فهرست مطالب

نشریه مهندسی ژنتیک و ایمنی زیستی
سال نهم شماره 2 (پیاپی 18، پاییز و زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/02/20
  • تعداد عناوین: 16
|
  • حسن رهنما*، مرضیه قنبری جهرمی، امیر موسوی، سعید سهیلی وند، رضا پوررحیم صفحات 94-104

    یکی از بیماری های مهمی که سالانه خسارت های اقتصادی بسیاری به کشاورزان کشور وارد می کند و باعث افت عملکرد و کیفیت محصول می شود، ویروس Y سیب زمینی (PVY) است. امروزه استفاده از سازوکار های ایجاد مقاومت ناشی از پاتوژن افق های جدیدی در راستای تولید گیاهان تراریخت مقاوم به ویروس گشوده است. در این پژوهش از روش خاموشی ژن برای ایجاد مقاومت بر علیه PVY استفاده شده است. برای این منظور از یک سازه ژنی RNAi برگرفته از بخش پروتئین پوششی (CP)  ژنوم PVY استفاده شد. سازه با استفاده از اگروباکتریوم به ریزنمونه های میانگره و برگ گیاه سیب زمینی انتقال داده شد. درصد نوساقه های تولید شده در محیط انتخابی حاوی علفکش فسفینوتریسین پس از رشد و تکثیر مورد ارزیابی قرار گرفت. تراریختی بوته ها و بررسی بیان ژن در گیاهان تراریخته با استفاده از آزمون زنجیره ای پلیمراز (PCR)  و RT-PCR بررسی شد. بر اساس نتایج 42 درصد گیاهان باززا شده تراریخته بودند. بیان ژن CP نیز در اغلب لاین ها به اثبات رسید. به منظور تعیین مقاومت گیاهان تراریخته در برابر آلودگی PVY، آزمون زیست سنجی صورت گرفت. نتایج حاصله نشان داد که حدود 82 درصد گیاهان سیب زمینی تراریخت نسبت به آلودگی PVY مقاوم هستند.

    کلیدواژگان: سیب زمینی، مقاومت به ویروس، PVY، RNAi، خاموشی ژن
  • سعید بابائی، اسماعیل ابراهیمی*، علی نیازی، مهناز نظامیوند چگینی صفحات 105-115

    سویا که به عنوان یکی از مهم ترین منابع روغن و پروتئین در جهان شناخته می شود، مانند دیگر گونه های گیاهی در معرض تنش های غیرزیستی متنوعی مانند تنش های کمبود فسفر و نیتروژن که از جمله تنش های محدود کننده رشد و میزان تولید محصول هستند قرار دارد. رونوشت های حلقوی که به عنوان رونوشت های جدید غیر رمزکننده شناخته می شوند، نقش مهمی را در پاسخ گیاهان به تنش های زیستی و غیرزیستی بر عهده دارند. با این حال، چگونگی بیان رونوشت های حلقوی در پاسخ به تنش کمبود فسفر و نیتروژن هنوز به طور دقیق مشخص نشده است. در این مطالعه بذرهای سویا تحت تنش های مختلف کمبود فسفر و نیتروژن کشت شد و نمونه برداری از ریشه گیاهان جهت استخراج ترانسکریپتوم انجام شد. پس از استخراج ترانسکریپتوم از نمونه ها و اطمینان از کمیت و کیفیت آن ها، آزمایش توالی یابی با استفاده از نسل جدید توالی یابی انجام شد. پس از دریافت نتایج حاصل از توالی یابی، کیفیت داده ها مورد ارزیابی قرار گرفت و رونوشت های حلقوی با استفاده از پنچ روش مختلف شناسایی شدند. در نهایت نحوه و الگوی بیان رونوشت های حلقوی و نیز عملکرد ژن های رمز کننده آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از توالی یابی بیش از 360 میلیون خوانش تولید کرد و در مجموع 2033 رونوشت حلقوی در همه تیمارها شناسایی شد. با وجود اینکه برخی از رونوشت های حلقوی به طور همزمان در دو یا چند تیمار بیان شدند، اکثر آن ها الگوی بیان وابسته به نوع تیمار تنش داشتند. نتایج نشان داد که رونوشت های حلقوی احتمالا از طریق اتصال به مولکول های هدف، نقش خود را ایفا می کنند. نتایج به دست آمده در این مطالعه نقش احتمالی رونوشت های حلقوی در پاسخ به تنش کمبود نیتروژن و فسفر را پیشنهاد می کند.

    کلیدواژگان: سویا، تنش، فسفر، نیتروژن، رونوشت حلقوی
  • مینا عقبی طلب، محمدجواد دهقان عصمت ابادی*، علیرضا سعیدی نیا، محمدعلی یعقوبی مقدم صفحات 116-126

    طراحی واکسن درگذشته تا به امروز براساس روش های کلاسیک صورت میگیرد که زمان بر، هزینه بر و دارای ملاحظاتی هستند، اما با کشف ژنوم و تعیین توالی ژن، روش های مدرنی برای طراحی واکسن ابداع شده که از جمله آن می توان به روش طراحی واکسن به روش معکوس اشاره کرد. در این پژوهش از سرور NCBI (ORF Finder) به منظور یافتن توالی های  Coding و برای مکان یابی پروتئین از سرور PSORTb  استفاده شده و بررسی آلرژنیک بودن پروتئین از سرور  Algpred و به منظور پیش بینی اپی توپ خطی و فضایی از سرورهای  LBtope - ABCpred - IEDB CBTOPE - Disco Tope 2.0 - IEDB (Ellipro) اپی توپ نهایی انتخاب شده و سپس تجزیه و تحلیل سازه پلی توپی را توسط سرور ExPasy (ProtParam) بررسی کردیم و در نهایت با سرور JCat  توالی نوکلیوتیدی بهینه شده را بدست آوردیم. با استفاده از این روش 6074 چارچوب خوانش و همچنین 43 پروتئین سطحی و ترشحی شناسایی گردیده که در نهایت، 10 اپی توپ مناسب به عنوان کاندیدای واکسن قادر به ایجاد ایمنی در برابر طیف وسیعی از سویه ها می باشند، امید است که راه پیشرفت تولید این واکسن را بسیار آسان کنند.

