
  • Baratali Fakheri*, Nafiseh Mahdinezhad, Marzieh Sheikhi Pages 168-177

    The method of barcoding DNA has a great potential for the revival of archeology and traditional biodiversity studies; therefore, this method has so far been widely used in studies on plants and for purposes of classification and archeology. In this research, 96 plants were planted in greenhouse according to a completely randomized design, and in 4 leaf stage, young leaves were harvested as samples. In the next step, DNA extraction, quantitative and qualitative evaluation, PCR and PCR sequencing were performed and data analysis was performed using Clastal w2 and BioEdit software. The results showed that the nucleotide sequences of the ITS gene and rbcl in the pumpkin family, Guanine were highest (26.9 and 22.6, respectively), adenine was the least frequent (20.3 and 27.4). Estimation of the nucleotide replacement of RBCL and ITS gene in the pumpkin family had high levels of pyrimidine replacement, resulting in the conversion of thymine to cytosine 31.99% and 20.43%, respectively, and for the conversion of cytosine to thymine was 47.05 and 16.04%, respectively The primer of its, 5 rbcl samples identified all 8 specimens, so the rbcl primer is more suitable for suckling.

    Keywords: DNA barcoding, ITS, rbcl, pumpkin
  • Faezeh Hoseinpour, Reza Darvishzadeh*, Babak Abdollahi Pages 178-188

    Sunflower is one of the most important sources of plant oil in the world and in Iran. This plant is classified as semi-resistant to salt stress; however, its performance is negatively affected by salinity. Transcription factors are molecules that play an important role in the understanding and transmission of stress messages as well as many physiological processes. In this study, using Real Time PCR technology, transcript variations of two transcription factors WRKY and AP2Domain were examined in two oily sunflower lines; AS5305 (salt tolerant line) and 9CSA3 (salt susceptible line) at different salinity levels (2, 5, 8, 11, 14 ds/m). Sampling from leaves of plants was performed at 8-leaf stage in 6, 12, 24, 48 hours after applying stress. The results of statistical analysis showed that the gene expression pattern of studied transcription factors was different in sunflower lines. So that, the rate of expression of both studied transcription factors (WRKY and AP2Domain) was significantly more in tolerant line (AS5305) than susceptible one in sever salt stress level (14 ds/m) 24 hours after applying stress.

    Keywords: NaCl, gene expression, real time PCR, salt resistance, sunflower
  • Homeyra Shahi, Nafise Mahdinezhad, Fatemeh Haddadi, Bahman Fazeli Nasab* Pages 189-199

    In order to examine the role of this regulatory factor and its gene expression pattern during stress in wheat plant as well as the physiological characteristics and expression of wdhn5 gene under drought stress as a  factorial experiment was carried out in completely randomized design in pot with three replications on  The wheat gemoyypes including two hexaploide cultivars (Bolani, Sistan) , two tetraploide cultivars(, Behrang, Shabrang) and wild (Urartu, Tauschii, Speltoides) were as the first factor and irrigation treatment with three levels consisted of normal (90% of field  capacity), mild stress (60% of field  capacity) and severe stress (40% of field  capacity) was as the second factor. Analysis of variance for physiological characteristics showed that the effect of water stress on all traits were significant, and the sensitive cultivar Speltoides had significantly lower dry mater production, water use efficiency and relative water content than the other cultivars. The result of the quantitave expression of wdhn5 gene expression by  real time PCR showed that expression of this gene in Tauschii and Bolani tolerant cultivars in 40% of field  capacity increased significantly which could indicte the importance of this gene in drought stress conditions. Based on these results, Bolani cultivar and Tauschii wild cultivar are relatively tolerant to drought and Splotheids is sensative to drought.

    Keywords: Field Capacity, water use efficiency, Dry matter, relative water content
  • Foad Fatehi*, Hamid Mohammadi Pages 200-216

    Water stress is one of the most important environmental factors that regulate plant growth and development, and limit production. Plants can respond and adapt to water stress by altering their cellular metabolism and invoking various defense mechanism. Manipulating the levels of antioxidative defence system may affect yield. Therefore, the aim of this study was to find out the relationship between gene expression of antioxidant enzymes and proline as an osmotic regulator in wheat cultivars under drought stress. For this purpose, a factorial experiment based on randomized complete block design was carried out with three replications. Treatments were two Iranian wheat cultivars (Pishtaz and Niknejad) and three levels of drought stress. Drought stress resulted in a reduction of Chl a, Chl b, total Chl and yield in both cultivars. This reduction was lower in tolerant cultivar Niknejad. Drought stress led to an enhancement in proline content, the activity of CAT (Catalase), APX (Ascorbate Peroxidase) and SOD (Superoxide Dismutase) enzymes. The tolerance of Niknejad cultivar under drought stress is associated with high chlorophyll (Chlorophyll), proline contents which is closely related to its enzymatic antioxidants activity (including CAT, APX and SOD). Our results showed that drought stress resulted in an increase in the gene expression of CAT, APX and SOD enzymes as well as enhanced the expression of gene for enzymes involved in the biosynthesis of proline (P5C5). Therefore, antioxidant enzymes and compatible osmolytes regulate plant yield mainly by modulating ROS with different mechanism.

    Keywords: Yield, Antioxidants, Proline, Gene Expression, Drought stress, Wheat
  • Maryam Sadeghi, Akram Sadeghi* Pages 217-228

    Fluctuations in environmental water potential caused by drought and salinity are the most important abiotic stress factors in many natural habitats of organisms. Compatible solutes stabilize biomolecules and whole cells and play as stress-protective agents. Ectoine and its derivative 5-hydroxyectoine as compatible solutes are synthesized widely by the members of the bacteria, a few archaea, and eukarya in response to high salinity and osmolarity. Previously reported that the genetically engineered ectoine synthesis using ectA, ectB or ectC has resulted in increased hyperosmotic tolerance of model plants. In this review, the importance of current and potential applications of ectoines as protecting agents for macromolecules, cells, and tissues, are discussed. Besides, the leading theory for the protection mechanism of ectoines including the exclusion of ectoines molecules from the protein surface, slows the diffusion of water molecules and preserve the native state of the protein were explained. The experimental data of the past decades concerning alleviating drought and salinity stresses by ectoines and the prospects for their use in different fields of modern biotechnology, including genetic engineering techniques, have been summarized in this review article.

    Keywords: ectoines, compatible solutes, osmotic stress, genetic engineering
  • Yahya Safi Sis*, Hamid Movahhed Mohammadi, Ahmad Rezvanfar Pages 229-247

    In a situation, where conflicts and contradictions on transgenic products are increasing day by day. Under such conditions, it appears that supplying documentation on the lack of side effects of these products and improving scientific knowledge will lead to a debate about the transgenic products in a rational way, and the only way to eliminate these contradictions is to investigate further on transgenic crops Is. In this regard, the present study was conducted on the basis of qualitative paradigm and using qualitative content analysis to analyze the researchers' views on the application of technology of genetically modified crops in Iranian agricultural research centers. In order to collect the data, a semi-structured interview method with 23 researchers was used with purposeful sampling and snowball sampling. According to the findings of this research, researchers' viewpoints on the use of transgenic technology around three themes, "The individual capability of activity in two institutions of the university and research center", "The impact of technology of transgenic products on occupational development and economic development of the country" And "the impact of political and social flows on the individual".

    Keywords: Technology of Transgenic Products, Researchers, Agricultural Research Centers, Content Analysis, Use