فهرست مطالب

بیوتکنولوژی کشاورزی - سال سیزدهم شماره 4 (پیاپی 45، زمستان 1400)

مجله بیوتکنولوژی کشاورزی
سال سیزدهم شماره 4 (پیاپی 45، زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/11/29
  • تعداد عناوین: 10
|
  • پیام فرزندی، سید حسن مرعشی، نسرین مشتاقی*، فرشته مشیری صفحات 1-18
    هدف

    گیاه شمعدانی از لحاظ اقتصادی یکی از پر اهمیت ترین گیاهان گلدانی در دنیا می باشد و در طراحی فضای سبز کاربرد فراوانی دارد. به جهت تولید گیاهان عاری از بیماری و یکنواخت از لحاظ ژنتیکی یکی از روش های جایگزین برای تولید انبوه این گیاه ارزشمند، تکثیر از طریق کشت بافت است. بنابراین هدف از این پژوهش دستیابی به روشی کارآمد و سریع در ریزازدیادی شمعدانی زینتی با مقایسه ریزنمونه های قطعات برگی، دمبرگ، ساقه و ریشه در محیط کشت MS و B5 می باشد.

    مواد و روش ها

     جهت کالوس زایی، از ریزنمونه های ساقه، برگ و ریشه در محیط کشت پایه MS با 11 نوع ترکیب هورمونی مختلف حاوی اکسین (NAA و IAA) و سایتوکینین (BAP، Kin و Zeatin) در غلظت های متفاوت استفاده شد. جهت باززایی مستقیم از ریزنمونه های ساقه، برگ و دمبرگ، 10 نوع محیط کشت با ترکیب هورمونی متفاوت از MS و B5 استفاده گردید. ریزنمونه ها پس از شاخه زایی به محیط کشت B5 حاوی اکسین (0.5 mg/l NAA و 0.5mg/l IAA) جهت ریشه زایی منتقل شدند.

    نتایج

    بهترین تیمار هورمونی جهت القای کالوس 1mg/l NAA+10mg/l Kin با ریزنمونه ساقه و برگ به ترتیب به میزان 5/92 و 75/88 درصد کالوس زایی بود. همچنین بیشترین وزن تر و خشک کالوس نیز مربوط به ریزنمونه ساقه در محیط کشت MS حاوی 1mg/l NAA+10mg/l Kin بود که تفاوت معنی داری با ریزنمونه برگی در همین محیط کشت نداشت. بیشترین درصد باززایی مستقیم و تعداد شاخه مربوط به ریزنمونه ساقه در محیط کشت B5 حاوی 2mg/l BAP+1mg/l Zeatin به ترتیب به میزان 25/71 درصد و 12/7 عدد شاخه بود و بیشترین طول شاخه به میزان 56/2 سانتی متر طی باززایی مستقیم در محیط کشت MS حاوی0.2mg/l NAA+0.5mg/l BAP+1mg/l Zeatin دیده شد. در ادامه شاخه ها با موفقیت ریشه دار و سازگار شدند.

    نتیجه گیری

    نتایج پژوهش حاضر نشان داد، ریزازدیادی گیاه شمعدانی زینتی تحت تاثیر نوع ریزنمونه، غلظت تنظیم کننده های رشد و نوع محیط کشت قرار می گیرد و ریزنمونه ساقه در کالوس زایی و باززایی مستقیم دارای نتایج مطلوبی می باشد.

    کلیدواژگان: اکسین، تنظیم کننده رشد، ریزنمونه، کالوس، محیط کشت
  • هاشم هنر حدادان، مجتبی طهمورث پور*، محمدهادی سخاوتی صفحات 19-34
    هدف

    بیماری بروسلوز یک بیماری مشترک بین انسان و دام بوده که در سال های اخیر خسارت های زیادی را به صنعت دامپروری وارد کرده است. یکی از راه های پیشگیری این بیماری تهیه واکسن است. برای تولید یک واکسن نوترکیب موفق عواملی از جمله، انتخاب یک آنتی ژن مناسب از اهمیت بالایی برخوردار می باشند. بدین منظور، اخیرا در تحقیقات بالینی ، زیست پزشکی و تولید واکسن های نوترکیب از اپی توپ ها در به طور گسترده ای استفاده می شود. پروتیین های سطحی این باکتری از جمله پروتیین های  BLS و OMP25،  دارای ویژگی های آنتی ژنیک بوده و نقش مهمی در ایجاد این بیماری بازی میکنند. با توجه به عدم وجود واکسن های موثر، امروزه نیاز به تولید واکسن های جدید و کارآمد بیش از پیش احساس می شود. هدف از این مطالعه، پیش بینی بیوانفورماتیکی اپی توپ های ژن های  BLS و Omp25 باکتری بروسلا به منظور معرفی کاندید مناسب برای تولید واکسن بود.

    مواد و روش ها

     بدین منظور، جهت پیش بینی اپی توپ ها، از سرور های SYFFPEITHI، PROPRED و IEDB استفاده شد. سپس ساختار سه بعدی  به دست آمد. ، سپس مدلسازی اپی توپ های پیش بینی شده با استفاده از سرور Pepfold 3 انجام شد. به منظور بررسی پایداری ساختارهای پیش بینی شده و اطمینان از صحت ساختار سوم پپیتیدها، شبیه سازی دینامیک مولکولی با استفاده از نرم افزار GROMACS ورژن 2019 و در مدت زمان 10 نانوثانیه انجام شد. به منظور بررسی پایداری کمپلکس ها، بر اساس نتایج به دست آمده از داکینگ مولکولی، کمپلکس های با مقادیر منفی تر انرژی آزاد اتصال، جهت انجام شبیه سازی دینامیک مولکولی انتخاب شدند.  در نهایت نتایج به دست آمده، در شرایط دینامیکی در نرم افزار گرومکس مورد بررسی قرار گرفت. بررسی استاتیک برهمکنش بین اپی توپ ها با  مولکول های MHC II و MHC I گوسفندی به کمک نرم افزار Autodock vina انجام شد.

    نتایج

     از بین نتایج به دست آمده از سرورهای مختلف، اپی توپ هایی انتخاب شده اند که در بین نتایج همه سرورها مشترک و دارای بهترین پارامترها بودند. در نهایت، 8 پپتید که عددهای بهتری داشتند به عنوان اپی توپ های پیشنهادی در نظر گرفته شدند. نتایج به دست آمده از دینامیک مولکولی نشان داد که مقادیر rmsd برای اینترلوکین و اینترلوکین متصل به پلی اپی توپ در دو حالت تفاوت زیادی نداشته، لذا این نتایج بیانگر این موضوع است که فعالیت اینترلوکین متصل به پلی اپی توپ تغییر نمی یابد. مقادیر rmsf  هم نشانگر پایداری یکسان در هر دو پروتیین می باشد. در نهایت نتایج این مطالعه نشان داد که در شرایط دینامیکی، 4 اپی توپ پیش بینی شده، دارای قدرت اتصال بالا به گیرنده های MHC کلاس 1 و 2 می باشند.

