فهرست مطالب

ژنتیک نوین - سال شانزدهم شماره 2 (پیاپی 65، تابستان 1400)

فصلنامه ژنتیک نوین
سال شانزدهم شماره 2 (پیاپی 65، تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/04/23
  • تعداد عناوین: 9
|
  • لیلا مهرآوران*، منصور امیدی، محمدرضا نقوی، براتعلی فاخری صفحات 91-102

    در این مطالعه، پاسخ های بیوشیمیایی استویا در سطوح مختلف اسید سالیسیلیک (صفر، 25، 50، 75 و 100 میکرومولار) و عصاره مخمری (صفر، 1، 2، 3 و 5 گرم در لیتر) در شرایط کشت بافت و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. چهار هفته پس از کشت، صفات بیوشیمیایی شامل میزان H2O2، میزان کربوهیدرات های محلول، DPPH، فنل کل و پروتئین کل مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس نشان دهنده اثر معنی دار اسید سالیسیلیک و عصاره مخمری بر کلیه صفات مورد مطالعه بود. نتایج نشان داد که با  افزایش میزان DPPH، میزان فنل کل نیز افزایش می یابد که نشان دهنده یک رابطه خطی بین آن هاست. به طوری که بیشترین مقدار آن ها در غلظت های 100 میکرومولار اسید سالیسیلیک و 5 گرم در لیتر عصاره مخمری بود. بیشترین مقدار پروتئین محلول در غلظت های 75 میکرومولار و 3 گرم در لیتر و بیشترین میزان کربوهیدرات محلول در غلظت های 75 میکرومولار و 2 گرم در لیتر عصاره مخمری مشاهده شد. نتایج حاصل از بررسی بیان ژن نشان داد که هر دو ژن تحت تاثیر الیسیتورها قرار گرفتند. بیشترین میزان بیان DXS و CPPS در غلظت های 50 میکرومولار اسید سالیسیلیک و 2 گرم در لیتر عصاره مخمری بود. بالا بودن میزان بیان این ژن ها می تواند نشان دهنده بالا بودن میزان محصول نهایی مسیر بیوسنتزی باشد. لذا می توان نتیجه گرفت که کاربرد اسید سالیسیلیک و عصاره مخمری روشی مناسب برای افزایش بیوسنتز ترکیبات زیست فعال در استویا است.

    کلیدواژگان: استویا، الیسیتور، بیان ژن، ترکیبات فنلی، قندهای محلول، کشت درون شیشه
  • مرتضی کوهسار، یوسف مسعودی سبحان زاده، علی مسعودی نژاد* صفحات 103-112

    امروزه رویکردهای یادگیری ماشین به طور گسترده ای در تجزیه و تحلیل داده های حجیم استفاده می شود. با توجه به فناوری جدید و تولید داده های با بازده بالا در زیست شناسی (مانند داده های تعیین توالی نسل جدید)، استفاده از روش یادگیری ماشین بر روی داده های بزرگ بیولوژیکی می تواند به درک مکانیسم بیماری پیچیده مانند سرطان کمک کند. استخراج ژن های کاندیدا به عنوان یک هدف درمانی یا نشانگرهای زیستی از داده های بیولوژیکی حجیم مانند داده های بیان ژن را می توان به عنوان اولین مرحله در درمان سرطان در نظر گرفت. بنابراین، توسعه یک رویکرد کارآمد برای تجزیه و تحلیل چنین داده هایی نقشی اساسی در بیوانفورماتیک و زیست شناسی محاسباتی دارد. در این مقاله، ما با اعمال الگوریتم رقابت جهانی و ماشین بردار پشتیبان بر روی داده های بیان ژن مربوط به سرطان ریه تلاش کرده ایم ژن های مرتبط با سرطان ریه را به عنوان نشانگرهای زیستی بالقوه کشف کنیم. داده های مورد استفاده، داده های به دست آمده از تکنولوژی RNA-Seq و مربوط به نمونه های سرطان ریه و همین طور نمونه های بافت سالم هستند که از پایگاه داده ی TCGA دریافت شده اند. این داده های شامل بیان ژن های mRNA در نمونه های بافت سرطانی و سالم می باشند. نتایج بررسی منجر به کشف ژن های با اهمیتی شد که با توجه به مقالات قبلی منتشر شده نقش مهمی در شکل گیری سرطان دارند و نقش آن ها در شکل گیری سرطان ریه را نیز می تواند در مطالعات آینده مورد بررسی قرار داد. همچنین نتایج اعتبار سنجی روش پیشنهادی نشان دهنده ی قدرت روش های مبتنی بر یادگیری ماشین در تحلیل داده هایی بیان ژن هستند.