    کلیدواژگان: بیوانفورماتیک، سازه پلی توپی، پروتئین، عامل وبا، واکسن سازی به روش معکوس
  • رضا مصطفوی کنعانی، ناصر پولادی، سیمین نامور آغداش* صفحات 127-135

    ژنAkt1  نقش مهمی را در کنترل زنده ماندن و آپوپتوز سلول ها ایفا می کند و از این رو به عنوان عاملی موثر در تومورهای تیروییدی به شمار می آید که یکی از تومورهای شایع در ایران می باشد. چند شکلی تک نوکلیوتیدی rs1130233 (726 G/A) ژن  Akt1می تواند در ایجاد و پیشرفت سرطان و یا پاسخ به درمان، نقش داشته باشد. در این مطالعه، همراهی چندشکلیrs1130233 (726 G/A)  با استعداد ابتلا به تومور تیرویید در شمال غرب ایران مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی80  بیمار مبتلا به تومورهای تیرویید و 106 فرد سالم در یک مطالعه مورد - شاهدی  مورد ارزیابی قرار گرفت. ژنوتیپ های چندشکلی (726 G/A) rs1130233 ژن Akt1 با روش Tetra-ARMS PCR تعیین شد و مورد مقایسه و تجزیه و تحلیل قرارگرفت. تفاوت معنی داری بین توزیع این ژنوتیپ ها در دو گروه بیمار و کنترل مشاهده نشد. ارتباط معناداری بین نوع ژنوتیپ ها و اندازه تومور وجود داشت (P>0.05). این یافته ها پیشنهاد میکند چند شکلیrs1130233 (726 G/A)  در استعداد ابتلا به سرطان تیرویید در شمال غرب ایران تاثیر ندارد ولی می تواند در تعیین خطر نسبی گسترش تومورهای تیروییدی سهیم باشد.

    کلیدواژگان: چند شکی، Akt1 rs1130233 (726 G، A)، تومورهای تیروئید
  • محمد منظری فلاح، مقصود پژوهنده*، منا بردبار صفحات 136-148

    دیرگلدهی در کاهو باعث تولید برگهای زیاد و حفظ کیفیت خوراکی محصول آن می باشد. شروع زمان گلدهی در گیاهان پدیده ای است کاملا هدایت شده که به پارامترهای محیطی و درونی گیاه وابسته است و توسط شبکه تنظیمی ژنهای زیادی کنترل می شود. یکی از مشکلات در زمینه پرورش و عملکرد بالای محصولات زراعی و باغی عدم تطابق زمان گلدهی با شرایط مطلوب است. با افزایش جمعیت، تولید گیاهان کارا و با بیوماس بالاتر ضروری می باشد. در شبکه تنظیمی گلدهی، Flowering Locus C (FLC)، یک فاکتور رونویسی، جعبه MADS است که مانع از گلدهی می شود. مسیر خودمختار شروع گلدهی را به طور مستقل از طول روز، از طریق سرکوبی FLC، تسریع می کند. ژن MSI4/FVE یک ژن کلیدی مسیر خودمختار است که در کنترل زمان تکثیر و تمایز آغازین سلول، رشد اندام و زمان گلدهی درگیر است و نقش کلیدی در تعیین زمان گلدهی دارد و توسط تغییرات اپی ژنتیکی موجب کاهش بیان ژن FLC می گردد. هدف این تحقیق استفاده از تکنیک RNA Silencing برای مهار کردن ژن MSI4 در سطح بعد از رونویسی در گیاه کاهو می باشد. برای بهینه کردن کشت بافت گیاه کاهو در محیط کشت MS از هورمونهای BAP، کاینتین و NAA و جهت باززایی مستقیم از ریزنمونه های کوتیلدون و برگ در مدت سه هفته استفاده شد و تیمار هورمونی 1/0 میلی گرم در لیتر NAA و 01/0  میلی گرم در لیتر BAP بیشترین باززایی را نشان داد. برای سنتز ساختار سنجاق سری مورد نیاز در تکنیک RNA silencing، قطعه ای از انتهای ژن MSI4 آرابیدوپسیس توسط PCR تکثیر و با دو همسانه سازی متوالی در دو جهت سنس و آنتی سنس درون وکتور خاموشی pFGC5941 قرار داده شد. آنگاه ساختار سنجاق سری در این وکتور نوترکیب به واسطه آگروباکتریوم به گیاه کاهو انتقال یافت. گیاهان تراریخته بدست آمده به منظور تایید حضور ژن انتقالی در آنها توسطPCR  بررسی شد و مطالعه روی فنوتیپ گلدهی این گیاهان تراریخت نشان داد که خاموشی MSI4  در کاهو باعث دیرگلدهی این گیاه (حدود یک و نیم ماه تاخیر) و تولید بیشتر برگ در آن می شود.

    کلیدواژگان: زمان گلدهی، FLC، MSI4، FVE، RNA silencing، کاهو
  • مهدی محب الدینی*، رقیه فتحی صفحات 149-160

    القای ریشه های مویین به وسیله Agrobacterium rhizogenes روش موثری برای افزایش ترکیبات دارویی گیاه خرفه است. ریشه های مویین علاوه بر میزان رشد زیاد، از پایداری ژنتیکی و بیوشیمیایی برخوردارند. خرفه (.Portulaca oleracea L) یکی از گیاهان دارویی ارزشمند می باشد و دارای متابولیت های ثانویه ارزشمندی از جمله دوپامین و نورآدرنالین است. در این پژوهش ریشه های مویین خرفه با استفاده از Arobacterium rhizogenes سویه ی A4 القا شد. همچنین تاثیر غلظت های مختلف عناصر غذایی ماکرو محیط کشت (x5/0، x1، x5/1، x2 و x5/2 برابر غلظت عناصر در محیط کشت MS پایه) بر درصد القای ریشه های مویین و میزان فنول و فلاونویید کل در ریشه ها بررسی شد. به منظور تایید تراریختی ریشه های مویین، وجود ژن rolB در ریشه های مویین، از روش PCR و پرایمرهای ژن rolB استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که بیشترین درصد القای ریشه های مویین در غلظت x5/0 پتاسیم نیترات (80درصد) مشاهده شد. غلظت x5/0 پتاسیم نیترات بیشترین میزان فنول کل (52/4 میلی گرم بر گرم وزن خشک) را داشت. بیشترین میزان فلاونویید کل (2/18 و 02/17 میلی گرم بر گرم وزن خشک) به ترتیب مربوط غلظت x5/0 و x1 پتاسیم نیترات بود. تایید مولکولی ریشه های مویین تراریخته توسط واکنش PCR انجام شد.

    کلیدواژگان: پتاسیم نیترات، ژن rolB، محیط کشت، هم کشتی
  • شکوفه حبیبی، عبدالله احتشام نیا*، فواد فاتحی، اردشیر قادری صفحات 161-169

    آویشن باغی (Thymus vulgaris L.) گیاهی خشکی دوست بوده و به سهولت قادر به تحمل کم آبی و خشکی است، مهم ترین ماده موثره موجود در آویشن تیمول است دارای خواص ضد میکروبی، دارویی و آنتی‎اکسیدانی می‎باشد. تاکنون تحقیقی در رابطه با تاثیر سرما بر میزان تغییرات ژن‎های مسیر سنتز تیمول در آویشن انجام نشده است. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر تنش دمای پایین در زمان های صفر، 3، 12، 24 و 48 ساعت پس از اعمال تیمار در قالب طرح کاملا تصادفی بیان ژن های درگیر در بیوسنتز تیمول شامل TPS2 و TPS5با استفاده از روش RT-PCR طی سال های 1394 و 1395 انجام شد. جهت بررسی میزان بیان نسبی ژن‎های مسیر سنتز تیمول (MVA , MEP) در آویشن باغی رقم واریکو3 تحت تنش سرمایی از آزمونt  استفاده گردید. نتایج حاصل از بررسی بیان ژن نشان داد که تنش سرمایی بر میزان بیان ژن‎ها اثر معنی‎داری دارد و میزان بیان ژن TPS5 در بازه‎های متفاوت زمانی تنش افزایش یافت و در بازه زمانی 48 ساعت به بیشترین بیان رسید و در ژنTPS2  بیشترین میزان بیان در بازه زمانی 3 ساعت  46/3 برابر نسبت به شاهد مشاهده شد.