    نتیجه گیری

    علاوه بر این نتایج داکینگ و دینامیک مولکولی نشان داد که پلی اپی توپ پیش بینی شده در این مطالعه، می تواند به عنوان یک پلی اپی توپ کاندید در طراحی واکسن نوترکیب بر علیه بیماری بروسلوز مورد استفاده قرار گیرد.  هرچند که برای تایید این نتایج، نیاز به انجام مطالعات تکمیلی و آزمایشگاهی می باشد.

    کلیدواژگان: بروسلوز، واکسن نوترکیب، دینامیک مولکولی، اپی توپ
  • زهرا آقایی جشوقانی، رامین حسینی* صفحات 35-54
    هدف

    پروتیازها از مهم ترین آنزیم های صنعتی محسوب می شوند. معمولا برای تولید این آنزیم ها برای مصارف صنعتی از باکتری های متعلق به جنس باسیلوس استفاده می شود. هدف از این پژوهش جداسازی، همسانه سازی، تعیین توالی، بیان و بررسی بیوانفورماتیکی ژن سرین پروتیاز yyxA استخراج شده از باکتری باسیلوس لیکنی فورمیس بود.

    مواد و روش ها

     در این مطالعه، پس از استخراج DNA باکتریایی، ژن سرین پروتیاز با نام yyxA از باکتری Bacillus licheniformis با استفاده از تکنیک واکنش زنجیره ای پلی مراز جداسازی و در ناقل pTG19-T و سپس ناقل pET28a همسانه سازی شدند و ساختار مولکولی، ویژگی های بیوشیمیایی و فیلوژنتیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. ساختار سه بعدی آنزیم همسانه سازی شده با استفاده از ابزارهای PHYRE2، I-TASSER، RAPTORX و Modeller پیش بینی شد. تایید بیان ژن yyxA توسط آنالیز SDS-PAGE و دات بلاتینگ انجام شد.

    نتایج

    درستی همسانه سازی به وسیله توالی یابی تایید شد. تولید پروتیین نوترکیب با القاء IPTG به میزبان حاوی پلاسمید pET28a-yyxA با موفقیت انجام شد. بهینه سازی تولید پروتیین نوترکیب مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین مقادیر بیان در دمای 37 درجه سلسیوس و طی زمان 4 ساعت و با IPTG یک میلی مولار به‏دست آمد. نتایج حاصل از بررسی های فیلوژنتیکی، توالی پروتیینی به دست آمده شباهت زیادی را با توالی های سایر باسیلوس ها از قبیل B. subtilis، B. gobiensis و B. pumilus نشان دادند. پس از ارزیابی مدل های ترسیم شده مشخص گردید که مدل ارایه شده توسط نرم افزار PHYRE2 و I-TASSER مدل های مطلوبی برای پیش بینی ساختار سه بعدی این پروتیاز هستند.

    نتیجه گیری

    توالی نوکلیوتیدی ژن yyxA به طول 1212 نوکلیوتید بوده که پروتیینی با 403 آمینواسید را رمز می کند. بررسی ها نشان داد که آنزیم کد شونده توسط این ژن در دسته آنزیم های پایدار قرار گرفته و در باکتری اشریشیاکلای به صورت محلول بیان خواهد شد که این مزایا موجب می شود که آنزیم مذکور به عنوان گزینه مناسب برای استفاده در صنعت در نظر گرفته شوند.

    کلیدواژگان: باسیلوس لیکنی فورمیس، بیان پروتئین نوترکیب، سرین پروتئاز، مدل سازی پروتئین، همسانه سازی مولکولی
  • شاهرخ گروسی، سدابه جهانبخش گده کهریز*، کسری اصفهانی، تهمینه لهراسبی، امیر موسوی، علی هاتف سلمانیان صفحات 55-80
    هدف

    گیاهان کارآیی بسیاری در تولید پروتیین های ارزشمند دارویی دارند. عامل رشد اپیدرمی انسانی، اثرات بی شماری بر روی سیستم های مختلف سلولی داشته و نقش مهمی در بهبودی زخم ها و اندام زایی دارد. هدف از پژوهش اخیر ساخت سازه های ویژه تک لپه ای ها برای انتقال بعدی ژن عامل رشد اپیدرمی و تولید انبوه آن در یک گیاه تک لپه ای خودگشن یعنی جو بود. گیاه جو با داشتن عملکرد پروتیینی بالا و دگرگشنی بسیار پایین، میزبان ایده الی برای تولید عامل رشد اپیدرمی است.

    مواد و روش ها

     به منظور دسترسی به بالاترین میزان بیان عامل رشد اپیدرمی در بذر جو، توالی ژن موردنظر بر اساس ترجیح کدونی گیاه جو با نرم افزار COOL بهینه و همراه با پیش بر اختصاصی دی هوردیین سنتز شد. همچنین توالی راهنمای پپتیدی اندامک ذخیره ای پروتیین در بذر جو در ابتدای ناحیه رمزکننده قرار گرفت. پس از دریافت قطعه سنتزی در ناقل pUC57Hvorhegf، آن قطعه توسط آنزیم های SacI و HindIII از ناقل جدا و در پلاسمید pBI121 همسانه سازی شد. در گام بعدی همسانه سازی، برای درج توالی ژن موردنظر در ناقل pGH215، به دلیل نبود جایگاه های شناسایی یکسان در این ناقل ها، از ناقل حدواسط pBI121Gus-12 استفاده شد. بعد از برش ناقل همسانه سازی و pBI121Gus-12 توسط آنزیم های SacI و KpnI، همسانه سازی قطعه موردنظر در pBI121Gus-12 انجام گرفت. در گام آخر، ناقل pBI121G-12Hvorhegf و pGH215 با آنزیم های KpnI و SalI هضم شده و توالی موردنظر در مرز راست T-DNA و قبل از پایان دهنده NOS قرار گرفت.

    نتایج

    با استفاده از آزمون کلونی پی سی آر، الگوی هضم آنزیمی و توالی یابی با آغازگرهای رفت وبرگشت، درستی همسانه سازی و تولید ناقل های pBI121Hvorhegf واجد ژن hegf با نشانگر کانامایسین و pGH215Hvorhegf واجد ژن hegf با نشانگر هیگرومایسین، مناسب برای انتقال ژن در تک لپه ای ها تایید شد.

    نتیجه گیری

     ناقل بیانی نوترکیب pGH215 تغییریافته دارای کاست ژنی موردنظر همراه با نشانگر هیگرومایسین می تواند برای انتقال ژن موردنظر در تک لپه ای ها و بیان پروتیین نوترکیب در اندام ذخیره ای بذر استفاده شود.