    کلیدواژگان: سرطان ریه، الگوریتم رقابت جهانی، ماشین بردار پشتبان، نشانگر زیستی، یادگیری ماشین، داده های بیان ژن
  • مرتضی براتی، محمدرضا عظیمی*، محمدرضا نقوی، احسان محسنی فرد صفحات 113-123

    گندم (Triticum aestivum) یکی از گیاهان مهم زراعی کشور و دنیاست که اهمیت استراتژیک در تامین غذای انسان دارد. گندم نان یک آلوهگزاپلویید (AABBDD) است که طی دو هیبریداسیون از اجداد وحشی خود به وجود آمده که در آن اجیلوپس تایوشی به عنوان دهنده ژنوم D گندم مطرح است. در این تحقیق با استفاده از بررسی miRNAهای مشترک آن ها و ژن های هدف به رابطه تکاملی گندم نان و اجیلوپس تایوشی بیشتر پرداخته شده است. بررسی کروموزوم های گندم نان و اجیلوپس تایوشی نشان می دهد تا حدود زیادی کروموزوم های متناظر از لحاظ طول و تعداد ژن ها یکسان هستند. در این مطالعه پنج miRNA رونوشت شده از ژنوم D گندم و مشترک با اجیلوپس تایوشی و همچنین سه miRNA جدید شناسایی شده از RNA Seq به روش بیوانفورماتیکی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. همردیفی و بررسی توالی های miRNA موردنظر در گیاهان تک لپه نشان داد که این miRNAها در گندم و اجیلوپس بیشترین تشابه را دارند و به نظر می رسد در طول تکامل، این توالی ها از اجیلوپس تایوشی به صورت حفاظت شده به گندم رسیده است. بررسی آنتولوژی ژن های هدف miRNAهای مشترک گندم نان و اجیلوپس تایوشی نشان از تشابه بالای آن ها داشت. بنابراین به نظر می رسد miRNAهای مشترک بین گندم نان و اجیلوپس تایوشی تا حدود زیادی نقش و عملکرد مشابهی در این گیاهان خویشاوند دارند. یافته های این تحقیق می تواند در شناخت بهتر مکانیسم و عملکرد miRNAهای گندم و اجیلوپس تایوشی و استفاده از آن ها در طرح های اصلاحی گندم از طریق خویشاوند وحشی خود مورد بهره برداری قرار گیرد.

    کلیدواژگان: اجیلوپس، همردیفی، روش محاسباتی، RNA Seq
  • آرش جولاده رودبار* صفحات 125-132

    اورنج ماهیانspp.  Barbus یکی از مهم ترین و پیچیده ترین جنس های خانواده کپورماهیان Cyprinidae می باشند که برخی گونه های آن به لحاظ ظاهری شبیه به یکدیگر بوده و همین مسئله باعث شده تا در بین محققان شناسایی و تفکیک گونه و یا جمعیت های این جنس با مشکل روبرو شود. امروزه روش های نوین شناسایی مبتنی بر استفاده از DNA می تواند بسیاری از مشکلات رایج را که در بررسی های ریخت شناسی با آن رو به رو هستیم حل بنماید. در مطالعه حاضر به منظور شناسایی و تهیه نقشه پراکنش گونه جنس Barbus در ایران از پنج حوضه آبریز نمک، کویر، کاسپین، ارومیه و تیگریس با استفاده ازدستگاه الکتروفیشر نمونه برداری به عمل آمد. پس از توالی یابی ژن میتوکندریایی COI درخت تبارشناسی اعضای این جنس با استفاده از روش inference Bayesian و تخمین Maximum likelihood ترسیم شد. با توجه به نتایج به دست آمده در این مطالعه که تایید کننده نتایج مطالعات پیشین بود، حضور چهار گونه B. lacerta، B. karunensis، B. cyri و B. miliaris در آب های داخلی ایران تایید شد. علاوه بر این نتایج میانگین فاصله ژنتیکی K2P بین گونه ای اعضای جنس Barbus در ایران نشان داد بیشترین میزان فاصله ژنتیکی به میزان 48/3 بین دو گونه B. lacerta و B. miliaris و کمترین آن به میزان 17/1 مربوط به دو گونه B. lacerta و B. cyri است. همچنین با توجه به نتایج گونه B. urmianus مترادف  B. cyri درنظر گرفته شد.