    کلیدواژگان: آویشن باغی، بیان ژن، مسیرMEP، تنش سرمایی، تیمول و کارواکرول
  • عطیه مرادی، علیرضا افشاریفر*، علی نیازی صفحات 170-180

    سویا یکی از مهمترین محصولات تجاری کشاورزی در سر تا سر دنیا است که تولید آن به دلیل آسیب های ناشی از تنش های محیطی محدود شده است. از جمله مهمترین تنش ها می توان به خشکی یا کمبود آب خاک اشاره کرد. در این تحقیق از یک نوع روش نشاندار کردن به نام Isotope dimethyl labeling  برای پروتیومیکس کمی و یا بررسی تغییرات پروتئینی مرتبط با پاسخ به تنش خشکی در دو رقم حساس و متحمل به خشکی سویا ، استفاده شد. با استفاده از تجزیه و تحلیل داده های حاصل از کروماتوگرافی مایع طیف سنجی جرمی LC-MS/MS، 17787 پپتید شناسایی شدند که از این تعداد، 874 پپتید (مربوط به 260 گروه پروتئینی) بعنوان تکرارپذیر و منحصر به فرد (Non-redundant/ unique repeatable peptides) در رقم متحمل، که دارای تغییرات معنادار بیان در مقایسه با رقم حساس بودند تعیین گردیدند. همچنین یافته ها نشان داد که از میان این 260 گروه پروتئینی در رقم متحمل ، 142 (55%) گروه افزایش بیان و 118 (45%) گروه کاهش بیان نشان دادند. فعالیت و دومین های این پروتئین های دارای سطوح بیان معنی دار، با استفاده از تجزیه و تحلیل های Gene Ontology و InterPro protein domain انجام و نشان داده شد که اکثر این پروتئین ها، در گروه های پروتئینی مرتبط با سوخت و ساز انرژی، فعالیت های فتوسنتزی، مهار گونه های فعال اکسیژن، فعالیت کانالی و انتقال مواد، تنظیم کنند ه ی بیان ژن و ترجمه، سوخت و ساز مشتقات قندی و مواد ارگانیک و کاتابولیک قندهای الکلی قرار دارند.

    کلیدواژگان: پروتئومیکس، رقم متحمل به خشکی سویا، دومین، نشاندار کردن، Gene Ontology
  • کریم عباسی، علی مسعودی نژاد* صفحات 181-193

    در این مقاله روش جدیدی برای مسئله پیش بینی خواص ترکیب های مولکولی در قدم بهینه‏سازی پیشرو در طراحی دارو ارایه می گردد. تعداد داده‏های برچسب شده در دسترس در قدم بهینه‏سازی پیشرو اندک است. در سال های اخیر این چالش مورد توجه قرار گرفته است و از تکنیک های یادگیری انتقالی و یادگیری عمیق برای حل آن استفاده شده است. بدین منظور از مجموعه داده های مشابه به عنوان داده های کمکی برای آموزش یک مدل قابل اعتماد بهره گرفته شده است. در این روش ، استخراج ویژگی از ترکیب های مولکولی نقش اساسی در انتقال دانش از مجموعه داده های مشابه (کمکی) به مجموعه داده ی اصلی ایفا می کند. در این مقاله تاثیر استفاده از شبکه های پیچشی گرافی که علاوه بر در نظر گرفتن ویژگی های اتم ها، قادر به در نظر گرفتن ویژگی های پیوندهای مولکولی می باشد، سنجیده می گردد. برای ارزیابی روش، از دو مجموعه داده استاندارد BACE و HIV بهره گرفته شده است. نتایج بیانگر این امر است که روش پیشنهادی قادر به استخراج دانش موثرتری از مجموعه داده های مشابه برای انتقال به مجموعه داده ی هدف بوده است.

    کلیدواژگان: ترکیب دارویی، شبکه پیچیشی گرافی، پیوندهای مولکولی، یادگیر عمیق، یادگیری انتقالی
  • لیلا یوسفی لرده، آرش زیبایی* صفحات 194-203

    جریان پروتیازی در همولنف حشرات نقش مهمی در پاسخ مناسب میزبان علیه میکروارگانیسم‏ها و پارازیتوییدهای مهاجم دارد. این سرین پروتیازها سبب القای مسیرهای مولکولی تولید پپتیدهای ضدمیکروبی و فنل‏اکسیداز در حشرات می‏شوند. در پژوهش حاضر تاثیر حداقل غلظت از سه بازندارنده اختصاصی سرین پروتیازها؛ AEBSF.HCl [4-(2-aminoethyl) benzenesulfonyl fluoride hydrochloride] ، TLCK [tosyllysine chloromethyl ketone hydrochloride]  و TPCK [tosyl phenylalanyl chloromethyl ketone] بر فعالیت تریپسین، کیموتریپسین، الاستاز و در نهایت آنزیم فنل‏اکسیداز لاروهای شب‏ پره شمشاد، Cydalima perspectalis Walker، ارزیابی شد. غلظت 5 میکرومولار AEBSF.HCl سبب کاهش معنی‏ دار فعالیت آنزیم‏های تریپسین، کیموتریپسین و فنل اکسیداز در بازه ‏های زمانی 1، 15، 30 و 60 دقیقه پس از تزریق شد، اما 120 و 180 دقیقه بعد از تزریق به مقدار شاهد رسید. این بازدارنده اثر معنی‏ داری بر فعالیت آنزیم الاستاز نشان نداد. غلظت 5 میکرومولار بازدارنده TLCK نیز سبب کاهش فعالیت آنزیم‏ تریپسین در بازه‏های زمانی 1، 15، 30 و 60 دقیقه شد و فعالیت آنزیم فنل‏اکسیداز را در همه بازه ‏های زمانی به جز 180 دقیقه کاهش داد که کمترین مقدار آن 15 دقیقه پس از تزریق مشاهده شد. بازدارنده TPCK سبب کاهش فعالیت آنزیم کیموتریپسین در همه بازه‏های زمانی پس از تزریق به جز 180 دقیقه شده و حداقل فعالیت 1 دقیقه پس از تزریق ثبت شد. این بازدارنده فعالیت آنزیم فنل اکسیداز را در بازه ‏های زمانی 1، 15 و 30 دقیقه پس از تیمار کاهش داد و در سایر بازه‏ های زمانی تاثیر معنی‏ داری مشاهده نشد. این نتایج نشان‏ دهنده اهمیت سرین پروتیازها در القای فعالیت سامانه فنل‏اکسیداز در لاروهای شب‏ پره شمشاد می‏باشند. بازدارنده های استفاده شده در این پژوهش می توانند با توقف روند سرین پروتیازی در همولمف حشرات از ایمنی کارآمد در برابر بیمارگران جلوگیری کنند و حساسیت لاروها را نسبت به بیمارگران افزایش دهند. به عبارت دیگر استفاده از این ترکیبات کنترل موثر آفات از طریق کنترل میکروبی را بهبود می بخشند.