    کلیدواژگان: اگروباکتریوم تومه فاشینس، تک لپه ای، همسانه سازی
  • فرشته علیپور، حسین معصومی*، جهانگیر حیدرنژاد، اکبر حسینی پور، محمد مداحیان صفحات 81-100
    هدف

    ویروس موزاییک یونجه (AMV) یکی از مهم ترین ویروس های گیاهی در ایران و جهان می باشد. هدف از این تحقیق، مطالعه تعدادی از جدایه های ایرانی این ویروس بر اساس ترادف ژن MP، بررسی موقعیت تبارزایی آن ها و مقایسه آن با ژن CP می باشد.

    مواد و روش ها

     طی سال های 1393 تا 1396، از مزارع یونجه شش استان کشور (کرمان، هرمزگان، اصفهان، فارس، خوزستان و گلستان) بازدید گردید و از بوته های مشکوک (یونجه و علف هرز) نمونه گیری شد. جهت بررسی آلودگی نمونه ها، از آزمون الایزا و همچنین RT-PCR استفاده گردید. از بین جدایه های بررسی شده، 20 جدایه شامل 17 جدایه از گیاه یونجه و سه جدایه از علف های هرز نام های شیرتیغی (L..Sonchus oleraceus)، سلمه تره (L..Chenopodium amaranticolor) و بارهنگ (Plantago ovate L.)، جهت مطالعه مولکولی انتخاب و به دنبال آن موقعیت تاکسونومیکی جدایه های این ویروس بر اساس ژنوم کامل پروتیین حرکتی و همچنین ناحیه ای از آن مورد بررسی قرار گرفتند.

    نتایج

    رسم درخت تبارزایی بر اساس طول کامل ژن پروتیین حرکتی ویروس نشان داد که جدایه ها در دو گروه I و  II قرار می گیرند که هر گروه نیز به دو زیر گروهA  وB تقسیم می شوند. اکثر جدایه های ایرانی به تنهایی در گروه II واقع گردیده و تمامی جدایه های انتخاب شده از بانک ژن به همراه دو جدایه از ایران با رس شماره های  KX535456 و KX535454در زیر گروه IA قرار گرفتند. اما زیر گروه IB نیز منحصر به سه جدایه ایرانی (رس شماره های KX535462، KX535458 و KX535460) است. در حالیکه براساس درخت تبارزایی بخشی از ژن یاد شده (468 نوکلیوتید) اکثر جدایه های ایرانی به همراه یک جدایه از اسپانیا (JQ691163) زیر گروه جدیدی را تشکیل دادند.

    نتیجه گیری

    یافته های حاصل از این تحقیق نشان داد ترادف ژن پروتیین حرکتی برای تعیین روابط تبارزایی جدایه های AMV موفق عمل نمود. از آنجاییکه گیاه یونجه بومی خاور نزدیک و آسیای مرکزی است احتمالا این ویروس از تنوع ژنتیکی نسبتا بالایی در ایران برخوردار می باشد.

    کلیدواژگان: ویروس موزائیک یونجه، الایزای غیرمستقیم، پروتئین حرکتی
  • سپیده میرزایی، هومن سالاری* صفحات 101-120
    هدف

    مطالعه حاضر با هدف بررسی قابلیت نشانگر SCoT برای ارزیابی تنوع ژنتیکی گوجه فرنگی انجام شد. در این پژوهش همچنین میزان تنوع ژنتیکی ارقام این گیاه که پیشتر در ایران بصورت تجاری کشت شده‎اند، در حال حاضر کشت می‎شوند و یا ارقام امید بخش می باشند هدف دیگر مطالعه بود.

    مواد و روش ها

    تعداد 99 رقم گوجه فرنگی (.Lycopersicon esculentum Mill) با استفاده از نشانگر SCoT مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای این منظور DNA از نمونه های برگی تازه استخراج گردید. برای بررسی ابتدا از 36 آغازگر SCoT  استفاده شد که پانزده آغازگر به منظور تجزیه و تحلیل نهایی در نظر گرفته شدند.

    نتایج

    با استفاده از 15 آغازگر ارقام مورد بررسی 207 نوار تولید نمودند که 206 نوار آن چندشکل بود. اندازه نوارها بین 250 تا 3200 جفت باز متغیر بود. میانگین درصد چند شکلی و میانگین محتوای اطلاعات چندشکلی به ترتیب 52/99 و 30/0 برآورد شد. از ضریب تشابه ژنتیکی جاکارد استفاده شد که میانگین آن 52/0 بود. در بررسی شباهت ژنتیکی بین ارقام، کمترین دامنه ضریب تشابه ژنتیکی جاکارد 17/0 و متعلق به ارقام شماره های 34 و 97 و بیشترین آن 84/0 و مربوط به رقم های شماره 86 و 87 بود. تجزیه خوشه ای بر اساس ضریب تشابه جاکارد و روش Centroid انجام شد که  ارقام را به سه خوشه تقسیم کرد. تجزیه به مختصات اصلی رقم ها را به چهار گروه تقسیم نمود که سه مولفه اول 82/58 درصد تغییرات مولکولی را توجیه کردند. نتایج حاصل از تجزیه به مختصات اصلی تا حد زیادی با نتایج تجزیه خوشه ای مطابقت داشت. آغازگرهای SCoT12 و SCoT23 با داشتن محتوای اطلاعات چندشکلی، شاخص نشانگری، نسبت چندشکلی موثر و قدرت تفکیک بالا کارایی مناسبی در تمایز ارقام داشتند.

    نتیجه گیری

    مطالعه حاضر نشان داد نشانگر مولکولی SCoT برای بررسی تنوع ژنتیکی گوجه فرنگی مناسب است. این نشانگر توانست سطح بالایی از چندشکلی را ایجاد ‎کند و کارایی مناسبی در تمایز ژنوتیپ های گوجه فرنگی را نشان دهد. آغازگرهای SCoT12 و SCoT23 نسبت به سایر آغازگرهای مورد استفاده کارآیی بیشتری داشتند. همچنین بر اساس یافته های این پژوهش به نظر می‎رسد ارقام گوجه فرنگی مورد استفاده در ایران از تنوع ژنتیکی بسیار بالایی برخوردار نیستند اما برای بررسی دقیقتر استفاده از تعداد بیشتر آغازگر SCoT و نیز نشانگرهای دیگر توصیه می گردد.