    کلیدواژگان: ماهی اورنج، تنوع ژنتیکی، حوضه آبریز، ایران
  • روژین خالدی، فرزاد فیاض، دانیال کهریزی*، رضا طالبی صفحات 133-141

    علف های هرز از جمله خردل وحشی یک مسئله جدی در تولید محصولات زراعی هستند. مقاومت به علف کش ها در علف های هرز و خردل وحشی به یک تهدید متداول در کشاورزی تبدیل شده است و امنیت غذای جهانی را به خطر انداخته است. در این آزمایش ژن ALS علف هرز خردل وحشی مشکوک به مقاومت ناشی از غربال مزرعه ای و روش های مبتنی بر PCR از مزارع گندم استان کرمانشاه مورد بررسی قرار گرفت. سپس ژن  ALS شناسایی، جداسازی و همسانه سازی شد. برای این منظور با توجه به اطلاعات موجود در پایگاه NCBI، پرایمرهای مناسب طراحی و با RT-PCR توالی ژنی مذکور تکثیر و به منظور توالی یابی در وکتور pTZ57R/T درون باکتری E. coli سویه ی DH5α همسانه سازی شد. براساس نتایج مولکولی مبتنی بر PCR، تعداد شش بیوتیپ، جهش در جایگاه هدف را نشان دادند. نتایج توالی یابی براساس روش مبتنی بر PCR، جهش های نوکلیوتیدی Asp376-Gly (GAC به GAG)، Pro197-Ser (CCT به TCT)، Trp574-Leu (TGG به TTG) و Ala122-Thr (GCA به ACA) در شش بیوتیپ را تایید نمود. این جایگاه های جهش توسط روش توالی یابی تایید گردید. براساس نتایج این تحقیق مقاومت به علف کش در گیاه خردل وحشی می تواند به دلیل مقاومت در جایگاه هدف به دلیل جهش های نوکلیوتیدی مذکور در جایگاه فعال آنزیم، محل اتصال علف کش های بازدارنده ALS و خانواده آن باشد، یا به دلیل مقاومت جایگاه هدف که با تغییرات کنفورماسیونی می تواند باعث تغییراتی در سطح جایگاه واکنش پروتئین با علف کش و در نتیجه تغییر در میزان فعالیت و اتصال آنزیم- علف کش شود. این بدان معنی است که سطح مولکولی آنزیم نوع موتانت، کمتر در معرض تماس با علف کش قرار می گیرند و علف کش نمی تواند آنزیم را از فعالیت باز دارد و باعث ایجاد مقاومت در برابر علف کش می شود.

    کلیدواژگان: جهش نوکلئوتیدی، روش مبتنی بر PCR، مقاومت به علفکش بازدارنده ALS، خردل وحشی
  • منصوره احمدی لیوانی*، لطیفه پوراکبر، آرین ساطعی، مهدی عبادی، ابوالقاسم محمدی صفحات 143-150

