فهرست مطالب

فصلنامه ژنتیک نوین
سال هجدهم شماره 4 (پیاپی 75، زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/11/12
  • تعداد عناوین: 6
|
  • اسعد تفسیری، احمد اسماعیلی*، فرهاد نظریان فیروزآبادی، محمد مجدی صفحات 357-366

    miRNAها (میرناها) دسته ای از مولکول های RNA کوتاه غیر کدکننده ، با طولی حدود 24-18 نوکلیوتید هستند که ژن های هدف را در سطح پس از رونویسی کنترل می کنند. هیچ گونه گزارشی از شناسایی میرناها در گیاه ریواس ثبت نشده است. لذا در مطالعه حاضر به منظور پیش بینی میرناهای حفاظت شده بالقوه و ژن های هدفشان در ریشه گیاه ریواس، RNA کل از بافت ریشه استخراج شد و مورد توالی یابی قرار گرفت. سپس رونوشت های غیرکننده پروتیین شناسایی شدند و به عنوان توالی های نامزد پیش ساز میرنا در نظر گرفته شدند. در این مطالعه 82047 رونوشت از گیاه ریواس به روش سرهم بندی نوپدید ایجاد شد. با جستجوی همولوژی این رونوشت ها با پایگاه داده  mirbasو پیش بینی ساختار ثانویه، 4 میرنا محافظت شده متعلق به خانواده های mir396، mir164، mir319 و mir168 شناسایی شدند. 574 رونوشت از ترانسکریپتوم ریشه ریواس توسط این میرناها مورد هدف قرار گرفتند. در مجموع با توجه به نقش تنظیمی میرناهای شناسایی شده بر طیف وسیعی از ژن ها، می توان از این میرناها در شناسایی ژن های مرتبط با متابولیت های ثانویه بهره برد.

    کلیدواژگان: ریواس، ساختار ثانویه، میرنا، هستی شناسی ژن، Rheum ribes
  • جمال فیاضی، مریم شریعت*، سعید نیسی صفحات 367-376

    سیتوکروم B به عنوان بخشی از زنجیره انتقال الکترون نقش دارد و باتوجه به اینکه این ژن منجر به تولید انرژی در دام و افزایش بازدهی می شود، شناخت مناسب ترین عوامل موثر بر این ژن و مقایسه بهترین لیگاندهای کاربردی در مسیر چرخه انتقال الکترون، می تواند باعث افزایش و بهبود تولیدات دامی و مطالعه کاربردی ژنتیکی شود. در این پژوهش برهمکنش های پروتوپورفیرین و فلاوین مونونوکلیوتید در ترکیب با سیتوکرومB  با استفاده از داکینگ مولکولی شبیه سازی شد تا با مقایسه دو لیگاند کاربردی، موثرترین لیگاند در انتقال الکترون انتخاب شود. نتایج داکینگ ملکولی و بررسی نتایج حاصل با استفاده از سرورهای آنلاین نشان داد که پروتوپورفیرین دارای بیشترین تعداد اسید آمینه شرکت کننده در تعامل الکترو استاتیک و هیدروفوبی نسبت به فلاوین مونونوکلیوتید می باشد و با توجه به نتایج به دست آمده داکینگ ملکولی از لحاظ بهترین انرژی اتصال (Binding enregy) مقایسه و بهترین پوز با منفی ترین انرژی و بزرگ ترین عدد که بهترین اتصال کمپلکس لیگاند و پروتیین را نشان می دهد، پروتوپورفیرین دارای منفی ترین و بهترین انرژی اتصال با سیتوکرومB  نسبت به فلاوین مونونوکلیوتید بود و می توان گفت بیشتر بودن تعداد اینترکشن ها و پیوندهای تشکیل شده از ترکیب پروتوپورفیرین با سیتوکروم B می تواند صحت و تایید این ادعا باشد. آرژینین دارای بار مثبت زیادی می باشد و در تشکیل پیوند هیدرژنی که احتمال باعث افزایش تعامل الکترواستاتیک در ترکیب پروتوپورفیرین با سیتوکروم B شده باشد. شبکه برهمکنش پروتیینی سیتوکروم B پیشگویی شده براساس پروتیین های میتوکندری، 10 پروتیین دارای امتیاز بالا از نظر درجه گره بالقوه معرفی شدند.