    کلیدواژگان: ایران، تجزیه به مختصات اصلی، نشانگر های مولکولی، Lycopersicon esculentum Mill
  • شریف بیابانی، رستم اقازاده*، ابراهیم دورانی صفحات 121-138
    هدف

    سویا (Glycine max L.) یکی از مهمترین محصولات کشاورزی است که نه تنها به دلیل ظرفیتش در تولید روغن بلکه به دلیل نقش آن در تغذیه انسان و دام دارای اهمیت ویژه ای است. یکی از روش های کارآمد در غلبه بر مشکلات اصلاحی این گیاه زراعی، استفاده از تکنیک های کشت درون شیشه ای و روش های مولکولی است. با توجه به اهمیت کشت بافت و باززایی گیاه در روند مهندسی ژنتیک گیاهی، کارایی موفقیت در این رابطه به عوامل متعددی ازجمله گونه و ژنوتیپ گیاهی، نوع ریز نمونه، غلظت و نوع تنظیم کننده های رشد گیاهی و غیره بستگی دارد.

    مواد و روش ها

     پس از جوانه زنی و رشد گیاهچه های ارقام سامان و DPX در محیط کشت، ریز نمونه های هیپوکوتیل و کوتیلدون در محیط کشت های حاوی تیمارهای هورمون BAP (0، 1 و 2 میلی گرم بر لیتر) و IBA (0، 1/0 و 5/0 میلی گرم در لیتر) واکشت شدند. پس از آن، نمونه های به دست آمده مجددا در محیط های کشت حاوی هورمون IBA (0، 5/0، 1 و 5/1 میلی گرم در لیتر) به همراه آگار (5، 6 و 7 گرم) یا ژلرایت (2 و 3 گرم) کشت شدند. بطور جداگانه، مطالعه اثر تنظیم کننده های رشدی بر ارقام سو.یا بصورت آزمایش فاکتوریل، ازمایش اثر مواد ژله کننده بر اندام زایی و آزمایش ریشه زایی ارقام در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار و هر تکرا ر شامل شش ریز نمونه اجرا گردید.

    نتایج

    نتایج این پژوهش نشان داد که در ریز نمونه کوتیلدون رقم سامان تحت تیمار هورمونی2 میکروگرم در هر لیتر BAP و 1/0 میکروگرم در لیتر IBA بیشترین میزان اندام زایی و تعداد شاخه های باززایی شده، مشاهده شد. همچنین، وجود 7 گرم آگار در محیط کشت بیشترین میزان اندام زایی و تعداد شاخه های باززایی شده را نشان داده است. علاوه بر این، غلظت 5/1 میکروگرم در هر لیتر از هورمون IBA بالاترین میزان ریشه زایی را القا کرد.

    نتیجه گیری

    رقم بومی سامان نسبت به رقم DPX در شرایط کشت بافت گیاهی عملکرد و نتایج بهتری در باززایی و ریشه زایی نشان داد. یافته های این پژوهش می تواند برای انجام مطالعات انتقال ژن و مهندسی ژنتیک برای رقم سامان و سایر ارقام سویا استفاده شود.

    کلیدواژگان: باززایی، رقم سامان، سویا، کشت درون شیشه، DPX
  • امین صادقی علیکلایه*، محسن مدرس کیا، سحر شجاعی صفحات 139-158
    هدف

    امروزه، از جمله روش های کاهش هزینه تولید در واحدهای صنعتی مرغداری، جایگزین نمودن غلات مقرون به صرفه همچون گندم، به جای اقلام ذرت در جیره غذایی طیور می باشد. اما، وجود پلی ساکاریدهای غیرنشاسته ای در دیواره سلولی گندم، در هر صورت جذب مواد غذایی توسط طیور را با محدودیت اجتناب ناپذیر مواجه نموده است. در این راستا، یکی از روش های حذف پلی ساکاریدهای غیرنشاسته ای استفاده از افزودنی آنزیم زایلاناز در جیره های فرموله شده مبتنی بر گندم می باشد. بدین منظور، هدف از این آزمایش همسانه سازی آنزیم نوترکیب زایلاناز و بررسی اثرات آن بر عملکرد جوجه های گوشتی تغذیه شده با جیره بر پایه گندم می باشد.

    مواد و روش ها

     در این پژوهش، در گام نخست، ژن زایلاناز، به عنوان آنزیم تجزیه کننده پلی ساکاریدهای غیرنشاسته ای موجود در جیره طیور بر پایه گندم، درون پلاسمید pET-21a(+) در باکتری E. coli سویه بیانی origami با استفاده از روش شوک حرارتی کلون شد. جهت القای بیان ژن، از القاگر IPTG استفاده شد و نتیجه بیان بر روی ژل پلی اکریل آمید SDS-PAGE مشاهده گردید. سپس در گام دوم، محلول آنزیم نوترکیب زایلاناز به جیره غذایی مجموع 100 قطعه جوجه گوشتی سویه راس 308 در قالب طرح کاملا تصادفی اضافه شد. در ادامه، همچنین میانگین افزایش وزن بدن، میزان ضریب تبدیل خوراک و ویسکوزیته محتویات ژژنوم نیز اندازه گیری شدند.

    نتایج

    نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که، ژن نوترکیب زایلاناز به سویه origami انتقال یافته و نتایج کلونی PCR حضور باند اختصاصی به طول 966 جفت باز را تایید نمودند. همچنین SDS-PAGE، پروتیین نوترکیب با وزن مولکولی kDa 35 را نشان داد. همچنین، نتایج حاصل از افزودن آنزیم نوترکیب زایلاناز به جیره بر پایه گندم، افزایش در وزن جوجه های گوشتی و کاهش میزان ضریب تبدیل خوراک و ویسکوزیته را در دوره پایانی و کل دوره نسبت به گروه کنترل در سطح احتمال 5 درصد نشان دادند.

    نتیجه گیری

    نتایج پژوهش حاضر، نشان داد که تولید آنزیم نوترکیب زیلاناز و افزودن آن به عنوان مکمل غذایی در جیره های بر پایه گندم، توانست با تجزیه آرابینوزایلان های موجود در دیواره سلولی گندم، سبب افزایش عملکرد جوجه های گوشتی گردد و وجود آنزیم زایلاناز در جیره ممکن است از عوامل مهم در تقویت رشد جوجه های گوشتی باشد.

    کلیدواژگان: همسانه سازی، زایلاناز، جوجه های گوشتی، جیره بر پایه گندم، پروتئین نوترکیب
  • مهدیه صادقیان بهنوئی، محمود سلوکی*، جعفر ذوالعلی، عباسعلی امام جمعه، جورج جندر صفحات 159-182
    هدف

    ذرت (Zea mays L.) یکی از مهمترین گیاهان زراعی در سراسر دنیا و از گیاهان مدل خانواده غلات است. استقرار و بهینه سازی یک سیستم بیان موقت ژن موفق در ذرت علاوه بر قابلیت استفاده در پروژه های خاموشی ژن یا تولید پروتیین های نوترکیب، می تواند موجب تسهیل مطالعات عملکرد ژن در این گیاه شود. پژوهش حاضر با هدف بهینه سازی سیستم بیان سیستمیک ژن به واسطه آگروباکتریوم در گیاه ذرت با استفاده از یک ناقل مبتنی بر ویروس موزاییک نیشکر انجام پذیرفت.