    بابونه کبیر (Tanacetum parthenium) گیاهی علفی، متعلق به خانواده کاسنی (Asteraceae) می باشد که از جمله گیاهان دارویی ارزشمند است که اثرات مصرف آن در پیشگیری درمان میگرن به اثبات رسیده است که از طریق کاهش تورم درد و اسپاسم رگ های خونی صورت می گیرد. پارتنولید یکی از مهم ترین سزکویی ترپن لاکتون های موجود در گیاه بابونه کبیر است که بیش از 85 درصد کل سزکویی ترپرن های این گیاه را تشکیل داده و به عنوان ماده موثره این گیاه شناخته شده است. در تحقیق حاضر، برگ های جوان گیاه بابونه کبیر در سطوح مختلف شوری (شامل صفر (EC=3.2)، شوری ملایم (EC=6.1)، شوری متوسط (EC=8.4) و شوری شدید (EC=10.2) قرار داشتند به منظور مطالعه تغییرات بیان ژن مسیر بیوسنتزی پارتنولید شامل ژرماکرن A سنتتاز (GAS) از روش Real Time PCR استفاده شد. میزان پارتنولید تولید شده در برگ ها با روش عصاره گیری در دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) و درصد اسانس با دستگاه GC/MS سنجیده شد. نتایج نشان دهنده افزایش معنی دار بیان ژن مورد مطالعه در برگ های گیاهان تحت تنش شوری نسبت به گیاهان شاهد بود. بیشترین میزان بیان ژن GAS در تیمارهای شوری شدید و شوری متوسط مشاهده شد. همچنین روند تغییرات میزان بیان ژن با روند تغییرات میزان پارتنولید تولید شده در برگ ها مطابقت داشت. بازده اسانس گیاه نیز در شرایط تنش ملایم (66/0 درصد) بیشتر از شرایط بدون تنش (49/0 درصد) بود.

    کلیدواژگان: بابونه کبیر، پارتنولید، تنش شوری
  • نصیبه شایگان، علیرضا اطمینان*، اسلام مجیدی هروان، رضا عزیزی نژاد، رضا محمدی صفحات 151-160

    ارزیابی تنوع ژنتیکی در یک منبع ژرم پلاسمی به انتخاب موثر ژنوتیپ ها کمک نموده و زمان فرآیند به نژادی را کوتاه می نماید. تنوع ژنتیکی نقش بسیار مهمی در کاهش آسیب پذیری ژنتیکی در هنگام اصلاح گیاهان دارد. در مطالعه ی حاضر، 96 لاین اصلاحی گندم دوروم برای ارزیابی تنوع ژنتیکی با استفاده از 12 آغازگر SCoT مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که آغازگرهایSCoT ، در مجموع 76 باند چند شکل که متوسط تعداد باندها به ازای هر آغازگر برابر با 42/5 برآورد شد در بین لاین ها تکثیر نمودند. مقادیر شاخص نشانگر (MI) و محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) نشان داد که نشانگرهای SCoT برای تشخیص تنوع ژنتیکی گندم دوروم از کارایی بالایی برخوردارند. میانگین مقادیر PIC و MI برای آغازگرهای SCoT به ترتیب 46/0 و 51/2 بود. برآورد تعداد آلل های مشاهده شده (Na)، آلل موثر (Ne)، شاخص شانون (I) و میزان هتروزیگوسیتی (H) نشان داد که لاین های با منشاء ICARDA در مقایسه با لاین های با منشاء CIMMYT از میزان تنوع ژنتیکی بیش تری برخوردارند. روابط ژنتیکی بین لاین های مورد بررسی با استفاده از تجزیه خوشه ای بررسی شد و نتایج به دست آمده نشان داد که کلیه لاین ها درون 7 گروه اصلی قرار گرفتند. این گروه بندی توسط تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) مورد تایید قرار گرفت. نتایج نشان داد که تنوع ژنتیکی مطلوب در لاین ها وجود دارد و تایید می کند که نشانگرهای SCoT ابزاری مناسب برای مطالعه تنوع ژنتیکی در لاین های گندم دوروم هستند.

    کلیدواژگان: گندم دوروم، تنوع ژنتیکی، پلی مورفیسم، نشانگر SCoT
  • مرضیه کریمی، بهروز شیران*، محمد ربیعی، حسین فلاحی صفحات 161-173