    کلیدواژگان: پروتوپورفیرین، داکینگ ملکولی، سیتوکرومB، شبیه سازی، فلاوین مونونوکلئوتید، گوسفند
  • نوشین فلاحی، علیرضا زبرجدی*، زهرا طهماسبی صفحات 377-388

    مقادیر بالای اسیدهای چرب غیراشباع امگا 6 و نسبت بسیار بالای امگا 6 به امگا 3 باعث بیماری های بسیاری از جمله بیماری های قلبی عروقی، سرطان و بیماری های التهابی و خودایمنی می شود. برای انتقال موفق یک ژن به گیاه، به بهینه سازی انتقال ژن نیاز است. کنجد یک گیاه دانه روغنی قدیمی است که به دلیل داشتن لیگنان های مهم دارویی و همچنین روغن خوراکی با کیفیت شهرت دارد. افزایش امگا 3 در این گیاه تا اندازه زیادی به بهبود کیفیت روغن آن کمک می کند. در این پژوهش جهت بهینه سازی شرایط انتقال ژن FAD3 جدا شده از گیاه کتان به گیاه کنجد اثرات رقم (داراب و دشتستان)، مدت زمان پیش کشتی (5، 6 و 7 روزه)، غلظت اگروباکتریوم (1 و 5/0، 25/0 =OD600)، مدت زمان تلقیح (10، 20 و 30 دقیقه)، مدت زمان هم کشتی (صفر، 24، 48 و 72 ساعت) و شرایط نوری (تاریکی و 16 ساعت روشنایی) وغلظت استوسیرینگون (0، 50 و 100 میکرومولار) هر کدام به صورت جداگانه در قالب طرح کاملا تصادفی در 4 تکرار بررسی شد. نتایج نشان داد که ریزنمونه های 7 روزه در رقم دشتستان و ریزنمونه های 5 روزه در رقم داراب، غلظت اگروباکتریوم OD600=1، مدت زمان تلقیح 30 دقیقه، مدت زمان همکشتی 24 ساعت در تاریکی و غلطت استوسیرنگون 100 میکرومولار نقش مهمی در کارایی انتقال ژن دارند. در این پژوهش رقم دشتستان درصد باززایی بهتری را نسبت به رقم داراب نشان داد. در نهایت گیاهچه های باززا شده به محیط ریشه زایی منتقل شدند. بررسی اولیه گیاهان باززا شده در محیط انتخابی انجام شد و آزمایشPCR  با استفاده از پرایمرهای اختصاصی انجام گشت و گیاهان تراریخته انتخاب شدند.

    کلیدواژگان: انتقال ژن، امگا3، کنجد، Agrobacterium tumefacience
  • مصطفی صادقی*، نرگس مداحی، اردشیر نجاتی جوارمی، سید رضا میرایی آشتیانی، علی جلیل سرقلعه صفحات 389-395

    بهبود صفات تولیدمثلی علاوه بر تاثیری که بر روی تولید مثل گله دارند، می توانند بر هزینه های درمان و دامپزشکی، رفاه حیوان و از همه مهم تر بر سود آوری موثر باشند. در حالی که امروزه مشکلات تولیدمثلی از جمله دلایل اصلی عدم سود آوری در گله های گاو شیری می باشد. هدف از انجام این مطالعه پویش کل ژنوم (GWAS) صفات سن اولین تلقیح (AFS) و سن اولین زایش (AFC) و تعداد تلقیح به ازای آبستنی درتلیسه ها هلشتاین بود، که به منظور انجام این مطالعه از رکورد 150 راس تلیسه که بین سال های 1392-1390 متولد شده بودند بر اساس ارزش اصلاحی تولید شیر استفاده شد. نتایج نشان داد برای صفت سن اولین تلقیح 5 SNP معنی دار بود (pValue<0.04) که به ترتیب در مناطقBTA3 (2), BTA5 (2), BTA15(2)  BTA21,BTA23,BTA28 و BTA30 مشاهده شد. برای صفت سن اولین زایش تعداد 10SNP همبستگی بالایی (pValue<0.04) داشته، که به ترتیب در مناطق BTA3 (2), BTA5 (2), BTA15 (2)  BTA21, BTA23, BTA28  و BTA30 مشاهده شد و 11SNP برای صفت تعداد تلقیح به ازای آبستنی همبستگی بالایی (pValue<0.04) داشته و توانستند بالاتر از خط آستانه معنی داری قرار بگیرند که در BTA11، BTA8، BTA28، BTA6 (5)، BTA13، BTA18 و BTA14 واقع شده بودند. QTLهای شناسایی شده در حواشی SNPهای معنی دار،با صفت وزن بدن؛ سخت زایی، اندازه وزن گوساله و سن بلوغ تلیسه در ارتباط بود. در نهایت QTLهای شناسایی در حواشی SNPهای معنی دار تایید کننده این واقعیت است که سن اولین تلقیح و سن اولین زایش می تواند بر صفات تولیدی، تولید مثلی، طول عمر و در نهایت بر سودآوری گله موثر باشد در این شرایط می توان گفت مدیریت گله نقش به سزایی در پیشبرد اهداف اصلاحی دارد.