    مواد و روش ها

    برای این منظور از ژنوم ویروسی نوترکیب که در آن توالی رمزکننده پروتیین فلورسنت سبز (GFP)، در امتداد چهارچوب قرایت آزاد ویروس و در ناحیه بین توالی P1 و HC-Pro ویروس درج شده بود، استفاده شد. برای انتقال ژنوم ویروسی نوترکیب به گیاهان ذرت، از روش تزریق مستقیم آگروباکتریومی (آگرواینجکشن) به نواحی مریستمی گره کولیوپتیلی گیاهچه استفاده شد. کارایی دو سویه EHA105 و GV3101 باکتری Agrobacterium tumefaciens در انتقال ژنوم نوترکیب ویروس به سه واریته ذرت Iochief، Golden Bantam (ذرت شیرین) و B73 (ذرت دندان اسبی) در دو مرحله رشدی (گیاهچه های سه و هفت روزه) مورد مقایسه قرار گرفت. پس از ظهور علایم موزاییک ویروسی در گیاهان تلقیح شده، بیان ژن خارجی GFP با استفاده از میکروسکوپ فلورسنت کانفوکال و همچنین RT-PCR در این گیاهان در مقایسه با گیاهان شاهد ارزیابی شد.

    نتایج

    ‏ نتایج حاصل از RT-PCR و میکروسکوپ فلورسنت کانفوکال، نشان داد که سویه GV3101 در مقایسه با سویه EHA105 به لحاظ آماری عملکرد بالاتری در انتقال ناقل نوترکیب به گیاهان ذرت دارد. همچنین در مقایسه واریته های مختلف ذرت، این روش در بیان پروتیین فلورسنت سبز در ذرت واریته گلدن بانتام به طور بسیار معنی داری موفق عمل نمود. اگرچه در مورد سویه EHA105 درصد گیاهچه های سه روزه ذرت شیرین گلدن بانتام که به طور موفق ناقل محتوی ژن خارجی را دریافت و بیان نمودند بالاتر بود، اما در مورد سویه GV3101 تفاوت معنی داری میان گیاهچه های سه و هفت روزه مشاهده نشد.

    نتیجه گیری

    ذرت رقم گلدن بانتام و آگروباکتریوم سویه GV3101 در مراحل پیش از دوبرگی به عنوان یک سیستم مدل بهینه، سریع و کارآمد برای پروژه های تحقیقاتی بررسی عملکرد ژن و حوزه های پژوهشی مرتبط پیشنهاد می گردد.

    کلیدواژگان: پروتئین فلورسنت سبز، تزریق آگروباکتریومی، سیستم بیان درون گیاهی، ناقل های ویروسی
  • زهرا عرب پور*، محمدرضا محمدآبادی، امین خضری صفحات 183-200
    هدف

    مطالعات نشان داده اند که p32 در بافت های فعال متابولیکی و به سرعت در حال رشد، مانند ماهیچه ها، تومورهای سینه، اپیدرم و تخمدان به شدت بیان می شود. یکی از اقدامات اساسی در حیوانات اهلی مطالعه ژن ها و پروتیین های مرتبط با صفات اقتصادی و مطالعه آنها در سطح سلولی یا کروموزومی است. هدف این مطالعه، بررسی الگوی بیانی ژن p32 در بافت های ران، دست، راسته و چربی پشت کمر بره کرمانی بود.

    مواد و روش ها

     نمونه برداری از بافت های ران، دست، راسته و چربی پشت کمر بره های نر کرمانی (12 نمونه از 3 حیوان و از هر بافت 3 تکرار) انجام شد. پس از انجماد سریع نمونه ها در داخل فریزر 80- نگهداری شدند. RNA کل با استفاده از کیت استاندارد استخراج شد. کیفیت و کمیتRNA  استخراج شده با روش الکتروفورز روی ژل آگارز و با استفاده از دستگاه نانودراپ مورد ارزیابی قرار گرفت. برای سنتز  cDNAاز کیت سنتز cDNA شرکت parstous استفاده شد. برای بررسی میزان نسبی بیان ژن ها از واکنش real time PCR به روش Syber Green استفاده شد. برای تجزیه و تحلیل داده های حاصل از real time PCR از روش Pfaffl et al. استفاده شد.

    نتایج

    بررسی کیفیت RNA های استخراج شده نشان داد که کیفیت مناسب و مطلوب است. مشاهده دو باند 18S و 28S در RNA نشان دهنده سالم بودن آن و عدم وجود باند اضافی نشان دهنده خلوص آن بود. الکتروفورز محصولات PCR روی ژل آگارز و نتایج منحنی های real time PCR نشان داد که ژن p32 در بافت های ران، راسته و چربی پشت کمر بره های نر کرمانی بیان نشده است و فقط در بافت دست این حیوانات تکثیر شده است. مشاهده تک باند در محدوده bp281 برای ژن p32 در بافت دست و وجود باند در محدوده bp112 برای ژن بتااکتین در همه نمونه ها، بیانگر صحت انجام آزمایش و تکثیر قطعه مورد نظر بود.

    نتیجه گیری

    با توجه به این که در این مطالعه بیان ژن p32 در گوسفند کرمانی در سن 11 ماهگی مطالعه شد و بیان این ژن بیشتر در دوران جنینی گزارش شده است، لذا عدم مشاهده بیان این ژن در بافت های ران، راسته و چربی پشت و بیان پایین آن در بافت دست تایید کننده نتایج مطالعات قبلی است. بیان کم این ژن در عضله دست می تواند حاکی از این باشد که این عضله هنوز در این سن دارای رشد است و یا ممکن است این بافت سرطانی شده باشد، چرا که این ژن بیشتر در بافت هایی بیان می شود که در حال رشد سریع هستند و یا درگیر سرطان هستند.

    کلیدواژگان: الگوی بیانی، بافت، ژن p32، گوسفند کرمانی
|
  • Peyman Farzandi, Seyed Hasan Maraashi, Nasrin Moshtaghi *, Fereshte Moshiri Pages 1-18

    Geranium is one of the most economically important pot plants in the world and is widely used in landscape. In order to produce disease-free and homogenic plants, proliferation by tissue culture is one of the alternative methods for mass production of this valuable plant. The aim of this study was to achieve an efficient and rapid method for micropropagation of Geranium by comparing leaf discs, petiole, stem and root explants on MS and B5 media.

    Material and methods

    For callus induction, stem, leaf and root explants were cultured on MS basal medium with 11 different kinds of hormonal combination, containing auxin (NAA and IAA) and cytokinin (BAP, Kin and Zeatin) with various concentrations. For direct regeneration of stem, leaf and petiole explants, 10 different culture media were used in MS and B5. After shooting, the explants were transferred to B5 culture medium containing auxin (0.5 mg/l NAA and 0.5 mg/l IAA) for root induction.