    سرمای دیررس بهاره به عنوان مهم ترین محدودیت محیطی برای بادام محسوب می شود و به واسطه صدمه به بافت های زایشی همه ساله منجر به خسارت قابل توجهی در تولید محصول آن می شود. از آن جایی که اطلاعات بسیار محدودی دررابطه با پاسخ این گیاه به تنش سرمازدگی بهاره وجود دارد و از طرف دیگر با توجه به نقش مهم تنظیمی miRNAها در بسیاری از شبکه های تنظیمی، بر اساس اطلاعات حاصل از آنالیز نتایج توالی یابی RNA و sRNAهای بادام، سه ژن Pdu-miR160a، Pdu-miR168 و Pdu-miR171a به عنوان miRNAهای پاسخ دهنده به تنش سرما به همراه ژن های هدف شان انتخاب و به منظور تایید نتایج توالی یابی، بیان آن ها با استفاده از روش RT-qPCR در اندام های زایشی دو ژنوتیپ متحمل H و حساس به سرمای Sh12 تحت دو تیمار تنش صفر و 2- درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج، نقش تنظیمی منفی سه miRNA مورد مطالعه را در پاسخ به هر دو تیمار تنش سرمایی در ژنوتیپ H نشان داد. اما بر خلاف ژنوتیپ H، نقش تنظیمی مثبت Pdu-miR168 و Pdu-miR171a در پاسخ به تنش سرما در رقم Sh12 آشکار شد. نتایج آزمون همبستگی پیرسون، وجود همبستگی منفی بین Pdu-miR160a و PduARF18 تحت هر دو تنش سرمایی را تنها در اندام های زایشی بساک و تخمدان رقم Sh12 نشان داد. این در حالی بود که وجود همبستگی منفی میان Pdu-miR168 وPduAGO1 تنها در تخمدان ژنوتیپ H تحت هر دو تنش تیمار سرمایی مشاهده شد. همچنین اثر تنظیمی منفی Pdu-miR171a بر ژن هدف PduSCL6 تحت تنش 2- درجه سانتی گراد در تخمدان ژنوتیپ H و هر دو بافت زایشی رقم Sh12 آشکار شد.

    کلیدواژگان: تنش سرما، PdumiR160a، PdumiR168، PdumiR171a، RT-qPCR
  • عارفه شاه محمدی بنی، راضیه پوراحمد*، محمدرضا محزونیه صفحات 175-181

    گسترش مقاومت در باکتری های گرم منفی به خصوص سویه های بیماری زا اشریشیا کلی، موجب کاهش اثر بخشی آنتی بیوتیک ها از جمله سیپروفلوکسازین در درمان بیماری های عفونی شده است. هدف مهم این آنتی بیوتیک در باکتری اشریشیا کلی، DNAجیراز است. یکی از مهار کننده هایDNA جیراز پروتئین GyrI است که با اتصال بهDNA جیراز مانع از اتصال سیپروفلوکسازین به این آنزیم می شود. بنابراین هدف از این مطالعه بررسی بیان ژن gyrI درموتان مقاوم به سیپروفلوکسازین در باکتری اشریشیا کلی بود. برای بررسی بیان ژن ابتدا RNA سلول در مرحله ی نمایی رشد استخراج شد و پس از سنتزcDNA میزان بیان این ژن در موتان مقاوم به سیپروفلوکسازین در مقایسه با سویه ی تیپ وحشی با روشReal Time PCR  اندازه گیری شد. نتایج حاصل ازReal Time PCR  نشان داد که ژن gyrI در موتان مقاوم به سیپروفلوکسازین در فاز نمایی رشد افزایش بیان دارد. افزایش بیان ژن gyrI در حضور و عدم حضور سیپروفلوکسازین نسبت به بیان این ژن در سویه تیپ وحشی معنی دار بود (05/0P<). افزایش بیان این ژن در عدم حضور و در حضور سیپروفلوکسازین در موتان مقاوم تقریبا به ترتیب 8 و 63 برابر مقدار بیان شده در سویه ی تیپ وحشی بود. در نتیجه به نظر می رسد که در موتان مقاوم به سیپروفلوکسازین بیش بیانی پروتئین GyrI در فاز نمایی رشد مخصوصا در حضور سیپروفلوکسازین عامل مهمی در مهار آنزیم DNA جیراز و مقاومت به سیپروفلوکسازین باشد.

    کلیدواژگان: اشریشیا کلی، سیپروفلوکسازین، DNA جیراز، GyrI، Real Time PCR
|
  • Leila Mehravaran*, Mansoor Omidi, Mohammad Reza Naghavi, Barat Ali Fakheri Pages 91-102