    کلیدواژگان: سرین پروتئاز، فنل اکسیداز، سامانه دفاعی سلولی، شب پره شمشاد
  • الهام اشرفی دهکردی*، کبری مقصودی، سیاوش بابا جعفری، محمد مظلومی صفحات 204-212

    افزایش جمعیت جهان و به دنبال آن افزایش تقاضا برای غذا موجب به کارگیری روش های نوین بیوتکنولوژی در تولید محصولات غذایی شده است. گیاهان تراریخته یکی از دستاوردهای مهم زیست فناوری در زمینه کشاورزی هستند که در سال های اخیر بخشی از بازارهای غذایی دنیا را تسخیر نموده اند و به طور مداوم بر سطح زیر کشت این گیاهان افزوده می شود. نیازمندی بشر به افزایش تولید محصولات کشاورزی و امنیت غذایی، استفاده از زیست فناوری را ناگزیر ساخته و از سوی دیگر مخاطرات احتمالی تولید این محصولات، نگرانی هایی را برای سلامتی انسان ها و حقوق مصرف کنندگان ایجاد کرده است. یکی از این نگرانی ها وارد کردن این محصولات بدون هیچ نوع برچسب گذاری می باشد. اولین قدم برچسب گذاری، شناسایی محصولات تراریخته می باشد. به همین منظور در این پژوهش 30 نمونه برنج خارجی و داخلی از بازار شهر شیراز به طور تصادفی خریداری شد. استخراج DNA به روش استاندارد CTAB صورت گرفت. PCR برای ژن (Sucrose Phosphate Synthase) SPS به منظور اثبات حضور ژنوم برنج انجام شد. برای ژنEPSPS ، نواحی پیشبر35S و پایان دهنده NOS واکنش زنجیره ای پلیمراز جهت شناسایی برنج تراریخته انجام شد. نتیجهPCR  همه نمونه ها برای ژن SPS مثبت بود. اما نتایج حاصل از واکنش زنجیره ای پلیمراز با استفاده از آغازگرهای اختصاصی نشان داد که هیچ کدام از نمونه های برنج خریداری شده از بازار شهر شیراز دارای ژنEPSPS ، نواحی پیشبرCaMV35S و پایان دهنده  NOSنیستند. این پژوهش نشان می دهد که برنج های مصرفی در بازار شیراز بر اساس نتایج بدست آمده تراریخته نیستند.

    کلیدواژگان: برنج، بررسی مولکولی، پی. سی. آر، تراریخته
  • فهیمه امیرنیا، محمد حاجی زاده* صفحات 213-224

    به دلیل اندازه کوچک ویروییدها (246 تا 436 نوکلیوتید)، عدم توانایی در تولید پروتئین و ایجاد برخی از بیماری ها با شدت بالا، "مکانیسم بیماری زایی ویروییدها در میزبان" یکی از جنبه های جذاب مطالعه آن ها به شمار می رود. تعاملات مستقیم و غیرمستقیم ویروییدها با فاکتورهای میزبانی در مطالعات مختلف به اثبات رسیده است که منجر به تغییر در پروتیوم، رونوشت های میزبان و در نتیجه بیماری در گیاهان شده است. آخرین مدل ارایه شده برای چنین تغییراتی، مکانیسم خاموشی RNA می باشد که اکنون در هر دو خانواده ویروییدی مورد تایید قرار گرفته است. در این مقاله مروری، سعی بر این است که آخرین مطالعات در این زمینه مورد بحث قرار گیرد.

    کلیدواژگان: اوسان ویروئیده، پوسپی ویروئیده، تغییرات بیوشیمیایی، خاموشی ژن، فاکتورهای میزبانی
  • وحید مهری زاده، ابراهیم دورانی*، ابولقاسم محمدی، بهزاد قره یاضی صفحات 225-236

    تراریختی به واسطه آگروباکتریوم یکی از موثرترین روش ها برای تولید گیاهان تراریخته سویا به شمار می آید. کارایی تراریختی سویا با آگروباکتریوم به عوامل مختلفی بستگی دارد. این پژوهش با هدف بررسی امکان تولید اینترفرون گامای انسانی در گیاه سویا انجام گرفت. بدین منظور برخی عوامل موثر در تراریختی سویا از قبیل غلظت آگروباکتریوم (1 و 8/0 ،6/0 ،4/0 ،2/0=OD600nm)، مدت زمان تلقیح (10، 20، 40 و 60 دقیقه)، مدت زمان هم کشتی (1، 2، 3، 4 و 5 روز) و سطوح مختلف استوسیرینگون (0، 50، 100، 150، 200 و 250 میکرومولار) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد، بیشترین میزان تراریختی در غلظت 8/0 =OD600nm و کمترین میزان تراریختی در غلظت 2/0 =OD600nm حاصل شده است. همچنین بیشترین میزان تراریختی در مدت زمان تلقیح 40 دقیقه و مدت زمان هم کشتی 4 روز و کمترین میزان تراریختی در مدت زمان تلقیح 10 دقیقه و مدت زمان هم کشتی 1 روز مشاهده شد. حضور استوسیرینگون اثر افزایشی در کارایی تراریختی سویا داشت، به طوری که بیشترین میزان تراریختی در غلظت های 150 تا 200 میکرومولار استوسیرینگون حاصل شده است. در نهایت حضور ژن اینترفرون گامای انسانی در گیاهان تراریخته احتمالی به وسیله تکنیک PCR و آغازگرهای اختصاصی تایید شد. شرایط بهینه بدست آمده در این مطالعه می تواند برای انتقال ژن های هدف به این رقم سویا استفاده شود.