    Results

    The best hormonal treatment for callus induction was 1mg/l NAA+10mg/l Kin by using stem and leaf explants as 92.5% and 88.75%, respectively. Also, the maximum fresh and dry weight of callus were related to stem explants on MS culture medium included 1mg/l NAA+10mg/l Kin, which were not significantly different from leaf explants on the same culture medium. The maximum percentage of direct regeneration and number of branches, respectively as 71.25% and 7.12 shoots, were related to stem explant on B5 medium containing 2mg/l BAP+1mg/l Zeatin, and the maximum shoot length, as 2.56 cm, was observed during direct regeneration in MS culture medium included 0.2 mg/l NAA+0.5 mg/l BAP+1 mg/l Zeatin. The shoots were successfully rooted and adapted to the environment.

    Conclusions

    The results of the present study were showed that the micropropagation of ornamental geranium plant is affected by the type of explant, the concentration of growth regulators and the type of culture medium and the stem explant is efficient in callus induction and direct regeneration.

    Keywords: auxin, Growth regulator, explant, Callus, culture medium
  • Hashem Honar Hadadan, Mojtaba Tahmoorespur *, MohammadHadi Sekhavati Pages 19-34

    Brucellosis is a common disease between humans and livestock that has caused a great deal of damage to the livestock industry in recent years. One way to prevent this disease is to get a vaccine to immunize disease-prone herds. To produce a successful recombinant vaccine, factors such as: selecting the right adjuvant, selecting the right antigen and the right delivery system are very important. To this end, epitopes have recently been widely used in clinical research, biomedicine, and the production of recombinant vaccines. Surface proteins of this bacterium, including BLS and Omp25 proteins, have antigenic properties and play an important role in causing this disease. Due to the lack of effective vaccines, today the need to produce new and effective vaccines is felt more than ever. The aim of this study was to bioinformatically predict the epitopes of BLS and Omp25 genes of Brucella bacterium in order to introduce a suitable candidate for vaccine production.

    Materials and methods

    For this purpose, SYFFPEITHI, PROPRED and IEDB servers were used to predict epitopes. Since the three-dimensional structure of the protein is required to investigate the interaction of antigens with cell surface receptors, in the next step, the predicted epitopes were modeled using the Pepfold 3 server. In addition, in order to evaluate the stability of the predicted structures and to ensure the accuracy of the third structure of the peptides, molecular dynamics simulations were performed using GROMACS software version 2019 and in a duration of 10 nanoseconds. Then, the three-dimensional structure was obtained by modeling homology method and the docking study of the interaction between epitopes with sheep MHCII and MHCI cells was performed using Autodock vina software.

    Results

    Then, in order to evaluate the stability of the complexes based on the results obtained from molecular docking, complexes with negative values of free binding energy were selected to perform molecular dynamics simulations. Finally, 8 peptides with better numbers were considered as suggested epitopes. The results obtained from molecular dynamics showed that the rmsd values for interleukin and interleukin bound to the polypeptide did not differ much in the two cases, so these results indicate that the activity of interleukin bound to the polypeptope did not change. The rmsf values also indicate the same stability in both proteins.Finally, the obtained results were evaluated in dynamic conditions in GROMACS software. The results of this study showed that in dynamic conditions, 4 predicted epitopes have high binding power to MHC class 1 and 2 receptors.

    Conclusions

     In addition, docking and molecular dynamics results showed that the polypeptide predicted in this study could be used as a candidate polypeptide in the design of a recombinant vaccine against brucellosis. However, to confirm these results, additional and laboratory studies are needed.

    Keywords: Brucellosis, Recombinant vaccine, Molecular dynamic, Epitope
  • Zahra Aghaei Jeshvaghani, Ramin Hoseini * Pages 35-54
    Objective

    Proteases are among the most important industrial enzymes. Microbial proteases, especially from Bacillus sp., are most widely exploited industrially. The aim of this study was isolation, cloning, sequencing, expression, and bioinformatics study of yyxA serine protease gene extracted from Bacillus licheniformis.

    Materials and methods

    In this study, after extraction of bacterial DNA, the yyxA serine protease gene was isolated from Bacillus licheniformis using the polymerase chain reaction technique and cloned into the pTG19-T vector. The molecular structure, its biochemical and phylogenetic properties were investigated. The three-dimensional structure of the cloned enzyme was predicted using the I-TASSER, PHYRE2, RAPTORX, and Modeller tools. Confirmation of yyxA gene expression was performed by SDS-PAGE and dot blot analysis.

    Results

    Cloning was confirmed by sequencing. Based on the results of phylogenetic studies, the obtained protein sequence showed high similarity to the sequences of other Bacillus species, such as B. subtilis, B. gobiensis, and B. pumilus. After evaluating the drawn models, it was found that the models provided by PHYRE2 and I-TASSER software were desirable ones for predicting the three-dimensional structure of this protease. Recombinant protein production was successfully induced by IPTG induction in the host containing the plasmid pET28a-yyxA. Optimization of recombinant protein production was investigated. The highest expression values were obtained at 37 ° C for 4 hours with one mM IPTG.

    Conclusions

    The nucleotide sequence of the yyxA gene is 1212 nucleotides long, encoding a protein with 403 amino acids. Studies have shown that the enzyme encoded by this gene is in the category of stable enzyme and will be expressed in solution in Escherichia coli. These advantages make the enzyme as a suitable candidate for use in industry.

    Keywords: Bacillus licheniformis, Expression recombinant protein, Molecular cloning, Modeling protein, serine protease
  • Shahrokh Garousi, Sodabeh Jahanbakhsh Godehkahriz *, Kasra Esfahani, Tahmineh Lohrasebi, Amir Mousavi, Ali Hatef Salmanian Pages 55-80
    Objective

    Plants are very efficient in producing valuable pharmaceutical proteins. Human epidermal growth factor (hEGF) has numerous effects on various cellular systems, including wound healing, organogenesis, and so on. The present study was carried out with the aim of constructing monocotyledonous-specific vectors for hegf insertion and mass-production in a self-pollinated crop, barley, afterwards. This crop plant, with high protein yield and very low cross-pollination, is an ideal host for the production of epidermal growth factor.

    Materials and methods

    The hegf sequence was optimized by COOL software, based on the codon preference of the host plant, and synthesized with a specific promoter, D-hordein. The encoding sequence of signal peptide targeting protein storage organelles in barley seeds was included at the beginning of the encoding area. The synthesized gene cassette was isolated from the cloning vector pUC57Hvorhegf by SacI and HindIII and cloned in pBI121. To insert the gene cassette of interest into pGH215, due to the lack of similar restriction sites in pUC57Hvorhegf and pGH215, the intermediate vector, pBI121Gus-12, was applied. After digesting pUC57Hvorhegf and pBI121Gus-12 by SacI and KpnI, the sequence of interest was incorporated into pBI121Gus-12. Finally, the recombinant pBI121Gus-12 and pGH215 were digested with KpnI and SalI, and the gene cassette was cloned at the right border of T-DNA, behind the NOS terminator.