    The present research studied biochemical responses and expression of two important genes in the biosynthetic pathway of steviol glycosides (SGs) of stevia at various levels of salicylic acid (SA) (0, 25, 50, 75 and 100 mM) and of yeast extract (YE) (0, 1, 2, 3 and 5 g/L) under different tissue culture conditions using a completely randomized design with three replications. After 4 weeks of culture, biochemical properties including H2O2, soluble carbohydrates, DPPH, total phenol and total protein contents and expression levels of the DXS and CPPS genes were measured. The results of ANOVA showed that both SA and YE had significant effects on all the studied biochemical traits. There was a linear relationship between DPPH and total phenol contents so that their highest amounts were recorded at 100 mM SA and 5 g/L YE. The highest contents of soluble protein and soluble carbohydrates were recorded at 75 mM and 3 g/L concentrations of the two elicitors. The results of gene expression studies indicated that the elicitors had positive effects on expression levels of the genes. Their highest expression levels were recorded at 50 mM SA and 2 g/L YE. We can conclude from these results that the use of SA and YE is a suitable method for increasing biosynthesis of the bioactive compounds in stevia.

    Keywords: Elicitor, Gene expression, In vitro culture, Phenolic components, Soluble carbohydrate, Stevia
  • Morteza Kouhsar, Yosef Masoudi-Sobhanzadeh, Ali Masoudi-Nejad* Pages 103-112

    Today, machine-learning approaches are widely used in the analysis of massive data. Due to new technology and the production of high-throughput data in biology (such as next-generation sequencing data), the use of machine learning methods on large biological data can help to understand the mechanism of complex diseases such as cancer. Extraction of candida genes as a therapeutic target or biomarkers from high-throughput biological data such as gene expression data considered as the first step in cancer treatment. Therefore, developing an efficient approach to analyzing such data plays a key role in bioinformatics and computational biology. In this paper, we try to identify lung cancer-related genes as potential biomarkers by applying the WCC algorithm and SVM to lung cancer gene expression data. The data from RNA-Seq technology used for lung cancer samples as well as healthy tissue samples obtained from the TCGA database. These data include the expression of mRNA genes in cancerous and healthy tissue samples. The results of the study led to important findings such as CASZ1 and ASNS, which according to previously published articles have an important role in the formation of cancer and their role in the formation of lung cancer can be examined in future studies. In addition, the validation results of the proposed method show the power of machine learning-based methods in analyzing gene expression data.

    Keywords: Lung Cancer, WCC Algorithm, Support Vector Machine, Biomarker, Machine Learning, Gene Expression Data
  • - Morteza Barati, - Mohamad Reza Azimi*, - Mohamad Reza Naghavi, - Ehsan Mohseni Fard Pages 113-123

    Wheat (Triticum aestivum) is one of the most important crops in the world which has strategic importance in providing human food. Bread wheat is an allohexaploid (AABBDD) produced during two hybridizations with its wild ancestors that Aegilops tauschii is considered to be the donor of wheat D genome. In this study, the evolutionary relationship between bread wheat and Ae. tauschii has been discussed using the study of their common miRNAs and target genes. An examination of bread wheat chromosomes and Ae. tauschii shows that the corresponding chromosomes are largely the same in terms of length and number of genes. In this study, five miRNAs transcript from D genome of wheat and common with Ae. tauschii and three new miRNAs identified by bioinformatics approach of RNA Seq were analyzed. Alignment analysis of the desired miRNA sequences in monocotyledon showed that these miRNAs are most similar in wheat and Ae. tauschii and it seems that during the evolution, these genes have been conserved from Ae. tauschii to wheat. The study of the target genes of common miRNAs between wheat and Aegilops tauschii showed that they were very similar in terms of gene anthology as well as the proteins produced from them. Therefore, it seems that these miRNAs have a similar role and functions in these related plants. The findings of this study can be used to better understand the mechanism and function of miRNAs of wheat and Ae. tauschii and their use in wheat breeding projects through their wild relatives.

    Keywords: Aegilops, Alignment, Computational approach, RNA Seq
  • Arash Jouladeh-Roudbar* Pages 125-132

    Barbels Barbus spp. is one of the most important and complex genus of the Cyprinidae family, but some species that are similar in appearance, making it difficult for researchers to identify and separate species or populations of this genus. Nowadays, new methods of DNA-based identification can solve many of the common problems that we face in morphological studies. In the present study, in order to identify and prepare a distribution map of Barbus species in Iran, Namak, Kavir, Caspian, Urmia and Tigris basins were sampled using electro-fisher. After sequencing the COI mitochondrial gene, phylogenetic trees were reconstructed using the Bayesian inference method and Maximum likelihood estimation of phylogeny. According to the results, the presence of four species of B. lacerta, B. karunensis, B. cyri and B. miliaris in the inland water basins of Iran was confirmed. In addition, the results of the mean genetic distance of K2P between species of the genus Barbus in Iran, showed that the highest genetic distance was 3.48 between two species of B. lacerta and B. miliaris and the lowest was 1.17 for two species. Also, according to the results B. urmianus regard as a synonym of B. cyri.