    کلیدواژگان: استوسیرینگون، آگروباکتریوم، انتقال ژن، بهینه سازی، سویا
  • آزاده محسنی، محمد فارسی*، علیرضا سیفی صفحات 237-247

    انباشته شدن پروتئین های تانخورده و بد-تاخورده سبب تنش شبکه آندوپلاسمی می شود. در پاسخ به تنش شبکه آندوپلاسمی، پاسخ به پروتئین تانخورده (UPR) توسط حس گرهای تراغشایی شبکه آندوپلاسمی راه اندازی می شود. این مسیر مجموعه ای از سیگنال های پیام رسان یکپارچه است که برای بازگرداندن پایداری شبکه آندوپلاسمی طراحی شده است. دو فاکتور رونویسی bZIP به نام های bZIP14 و bZIP7 مسیر UPR را در گیاه Marchantia polymorpha تنظیم می کنند. در این مطالعه لاین های موتانت bzip14 با استفاده از فناوری CRISPR/Cas9 در گیاه مارکانتیا جمع آوری شده است. بدین منظور توالی DNA ژن bZIP14 در پایگاه اطلاعاتی Marchantia.info به کمک Blastp برای گیاه مارکانتیا شناسایی شد. بدین منظور، توالی DNAی ژن  bZIP14 با انجام بلاست پروتئینی در وبگاه Marchantia.info شناسایی شد. توالی اگزون به منظور شناسایی sgRNAها در پایگاهhttp://crispor.tefor.net/  وارد و از میان sgRNAهای پیشنهادی، سه کاندید انتخاب شدند. sgRNAها درون سازه اختصاصی CRISPR/Cas9 برای گیاه مارکانتیا به نام pMpGE013 وارد و پس از انتقال به اگروباکتری سویه GWB303+pSOUP به گیاه انتقال داده شد. از گیاهان باززا شده در محیط انتخابی دارای هایگرومایسین، استخراج DNA انجام و پس از تکثیر با پرایمرهای اختصاصی، برای توالی یابی ارسال شد. هشت لاین از 11 لاین با توالی صحیح، تغییرات نوکلیوتیدی حذف و اضافه در توالی DNA نشان دادند. یک لاین موتانت انتخاب و برای ارزیابی فنوتیپی و آزمون زنده مانی به محیط حاوی ترکیب تونیکامایسین، ماده شیمیایی القا کننده تنش شبکه آندوپلاسمی انتقال یافت. بررسی ها نشان داد که bZIP14 تنها هومولوگ ژن های bZIP17 و bZIP28 در گیاه آرابیدوپسیس است. همچنین تحت تنش شبکه آندوپلاسمی، گیاهان موتانت در مقایسه با گیاهان وحشی تفاوت معناداری در سطح 5 درصد نشان داده اند.

    کلیدواژگان: پروتئین تانخورده، تنش شبکه آندوپلاسمی، مارکانتیا، bZIP14، CRISPR، Cas9
  • فواد فاتحی*، حمید محمدی صفحات 248-260

    آویشن دنایی یک گیاه چند ساله متعلق به تیره نعناعیان است که حاوی مونوترپن های مختلفی مثل تیمول و کارواکرول است. به منظور بررسی اثر تنش شوری بر رشد، محتوای ترکیبات تیمول و کارواکرول و بیان ژن های دخیل در مسیر بیوسنتزی این ترکیبات، آزمایشی در گلخانه پژوهشی در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد تنش شوری تاثیر معنی داری بر صفات مورد مطالعه در سطح احتمال یک درصد دارد. تنش شوری در سطح 150 میلی مولار باعث کاهش معنی دار در ارتفاع، وزن تر و خشک بوته و افزایش معنی دار در محتوای فنل کل، فلاونویید و فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL) گردید. همچنین محتوای تیمول و کارواکرول در شرایط تنش شوری به طور معنی داری افزایش یافت که با بررسی بیان ژن های دخیل در مسیر بیوسنتزی این ترکیبات مشخص گردید بیان ژن 1-دی اکسی-D-زایلوز-5-فسفات رداکتوایزومراز (DXR)، ترپین سینتاز، آلفا-ترپینن سینتاز و گاما-ترپینن سینتاز در شرایط تنش شوری نسبت به شاهد افزایش یافت که این میزان افزایش در بیان ژن DXR در مقایسه با بقیه ژن های مورد مطالعه خیلی بیشتر بود. بنابراین می توان نتیجه گرفت که افزایش متابولیت های ثانویه تیمول و کارواکرول در گیاه دارویی آویشن دنایی در شرایط تنش شوری عمدتا ناشی از افزایش بیان ژن کلیدی DXR است که با مهندسی آن در آینده انتظار می رود به افزایش متابولیت های مذکور دست یافت.

    کلیدواژگان: آویشن دنایی، تیمول، کارواکرول، بیان ژن
  • ابراهیم دورانی*، ساناز همتی صفحات 261-272

    کشت بافت یکی از مهمترین مراحل مهندسی ژنتیک و سایر برنامه های اصلاح گیاهان است. در این پژوهش اثر تنظیم کننده های رشدی مختلف شامل D-2،4 در 4 سطح (5/1، 2، 5/2 و 3 میلی گرم در لیتر) و Kin در سه سطح (0، 4/0 و 8/0 میلی‏گرم در لیتر) بر کالوس‏زایی و باززایی چهار رقم برنج ایرانی شامل ارقام هاشمی، کاظمی، طارم و شفق مورد مطالعه قرار گرفت. این آزمایش در قالب فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی با سه عامل در سه تکرار انجام گردید. نتایج تجزیه واریانس داده‏ های حاصل نشان داد که رقم شفق بیشترین وزن تر کالوس (312 میلی گرم) و رقم کاظمی کمترین میزان وزن تر کالوس (197 میلی گرم) را در بین ارقام مورد مطالعه داشتند. بهترین کالوس‏ زایی در ترکیب هورمونی 8/0 میلی گرم در لیتر Kin و 5/2 میلی گرم در لیتر D-2،4 بدست آمد. تجزیه واریانس داده‏ ها برای تاثیر محیط کشت کالوس‏زایی به باززایی نشان داد که اثر هورمون کالوس‏زایی بر درصد باززایی در سطح 01/0 معنی دار است. اثر رقم نیز در میزان باززایی اثر معنی دار داشت. بیشترین درصد باززایی و تعداد شاخه برای هر ریزنمونه از کالوس‏های حاصل از تیمار هورمونی 8/0 میلی گرم در لیتر Kin  به همراه 5/1 میلی گرم در لیتر D-2،4 بدست آمد. بیشترین درصد باززایی مربوط به رقم کاظمی 74% و کمترین آن مربوط به رقم طارم 10٪ بود. بیشترین شاخه زایی مربوط به رقم شفق با 41/4 شاخه به ازای هر کالوس و کمترین آن با یک شاخه مربوط به رقم طارم بود. در میان سه سویه LBA4404، EHA105، AGL-1 بکار گرفته شده با ناقل بیان گیاهی pCAMBIA1304 در تراریختی برنج، کالوس های تراریخته تنها با استفاده از سویه EHA105 بدست آمدند  و بیان ژن gus را نشان دادند.