    Results

    Cloning accuracy and constructing pBI121Hvorhegf and pGH215Hvorhegf vectors bearing kanamycin and hygromycin, respectively, suitable for monocotyledons-crop transformation was confirmed by colony PCR, digestion pattern, and sequencing with forward and reverse primers.

    Conclusions

    The modified recombinant expression vector pGH215 with the gene of interest carrying the hygromycin gene cassette, giving a high level of ability to select transformed explants, can be used to transfer desired genes in monocotyledons and express those genes in protein storage organelles.

    Keywords: Agrobacterium tumefaciens, cloning, Monocotyledons
  • Fereshteh Alipour, Hossein Massumi *, Jahangir Heydarnejad, Akbar Hosseini Pour, Mohammad Maddahian Pages 81-100
    Objective

    Alfalfa mosaic virus (AMV) is one of the most important plant viruses that has a wide host range and economically is a destructive virus in the world and Iran. The aim of this research is to study the MP gene of Iranian AMV isolates and its application in the phylogenetical analysis and compare it with the CP gene. 

    Materials and methods

    During 2014 to 2017, a number of plant samples including alfalfa and weeds were collected from alfalfa fields in six Iranian provinces. ELISA test using polyclonal antibodies and RT-PCR were employed to check the AMV infection of the samples. Among the AMV infected samples, 20 isolates including 17 from alfalfa and three wild species including Sonchus oleraceus L., Chenopodium amaranticolor L. and Plantago ovate L. were chosen for phylogenetical analysis based on the sequence of the MP gene. 

    Results

    Phylogenetic analysis based on the nucleotide sequence of movement protein (MP) gene of AMV including Iranian (n=20) and GenBank isolates (n=15) showed that all isolates are divided into two group I and II and each group is also divided into two subgroups A and B. The majority of Iranian isolates were placed in group II. All abroad and two Iranian isolates (Accession numbers: KX535454 and KX535456) were placed in subgroup IA, and subgroup IB is limited to three Iranian isolates (Accession numbers: KX535460, KX535458 and KX535462). Whereas based on the part of the nucleotide sequence of the MP gene (468nt), most of Iranian isolates, together with one Spanish isolate (JQ691163) were clustered in a new subgroup (IIB). 

    Conclusions

    According to the results of this study, it seems that the MP gene can be used to analyze the phylogenetic relationships between AMV isolates. Since the origin of AMV is from Far-East and central Asia and due to the host variability of the virus in these regions, AMV probably has a high genetic diversity in Iran.

    Keywords: Alfalfa mosaic virus, Indirect ELIZA, movement protein
  • Sepideh Mirzaei, Hooman Salari * Pages 101-120
    Objective

    This study was conducted to investigate the application of the start codon targeted (SCoT) markers in the genetic diversity of tomato. In addition, the genetic diversity in important cultivars of tomato, which have been previously cultivated, are being cultivated, or are hoped to be cultivated in Iran were assessed.

    Materials and Methods

    Ninety nine 99 tomato cultivars were investigated for SCoT polymorphism. DNA isolation and SCoT analysis were carried out using the fresh leaf samples. Thirty-six SCoT primers were initially screened for analysis and fifteen primers were considered for the further analysis.

    Results

    The cultivars produced 207 amplicons while the 206 were polymorphic. Amplicon size varied from 250 to 3200 base pair (bp). The average of polymorphism and the mean of polymorphic information content were 99.52 and 0.30, respectively. Also, Jaccard's similarity coefficient was applied and the mean Jaccard genetic similarity coefficient was 0.52. According to Jaccard's coefficient, the lowest similarity (0.17) has been observed for cultivars 34 and 97 while the highest similarity (0.84) were detected between cultivars 86 and 87. In addition, the cluster analysis was conducted based on Jaccard similarity coefficient and centroid method which classified cultivars into three clusters. Besides, the principal coordinate analysis was considered. Accordingly, the cultivars divided into four groups and the first three components explained 58.82% of the molecular variation. The results of the principal coordinate analysis were largely consistent with the results of the cluster analysis. Having high polymorphic information content, marker index, effective multiplex ratio, and resolution power, SCoT12 and SCoT23 primers were properly effective in differentiating the cultivars.

    Conclusions

    This study showed that SCoT molecular markers are appropriate for investigating the genetic diversity amongst tomato genotypes and generate a high level of polymorphism. Thus, these markers have considerable efficiency in differentiating tomato genotypes. In addition, this investigation indicated that SCoT12 and SCoT23 primers were suitably effective in differentiating the cultivars. Furthermore, our resech claimed that tomato cultivars that are used in Iran do not have high genetic diversity while for more precise conclusion; it is suggested to practice more SCoT primers along with other markers.

    Keywords: : Iran, Lycopersicon esculentum Mill, Molecular markers, principal coordinate analysis
  • Sharif Biabani, Rostam Aghazadeh *, Ebrahim Doorani Pages 121-138
    Objective

    Soybean (Glycine max L.) is one of the most important agricultural products that is of special importance not only because of its capacity in oil production but also because of its role in human and animal nutrition. One of the effective methods in overcoming the breeding problems of this crop is the use of in vitro culture techniques and molecular methods.  The use of plant tissue culture techniques is one of the effective methods in overcoming the breeding problems of this crop. Tissue culture and plant regeneration in the handling process depend on several factors. The aim of this study was to optimize the effective factors such as genotype, type of micro sample, type of gelling agent and combination of growth regulators in soybean regeneration. 

    Materials and methods

    After germination and seedling growth of Saman and DPX cultivars in culture medium, hypocotyl and cotyledon micro samples in culture medium containing BAP hormone treatments (0, 1 and 2 mg/l) And IBA (0, 0.1 and 0.5 mg/l) were cultured. Subsequently, the samples were recovered in culture media containing IBA (0, 0.5, 1 and 1.5 mg/l) with agar (5, 6 and 7 g) or gellate (2 and 3 g) were cultured. Separately, the effect of growth regulators on soybean cultivars was performed as a CRD-based factorial experiment, the effect of gelling agents on organogenesis and rooting experiment of cultivars was performed in a completely randomized design with three replications and each replicate containing six samples. 

    Results

    The results of this study showed that in the cotyledon sample of Saman cultivar under hormonal treatment of 2 μg/l BAP and 0.1 μg/l IBA, the highest rate of organogenesis and number of regenerated branches were observed. Also, the presence of 7 g of agar in the culture medium showed the highest rate of organogenesis and the number of regenerated branches. In addition, a concentration of 1.5 micrograms per liter of IBA induced the highest rooting rate. 