    Keywords: Barbels, Genetic diversity, Basins, Iran
  • Rozhin Khaledi, Farzad Fayaz, Danial Kahrizi*, Reza Talebi Pages 133-141

    Weeds such as wild mustard are a serious problem in crop production. Herbicide resistance in weeds and wild mustard has become a common threat in agriculture and endangers global food security. In this experiment, the ALS gene of wild weed suspected of weeding due to field screening and PCR-based methods from Kermanshah provincechr('39')s wheat fields was investigated. The ALS gene was then identified, isolated and cloned. For this purpose, primers were designed according to the information available in the NCBI database and ALS gene was amplified using RT-PCR. The gene ALS cloned in pTZ57R / T vector within E. coli bacteria, DH5α strain and sequenced. Based on PCR-based molecular results, six biotypes showed mutations in the target site. PCR-based sequencing results confirm the nucleotide mutations of Asp376-Gly (GAC to GGC), Pro197-Ser (CCT to TCT), Trp574-Leu (TGG to TTG), and Ala122-Thr (GCA to ACA) in six biotypes. These mutation sites were confirmed by sequencing. According to the study, herbicide resistance in wild mustard could be related to resistance in the target site due to the mentioned nucleotide mutations in the active site of the enzyme, the binding site of ALS inhibitors and its family, or due to the resistance of the target site that can cause conformational changes. Changes in the level of the protein reaction site with herbicides and as a result changes in activity and enzyme-herbicide binding. This means that the molecular levels of the mutant enzyme are less likely to come into contact with herbicides, and the herbicide cannot stop the enzyme from working and cause herbicide resistance.

    Keywords: Nucleotide mutation, PCR based method, herbicide resistance, ALS inhibitor, wild mustard
  • MANSOUREH AHMADI LIVANI*, LATIFEH POURAKBAR, AREYAN SATEII, MAHDI EBADI, ABOLGHASEM Mohamadi Pages 143-150

    Feverfew (Tanacetum parthenium) is an herbaceous plant belonging to the Asteraceae family, which is one of the valuable medicinal plants that its usage effect has been confirmed in preventing migraine remedy by reducing the swelling, pain and the spasm of the blood vessels. Parthenolide is one of the most important sesquiterpene lactone in feverfew, which contains more than 85% of the total sesquiterpene in this plant and is known as the effective material in this plant. The aim of the present study was to investigate the gene expression of Germacrene A Synthase Tp (GAS) in Feverfew plants under salinity stress and Parthenolide amount changes by HPLC and essence compound by GC/MS method. In the present study, young leaves of Feverfew were placed under different salinity levels (zero salinity EC=3.2, mild salinity EC=6.1, average salinity EC=8.4 and severe salinity EC=10.2). Additionally, the changes in the expression of Germacrene A Synthase Tp (GAS) was investigated using Real Time PCR. The content of produced Parthenolide in leaves was measured by HPLC extraction and essence percentage was measured using GC/MS instrument. The results demonstrated that there was a significant increase in the expression of the studied genes in the leaves of plants under salinity stress compared to the control plants (p≤0.01). Moreover, the highest expression of GAS gene was observed in severe and moderate salinity treatments. Significantly changes in gene expression was accordance with changes in the amount of produced Parthenolide in leaves. Moreover, the essence percentage under stress condition (0.66%) was more than control (0.49%).