    کلیدواژگان: آگروباکتریوم، تراریختی، باززایی، برنج، کالوس زایی
|
  • Hassan Rahnama*, Marzie Ghanbari Jahromi, Amir Mousavi, Saied Sohilivand, Reza Pourrahim Pages 94-104

    Potato virus Y (PVY) is one of the most damaging viruses of potato plants which infects most cultivars and causes a significant decrease in yield products quality and also economical losses annually. Recently, the application of pathogen derived resistance mechanisms has opened new horizons for the development of virus-resistant transgenic plants. This research was carried out to study RNA silencing to engineered potato plants that are resistant to potato virus Y (PVY). RNAi construct was designed from coat protein (CP) segment of PVY. Potato explants were transformed by Agrobacterium tumefaciens AGL1 with pCAMRNAiCP containing bar selectable gene. The rate of regenerated plants was evaluated in the selected medium containing the herbicide phosphinotricin after growth and propagation. Transgenic plants and their gene expression were investigated using polymerase chain reaction (PCR) and RT-PCR. Results showed that 42 percent of regenerated plants were transformed. The expression of CP hairpin construct was determined by RT-PCR analysis in most of the lines. PVY resistance bioassay showed that 82 percent of transgenic potato plants were resistance to PVY.

    Keywords: gene silencing, potato, PVY, RNAi, virus resistance
  • Saeid Babaei, Esmaeil Ebrahimie*, Ali Niazi, Mahnaz Nezamivand Chegini Pages 105-115

    Soybean, one of the most important sources of edible oil and protein in the world, is exposed to various environmental biotic and abiotic stresses. These stresses can negatively impact the quality and quantity of soybean production. This study aimed to identify genes that express circular RNAs in response to low phosphorus and nitrogen stresses in soybean roots. Soybean seeds were grown under different low phosphorus and nitrogen treatments, and sampling was done from the root tissues for total RNA isolation. After measuring the quality and quantity of the isolated RNA, samples were sequenced using next-generation sequencing. After obtaining the sequencing data, the quality of RNA-seq data measured, and then circular RNAs were identified and characterized using five different programs. Finally, to identify the expression pattern and putative function of circular RNAs, differential expression analysis and functional analysis of circular RNAs’ parent genes was done using bioinformatics approaches. RNA-seq experiment produced more than 360 million reads, and in total, 2033 circular RNAs were identified in all treatments. Although some circular RNAs were co-expressed in two or more treatments, most of the circular RNAs had a stress-responsive expression. Our results were revealed that circular RNAs may play their roles by binding to their target molecules. Identified genes can be used in plant breeding programs for producing tolerant soybean cultivars to low phosphorus and nitrogen stresses.

    Keywords: Circular RNA, Nitrogen, Phosphorus, Soybean, Stress
  • Mina Oghbatalab, Mohammadjavad Dehghan Esmat Abadi*, Alireza Saeedinia, Mohammad Ali Yaghobi Moghaddam Pages 116-126

    Vaccine design from the past to the present is based on classical methods, which are time consuming, costly and have some risks, but with the discovery of the genome and gene sequencing, the modern methods for vaccine design have been developed, including Referred to the reverse method of vaccine design (vaccine polytop). In this study we used NCBI (ORF Finder) to find the coding sequences, PSORTb server to locate the protein, Algpred server to check the allergenicity of the protein and LBtope - ABCpred - IEDB CBTOPE servers - Disco Tope 2.0 - IEDB (Ellipro) to predict the linear and spatial epitopes. The final epitope was selected and then we analyzed the polypepe structure by ExPasy server (ProtParam) and finally obtained the optimized nucleotide sequence with JCat server. Using this method, 6074 reading frameworks as well as 43 surface and secretory proteins were identified, from which, finally, 10 suitable epitopes that are able to provide immunity against a wide range of strains were selected as a vaccine candidate. It is hoped that this will facilitate the development of this vaccine.

    Keywords: bioinformatics, polytope vaccine, protein, agent of cholera, ‎reverse vaccinology
  • Reza Mostafavi Kanani, Naser Pouladi, Simin Namvar Aghdash* Pages 127-135

    AKT1 gene, plays an important role in controlling cell survival and apoptosis and is therefore considered an effective factor in thyroid tumors, which is one of the most common tumors in Iran. Single nucleotide polymorphisms in rs1130233 (726 G / A) of Akt1 gene may be involved in the development and progression of cancer or response to treatment. In this study, the association of rs1130233 (726 G / A) polymorphism with a predisposition to thyroid tumor in northwest of Iran was investigated. In this study, 80 patients with thyroid tumors and 106 healthy individuals were evaluated in a case-control study. Polymorphic (726 G / A) rs1130233 genotypes of Akt1 gene were determined by Tetra-ARMS PCR and compared and analyzed. Significant difference was not observed between the distribution of these genotypes in the patient and control groups. There was a significant relationship between genotype type and tumor size (P> 0.05). These findings suggest that rs1130233 polymorphism (726 G / A) has no effect on thyroid cancer susceptibility in northwest of Iran but may contribute to the relative risk of developing thyroid tumors.

    Keywords: Polymorphism, Akt1 rs1130233 (726 G, A), Thyroid tumor
  • Mohammad Manzari-Fallah, Maghsoud Pazhouhandeh*, Mona Bordbar Pages 136-148

    Late flowering in lettuce produces additional leaves and maintains the edible quality of its product. Control of flowering time in plants is vital for plant fitness and for agricultural purposes and is an important factor in successful reproduction and seed crop yield and depends on the environmental and internal parameters of the plant and it is controlled by the regulatory network of genes. One of the problems in the field of crops and horticulture is the mismatch of flowering time with favorable environmental conditions. by increase in population, it is necessary to produce efficient plants with higher biomass. In the flowering regulatory network, Flowering Locus C (FLC), a MADS box transcription factor, prevents flowering. The autonomous pathway accelerates the onset of flowering independently of daylight by suppressing FLC. The MSI4/FVE gene is a key gene in the autonomous pathway. It is involved in controlling cell proliferation and early differentiation, organ growth and plays a key role in accelerating flowering by reducing the expression of FLC gene via epigenetic changes. in this study, using the RNA Silencing technique, MSI4/FVE gene expression was repressed at post transcriptional level. To this end, first, the tissue culture of lettuce in MS culture medium was optimized using BAP, Kinetin and NAA hormones for direct regeneration from cotyledon and leaf explants.  The MS medium containing 0.1 mg/l NAA and 0.01 mg/l BAP has the highest regeneration rate for cotyledon explants. Then, for construction of silencing hairpin construct, a fragment of Arabidopsis thaliana MSI4 gene was amplified by PCR and then cloned in sense and in antisense directions into pFGC5941 vector by two consecutive cloning. The hairpin structure in this recombinant vector was then transferred to the lettuce plant by Agrobacterium. The obtained transgenic plants were tested by PCR to confirm the presence of the transgene and the study on the flowering phenotype of these transgenic plants showed that the silencing of MSI4 in lettuce caused the plant to flower late (about 1.5 months delay) and produce additional leaves.