    Conclusions

    Saman cultivar showed better results in regeneration and rooting than DPX cultivar. Findings of this study can be used for gene transfer and genetic engineering studies for Saman cultivar and other soybean cultivars.

    Keywords: : DPX, Regeneration, Invitro culture, Saman Cultivar, Soybean
  • Amin Sadeghi Alikelayeh *, Mohsen Modareskia, Sahar Shojaee Pages 139-158
    Objective

    Today, one of the ways to reduce production costs in poultry industrial units is to replace cost-effective grains such as wheat with corn in the poultry diet. However, the presence of non-starch polysaccharides in the cell wall of wheat has inevitably limited the uptake of nutrients by poultry. In this regard, one of the methods to remove non-starch polysaccharides is the use of xylanase enzyme additive in formulated diets based on wheat. For this purpose, the aim of this experiment was to clone the recombinant enzyme xylanase and investigate its effects on the performance of wheat-fed broiler chickens.

    Materials and methods

    In current investigation, in the first step, xylanase gene, as a degradation enzyme of non-starch polysaccharides in wheat-based poultry diet, was cloned into plasmid pET-21a (+) in E. coli origami expression strain using heat shock method. IPTG inducer was used to induce gene expression and the expression result was observed on SDS-PAGE. Then, in the second step, the recombinant xylanase enzyme solution was added to the diet of one-hundred Ross 308 broilers in a completely randomized design. Then, the mean body weight gain (BWG), feed conversion ratio (FCR) and viscosity of jejunum contents were also measured.

    Results

    The results of present study showed that the recombinant xylanase gene was transferred to origami and the cloning results of PCR confirmed the presence of a specific band of 966 bp. SDS-PAGE also showed a recombinant protein with a molecular weight of 35 kDa. Furthermore, the results of adding recombinant xylanase enzyme to wheat-based diet showed an increase in the weight of broilers and a decrease in feed conversion ratio and viscosity in the final period and the whole period compared to the control group at a probability level of 5%.

    Conclusions

    The results of the current research showed that the production of recombinant enzyme xylanase and its addition as a dietary supplement in wheat-based diets could increase the yield of broilers by breaking down arabinosylans in the wheat cell wall and the presence of xylanase enzyme in the diet is known as one of the important factors in enhancing the growth of broilers.

    Keywords: cloning, Xylanase, Broiler Chickens, Wheat-Based Diets, recombinant protein
  • Mahdieh Sadeghian, Mahmood Solouki *, Jafar Zolala, Abbasali Emamjomeh, Georg Jander Pages 159-182
    Objective

    Maize (Zea mays L.) is a key cereal crop throughout the world and important model for plant genetics and biology. Establishment of an efficient transient gene expression system in maize facilitates plant functional genomics projects using gene silencing or heterologous protein overexpression strategies. The present study was aimed at optimizing an Agroinjection-mediated SCMV-based systemic heterologous gene expression system in maize.

    Materials and methods

    Recombinant DNA encoding sugarcane mosaic virus (SCMV) containing the coding sequence of green fluorescent protein between the protein 1 (P1) and helper component‐proteinase (HC‐Pro) cistrons, in‐frame with the viral open reading frame, was introduced into the meristematic tissue, above the coleoptilar node, of maize seedlings via a direct Agroinoculation procedure. The efficiency of Agrobacterium tumefaciens strains EHA105 and GV3101 in delivering the recombinant vector into three and seven-day old seedlings of three maize varieties, including sweet corn (Iochief and Golden Bantam varieties) and dent corn (inbred line B73), was examined. Expression of GFP transgene in symptomatic Agroinoculated plants was assessed by confocal fluorescent microscopy and RT-PCR in comparison with controls.

    Results

    Results of RT-PCR and confocal fluorescent microscopy revealed that: 1) A. tumefaciens GV3101 is significantly more successful in delivering the recombinant SCMV-based vector into maize plants than EHA105, 2) the percentage of GFP-expressing Golden Bantam plants is significantly higher than two other maize varieties, and 3) The effectiveness of growth stage of maize seedlings on the percentage of GFP expressing Agroinjected plants depends upon the interactions between Agrobacterium strain and maize genotype.

    Conclusions

    In conclusion, a combination of the Golden Bantam maize variety and A. tumefaciens strain GV3101 for direct Agroinjection of the SCMV-based vector into seedlings at the early two-leaf stage could be a fast and efficient system for investigating gene functions in maize.

    Keywords: : Green Fluorescent Protein, Agroinjection, In-planta expression system, Viral vectors
  • Zahra Arabpour *, Mohammadreza Mohammadabadi, Amin Khezri Pages 183-200
    Objective

    Studies have shown that p32 is highly expressed in metabolically active and rapidly growing tissues, such as muscles, breast tumors, epidermis, and ovaries. One of the basic measures in domestic animals is the study of genes and proteins related to economic traits and their study at the cellular or chromosomal level. The aim of this study was to investigate the expression pattern of p32 gene in femur, humeral muscle, back muscle and back fat tissues of Kermani lambs.

    Materials and Methods

    Samples of femur, humeral muscle, back muscle and back fat tissues of Kermani lambs were collected (12 samples from 3 animals and 3 replicates from each tissue). After rapid freezing, the samples were stored in a -80 freezer. Total RNA was extracted using a standard kit. The quality and quantity of the extracted RNA were evaluated by agarose gel electrophoresis and using a nanodrop device. For cDNA synthesis, parstous cDNA synthesis kit was used. Real time PCR reaction by Syber Green method was used to evaluate the relative expression of genes. To analyze the data obtained from real time PCR, the Pfaffl method was used.

    Results

    The quality of the extracted RNAs showed that the quality is appropriate and desirable. Observation of 18S and 28S bands in RNA indicated that it was intact and that no additional bands indicated its purity. Electrophoresis of PCR products on agarose gel and the results of real time PCR curves showed that the p32 gene was not expressed in femur, back muscle and back fat tissues of Kermani male lambs and was amplified only in the humeral muscle tissue of these animals. The observation of a single band in the range of 281 bp for the p32 gene in the humeral muscle tissue and the presence of a band in the range of 112 bp for the beta actin gene in all samples indicated the accuracy of the experiment and the amplification of the fragment.

    Conclusion

    Considering that in this study the expression of p32 gene in Kermani sheep at the age of 11 months was studied and the expression of this gene has been reported more in the embryonic period, so no expression of this gene was observed in femur, back muscle and back fat and its low expression in the humeral muscle tissue confirms the results of previous studies. Low expression of this gene in the humeral muscle tissue may indicate that the muscle is still growing at this age or that the tissue may be cancerous, as this gene is more expressed in tissues that are growing rapidly or are involved in cancer.

    Keywords: Expression pattern, p32 gene, tissue, Kermani sheep