    Keywords: Parthenolide, Feverfew, Salinity stress
  • Nasibeh Shaygan, Ali Etminan*, Eslam Majidi Hervan, Reza Azizinezhad, Reza Mohammadi Pages 151-160

    Evaluation of genetic diversity in a gene pool contributes to the effective selection of genotypes and shortens the plant breeding programes time. Genetic diversity plays a very important role in reducing genetic vulnerability during breeding process. In the present study, 96 durum wheat breeding line was evaluated for genotypic diversity using 12 SCoT primers. Our results revealed that the SCoT primers generated 76 polymorphic bands, with an average of 5.42 fragments per primer. The values of marker index (MI) and polymorphism information content (PIC) indicated that SCoT markers were efficient for detection of genetic diversity in durum wheat germplasm. The average of PIC and MI values for the SCoT markers were 0.46 and 2.51, respectively. According to Shannon’s index (I), Nei’s genetic diversity (He), the observed (Na) and effective (Ne) number of alleles, the ICARDA population had a higher level of genetic diversity than the CIMMYT’s population. Genetic relationships inferred from a nighbour-joining’s dendrogram clustered all the investigated lines into seven main groups. This clustering was supported by a principal coordinate analysis (PCoA). Our Results indicated a desirable genetic diversity among studied lines and confirmed that the SCoT technique is a suitable tool for studying genetic diversity in durum wheat germplasm.

    Keywords: Durum wheat, SCoT, genetic diversity, polymorphism
  • Marzieh Karimi, Behrouz Shiran*, Mohammad Rabiei, Hossein Fallahi Pages 161-173

    Cold spring frost is considered as the most important environmental constraint for almond and due to damage to reproductive tissues annually, it causes significant damage to its product. Since little information is available regarding the molecular response of this plant to the frost stress and considering the important role of regulatory microRNA (miRNAs) in many regulatory networks, based on the data from RNA and sRNA sequencing analysis of almond, three microRNA namely, PdumiR160a, PdumiR168 and PdumiR171a with their target genes were selected as cold stress-responsive microRNA. Confirmation of miRNAs expression patterns by quantitative real-time PCR (RT-qPCR) was performed in reproductive tissues of cold-tolerant genotype (H) alongside a sensitive variety (Sh12) under two stress conditions of 0 and -2 ° C. The results showed the negative regulatory role of two miRNAs in response to both cold stresses, but unlike the H genotype, the positive regulatory role of PdumiR168 and PdumiR171a were revealed under cold stress in both reproductive tissues of Sh12 variety. Pearson correlation test showed a negative correlation between PdumiR160a and PduARF18 under both cold stress treatments in the reproductive tissues of Sh12 variety. However, the negative correlation was observed between PdumiR168 and PduAGO1 in ovary tissue of H genotype under two cold stress conditions. Also, in this study, the negative regulatory role of PdumiR171a on the PduSCL6 target gene was revealed under -2 ° C in ovary tissue of H genotype and both reproductive tissues of Sh12 variety.

    Keywords: Cold stress, PdumiR160a, PdumiR168, PdumiR171a, RT-qPCR
  • Arefeh Shahmohammadi Beni, Razieh Pourahmad*, Mohammad Reza Mahzoonieh Pages 175-181

    The spread of resistance to gram-negative bacteria, especially strains of Escherichia coli, has reduced the effectiveness of antibiotics, including ciprofloxacin in the treatment of infectious diseases. The main target of this antibiotic in Escherichia coli is DNA gyrase. GyrI is one of the inhibitors of DNA gyrase that binds to DNA gyrase to prevent the binding of ciprofloxacin. Therefore, the aim of this study was to investigate the expression of gyrI in a ciprofloxacin resistant mutant of Escherichia coli following treatment with ciprofloxacin. To evaluate gyrI expression, cell RNA was extracted at the exponential phase of growth and after cDNA synthesis, gyrI gene expression of ciprofloxacin resistant mutant was measured as compared to wild type strain by Real Time PCR. The results of Real Time PCR showed that the expression of gyrI gene was increased in ciprofloxacin resistant mutant in exponential phase of growth. Increased expression of gyrI in presence and absence of ciprofloxacin in comparison to the wild type strain was significant (P<0.05). Increased expression of this gene in presence and absence of ciprofloxacin in the mutant cell was 63 and 8 times of that in wild type strain, respectively. In conclusion, it seems that in ciprofloxacin resistant mutant GyrI overexpression in exponential phase of growth especially in the presence of ciprofloxacin is an important factor in DNA gyrase inhibition and resistance to ciprofloxacin.

    Keywords: Ciprofloxacine, DNA gyrase, Escherichia coli, GyrI, Real Time PCR