    Keywords: Flowering time, Lactuca sativa, MSI4, FVE, RNA Silencing
  • Mehdi Mohebodini*, Roghayeh Fathi Pages 149-160

    Hairy root induction by Agrobacterium rhizogenes is a reliable method to increase P. oleracea medicinal compounds. The hairy roots in addition to high growth rates are genetically and biochemically stable. Purslane (Portulaca oleracea L.) is one of the valuable medicinal plants and has important secondary metabolites such as dopamine and noradrenaline. In this study, hairy roots of Purslane were produced by using Agrobacterium rhizogenes strain A4 and different concentrations of macro elements (0.5x, 1x, 1.5x, 2x and 2.5x concentrations of MS base medium) were investigated. For confirming hairy roots transformation, the presence of the rolB gene in the hairy roots was performed by PCR and using rolB genechr('39')s specific primers. The results show that maximum hairy root induction was observed by using 0.5x KNO3 (80 percentage). The highest phenolic content was obtained by using 0.5x KNO3 (4.52 mg/g DW) and also maximum flavonoid content, (18.2 and 17.02 mg/g DW respectively) was belonged to 0.5x and 1x KNO3. Molecular confirmation of transgenic hairy roots was done with PCR reaction.

    Keywords: Co-culture, KNO3, RolB gene, Medium
  • Shokofeh Habibi, Abdollah Ehteshamnia*, Foad Fatehi, Ardeshir Ghaderi Pages 161-169

    Thyme (Thymus vulgaris L.) is xerophytes plant that can tolerat against drought and water loss stress easily. Most important secondary metabolites in Thyme are Thymol that have medicinal, antioxidant and antimicrobial properties. No research has carried out so far on the effects of cold stress on the synthesis of Thymol pathway genes and on the physiological and biochemical characteristics. This study was designed to investigate the effect of low temperature stress (4 °C) on the expression Thymol pathway genes such as TPS2 and TPS5 genes using RT-PCR in the time period of 0, 3, 12, 24 and 48 hours after treatment. To evaluate the levels of relative expression of these genes for the synthesis of Thymol (MVA, MEP) t-test was used. TPS2 gene has highest expression within the 3 hours after treatment (3.46 times) compared to the control.

    Keywords: Thymus vulgaris, Cold stress, Gene Expression, Pathway MEP, Thymol, Carvacrol
  • Atieh Moradi, Alireza Afsharifar*, Ali Niazi Pages 170-180

    Soybean (Glycine Max (L.) Merr), like those maize, wheat, rice and cotton crops, is an important agricultural crop traded in the global commodity markets. the production of soybean has been curtailed by numerous harsh environmental stresses, especially drought, a water deficit state of soil. The isotopic dimethyl labeling was applied to study the proteomic changes associated with the drought responses of two contrasting soybean cultivars. A total of 874 non-redundant and repeatable peptides were identified among 17787 peptides in tolerant cultivar (these peptides changed significantly to compare with sensitive cultivar) by using MS/MS analysis which corresponding to 260 of protein groups. Among these 260 protein groups, there were 142 groups being up-regulated in the drought-tolerant cultivar under drought treatment and in contrast, there were 118 groups being down-regulated by drought-tolerant cultivar. InterPro protein domain enrichment and Gene Ontology were performed for functional analysis. According to the results most of these proteins are related to photosynthesis activity, energy metabolism, ROS-scavenging activity, channel and transporter activity, gene expression and translation regulation, Carbohydrate derivative metabolic process, Organic acid and substance metabolic process and sugar alcohols catabolic process.

    Keywords: Drought-tolerant cultivar, Gene Ontology, Isotopic dimethyl labeling, InterPro protein domain, proteomics
  • Karim Abbasi, Ali Masoudi-Nejad* Pages 181-193

    In this paper, a new method for the problem of predicting the compound molecule properties in the lead optimization step in drug design is presented. In the lead optimization step, the amount of available biological data on small molecule compounds is low. In recent years, this challenge has been considered and transfer learning and deep learning techniques have been used to solve it. For this purpose, similar data sets have been used as auxiliary data to learn a reliable model. In this method, compound feature extraction plays an essential role in transferring knowledge from similar (auxiliary) data sets to the target data set. In this paper, the effect of using Edge weighted Graph Convolutional Network (EGCN) is assessed which able to consider the feature vector of the compound bond as well as the atom feature vector. To evaluate the method, we have applied the proposed approach on BACE and HIV datasets. The obtained results show that the proposed method is able to extract more efficient knowledge from similar data sets to transfer to the target data set.

    Keywords: Edge weighted Graph Convolutional Network, Molecular bonds, Deep learning, Transfer learning
  • Leila Yousefi-Lardeh, Arash Zibaee* Pages 194-203

    Protease cascade in insect hemolymph is important in proper response against invading microorganisms and parasitoids. Serine proteases lead to the induction of antimicrobial peptide syntheses and phenoloxidases. In the current study, the effects of the least concentration of the three specific inhibitors of serine proteases including AEBSF.HCl [4-(2-aminoethyl) benzenesulfonyl fluoride hydrochloride], TLCK [tosyllysine chloromethyl ketone hydrochloride] and TPCK [tosyl phenylalanyl chloromethyl ketone] were evaluated on the activities of trypsin, chymotrypsin, elastase and phenoloxidase of Cydalima perspectalis larvae. The 5 µM concentration of AEBSF.HCl lead to the significant decrease of trypsin, chymotrypsin and phenoloxidase activities at the time intervals of 1, 15, 30- and 60-min post-injection while the activities reached to the value of control after 120 and 180 min. The inhibitor showed no significant effect on elastase activity. The 5 µM concentration of TLCK also decreased the activity of trypsin at the time intervals of 1, 15, 30- and 60-min while the activity of phenoloxidase decreased at all-time intervals except for 180 min post-injection which the least value was obtain after 15 min of injection. TPCK decreased the activity of chymotrypsin at all-time intervals following injection except for 180 min in which the least activity was recorded after 1 min. This inhibitor decreased the activity of phenoloxidase at the time intervals of 1, 15 and 30 min after injection while no significant differences were observed at other time intervals. These results demonstrate the important role of serine proteases in induction of phenoloxidase within C.perspectalis larvae. Inhibitors used in this study can prevent effective immunity of insects by stopping the serine protease process in insect hemolymph and increase the sensitivity of larvae against pathogen. In other words, the use of these compounds improves the effective control of pests through microbial control.

    Keywords: Serine protease, Phenoloxidase, Cellular immune system, Cydalima perspectalis
  • Elham Ashrafi-Dehkordi*, Kobra Maghsoudi, Siavash Babajafari, Mohammad Mazloomi Pages 204-212

    Increasing the world population and subsequently increasing demand for food has led to the use of new biotechnology methods to produce food. Transgenic plants are one of the major biotechnological achievements in agriculture that have gained part of the world food market in recent years and the cultivation area of these plants is constantly increasing. Human needs to increase agricultural production and food security, the use of biotechnology has made it inevitable and on the other hand, the potential dangers of producing these products have raised concerns for human health and consumer rights. One of the concerns expressed by people is transferring unknown genes to plants from other countries and importing these products into the country without using GMO label, that these products may have an impact on human health and other living organisms. Therefore, first step is identifying and labeling transgenic products. In this study, 30 samples of domestic and foreign rice were randomly purchased from Shiraz market. DNA was extracted using the standard CTAB method and the polymerase chain reaction for SPS gene was performed to prove the presence of rice genome. The PCR for EPSPS gene, 35S promoter and NOS terminator were performed to identify transgenic rice. The results of PCR using specific primers showed that none of the rice samples purchased from Shiraz market were transgenic.

    Keywords: Rice, Molecular analysis, PCR, Transgenic
  • Fahimeh Amirnia, Mohammad Hajizadeh* Pages 213-224

    Because of the small size of viroids (~246- 436 nucleotides), lack of protein-coding capacity, and causing some sever diseases, the virulence mechanism of viroids in host is being one of the interesting aspects of their study. Direct and indirect interaction between viroids and host factors in various studies has been proved; resulting to change in proteome and host transcripts and finally disease in plants. Latest presented model for these changes is the RNA silencing mechanism that has been proved for both viroid families. This review highlights the latest finding on pathogenicity mechanisms of viroids.

    Keywords: Avsunviroidae, Pospiviroidae, Cross-talking biochemical, RNA silencing, Host factor
  • Vahid Mehrizadeh, Ebrahim Dorani*, Abolgasem Mohammadi, Behzad Ghareyazi Pages 225-236

    Agrobacterium-mediated transformation is one of the most effective methods for producing the transgenic soybean plants. The efficiency of soybean transformation with Agrobacterium depends on the various factors. The aim of this study was investigating the possibility of human interferon gamma production in soybean. For this purpose, some effective factors in soybean transformation such as Agrobacterium concentration (OD600nm = 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1), inoculation time (10, 20, 40 and 60 minutes), co-cultivation time (1, 2, 3, 4 and 5 days) and different levels of acetosyringone (0, 50, 100, 150, 200 and 250 μM) were evaluated. The results showed that the highest percentage of transformation was observed in the OD600nm= 0.8 and the lowest percentage of transformation was obtained at the OD600nm= 0.2. Also, the highest percentage of transformation was obtained in the 40 minutes of inoculation and 4 days of co-cultivation and the lowest percentage of transformation was observed in the 10 minutes of inoculation and 1 day of co-cultivation. The presence of acetosyringone had the increasing effect on the soybean transformation efficiency, and the highest percentage of transformation was obtained at the 150 until 200 μM of acetosyringone. Finally, the presence of human interferon gamma gene in the probable transgenic plants was confirmed by the PCR technique and specific primers. The optimal conditions that obtained in this study can be used to transfer target genes to this soybean cultivar.

    Keywords: Acetosyringone, Agrobacterium, Transformation, Optimization, Soybean
  • Azadeh Mohseni, Mohammad Farsi*, Alireza Seifi Pages 237-247

    Accumulation of unfolded and mis-folded proteins cause ER stress. In response to ER stress, the unfolded protein response (UPR) is triggered by ER transmembrane sensor. UPR, a set of integrated signaling pathways, designed to restore ER homeostasis.  Two bZIP transcriptional factors regulate the UPR pathway in Marchantia Polymorpha: bZIP14 and bZIP7. In this study, bzip14 mutant lines were generated using CRISPR/Cas9. In this order, the bZIP14 DNA sequence was identified by Blastp in Marchantia.info, a database website for M.  polymorpha. Exons are implied to find out the proper sgRNAs as candidates in http://crispor.tefor.net/. Among all suggested sgRNAs, three of them were selected as candidates. sgRNAs were introduced into pMpGE013, a specific CRISPR/Cas9 vector in M. polymorpha. After transformation to agrobacteria GWB303+pSOUP, it was transformed into the plants. DNA was extracted from plants regenerated in selective media containing hygromycin, amplified using PCR by specific primers, and sent to sequencing. Eight out of 11 lines that were sequenced properly showed deletion and insertion in the DNA sequence. One mutant line was chosen for phenotypic assay and a survival test in the media containing tunicamycin, ER stress inducer. Our result showed that there are two isoforms of bZIP17 and bZIP28 in Arabidopsis thaliana, as homologs with bZIP14 in M. polymorpha. Also, a significant difference (p-value ≤ 0.05) was observed between bzip14 mutant and wild type under ER stress conditions.

    Keywords: Unfolded protein response, ER stress, Marchantia polymorpha, bZIP14, CRISPR, Cas9
  • Foad Fatehi*, Hamid Mohammadi Pages 248-260

    Thymus daenensis Celak. is a perennial plant belonging to the family Lamiaceae that contains various monoterpenes such as thymol and carvacrol. In order to investigate the effect of salinity stress on growth, the content of thymol and carvacrol compounds and the expression of genes involved in the biosynthetic pathway of these compounds, an experiment was conducted in the research greenhouse in the form of a randomized complete block design with three replications. The results showed that salinity stress had a significant effect on the studied traits at a 1% probability level. Salinity stress at the level of 150 mM NaCl caused a significant reduction in plant height, fresh and dry weight and increasing of total phenol, flavonoids contents, PAL enzyme activity. The content of thymol and carvacrol in salinity stress significantly increased. Study of the genes expression involved in the biosynthesis of these compounds indicated that the genes expression of DXR, terpenes synthase, α-terpinene synthase and ү-terpinene synthase increased in comparison to control. These increments of increase in gene expression of DXR compared with other studied genes were much higher. Therefore, it can be concluded that the increase of secondary metabolites in Thymus daenensis, thymol and carvacrol, in salinity stress conditions due to increased expression of DXR key gene. It is expected to increase these metabolites in the future with its engineering.

    Keywords: Carvacrol, Gene expression, Thymol, Thymus daenensis Celak
  • Ebrahim Dorani*, Sanaz Hemati Pages 261-272

    Tissue culture is one of the most critical steps in genetic engineering and other breeding programs of plants. In this study, the effect of some factors in regeneration of four rice cultivars, including: Hashemi, Kazemi, Tarom and Shafagh has been studied. In the first experiment the effect of 2,4-D at 4 levels (1.5, 2, 2.5 and 3 mg/l) combination with Kin at three levels (0, 0.4 and 0.8 mg/l) on callus induction and plant regeneration in rice cultivars were studied. After two months calli were transferred to MS medium supplemented with 30g sucrose containing 2.5 mg/l BAP. Analysis of variance showed that Shafagh and Kazemi give the highest and lowest callus respectively. The best callus was obtained in medium supplemented with 0.8 mg/l Kin and 2.5 mg/l of 2,4-D. Analysis of variance showed that plant growth regulators used in callus induction medium, significantly affected the regeneration of plants. Cultivar had a significant effect on the regeneration rate. The highest plant regeneration and number of shoots per explant were obtained from callus derived from medium containing 0.8 mg/l Kin and 1.5 mg/l of 2,4-D. The Kazemi gave the highest percentage (74 %) and Tarom gave the lowest percentage (10%). Among the three strains used for transformation of rice, transgenic callus was obtained only with strain EHA105.

    Keywords: Agrobacterium, Transgenic, Callus induction, Regeneration, Rice