    کلیدواژگان: تعداد تلقیح به ازای آبستنی، تولیدمثل، سن اولین تلقیح، سن اولین زایش و GWAS
  • سولماز نادی، جلال صبا*، محمد جعفرآقایی، بابک عندلیبی صفحات 397-405

    ارزیابی تنوع ژنتیکی گشنیز برای برنامه های اصلاحی و حفاظت از ذخایر ژنتیکی اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق، با هدف بررسی ساختار جمعیت های گشنیز ایران، تعداد20 جمعیت گشنیز که از نواحی مختلف کشور جمع آوری شده بود، با استفاده از 10 نشانگر ISSR مورد ارزیابی قرار گرفتند. این نشانگرها در مجموع تعداد 111 بند در جمعیت های مورد بررسی ایجاد کردند که از این تعداد،80 قطعه چندشکل بوده و میانگین چندشکلی از 2/0 تا 35/0 به ازای هر آغازگر متفاوت بود. به منظور تعیین کارایی نشانگرها، محتوای اطلاعاتی چندشکلی (PIC) و همچنین درصد چندشکلی آن ها محاسبه شد. میانگین درصد چندشکلی تعیین شده در مجموع جمعیت های مورد بررسی 2/72 بود. آغازگر P2 با دارا بودن تنوع و قدرت تمایز در میان جمعیت ها، آغازگر بهتری جهت بررسی تنوع ژنتیکی در میان جمعیت های گشنیز ایران بود. نتایج حاصل از گروه بندی تجزیه خوشه ای به روش UPGMA بر اساس ضریب تشابه جاکارد جمعیت ها را در سه گروه طبقه بندی نمود. بر اساس نتایج این تحقیق، گشنیزهای ایران دارای تنوع ژنتیکی بالایی بوده و نشانگر ISSR به خوبی قادر به تفکیک جمعیت های گشنیز می باشد. وجود تنوع ژنتیکی زیاد بین جمعیت های گشنیز این امکان را فراهم می سازد تا به نژادگران از این تنوع ژنتیکی وسیع برای انجام تلاقی های هدفمند به منظور پیشبرد برنامه های اصلاحی و راهبردهای حفاظتی این گونه گیاهی بهره برداری کنند.

    کلیدواژگان: تجزیه خوشه ای، تنوع ژنتیکی، گشنیز، نشانگرISSR
  • پریسا همتی، وحید رهجو*، محمدعلی تاجیک قنبری، بهزاد احمدی، ولی الله بابائی زاد صفحات 407-415

    قارچ Fusarium verticillioides یکی از عوامل بیماری زای مهم در گیاه ذرت است که موجب پوسیدگی بلال و آلوده شدن دانه ها با مایکوتوکسین های فومونیزین (fumonisin) می شود. القای مقاومت بی بیماری ها یکی از راه کارهایی است که گیاهان برای مقابله با بیمارگرها به کار می برند. این تحقیق در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شش بازه زمانی مختلف (0، 24، 46، 72، 96 و 120 ساعت بعد از آلوده سازی) و با دو لاین مقاوم (K18) و حساس (MO17) ذرت در گلخانه موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج انجام شد. به منظور درک بهتر سیستم های دفاعی گیاه ذرت در سطح مولکولی، گیاهان ذرت یک هفته بعد از ظهور سیلک ها با سوسپانسیون اسپور قارچ F. verticillioides به غلظت 106×1 از طریق ایجاد زخم در وسط بلال تلقیح شدند. میزان بیان ژن های ZmCYP450 و ZmCCoAOMT2 در بلال های ذرت با روش Real-Time PCR بررسی شدند. نتایج نشان داد که سطح بیان هر دو ژن در گیاه مقاوم نسبت به بیماری افزایش یافت. در لاین مقاوم، ژن (ZmCCoAOMT2) 48 ساعت پس از مایه زنی و ژن CYP450 89A، 96 ساعت بعد به حداکثر سطح بیان خود رسیدند. در لاین حساس بعد از آلودگی با قارچ، در ژن ZmCCoAOMT2 کاهش سطح بیان مشاهده شد، درحالی که بیان ژن CYP450 89A2 در این لاین افزایش یافت. ژنوتیپ‎های حساس و مقاوم از نظر افزایش بیان این ژن اختلاف معنی داری با یکدیگر داشتند. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که ژن های مطالعه شده، در برهمکنش گیاه با بیمارگر مرتبط هستند و ممکن است باعث کمک به القای مقاومت در گیاه شوند.

    کلیدواژگان: پوسیدگی فوزاریومی خوشه ذرت، تنش زیستی، ژن های دفاعی، Real-Time PCR، القای مقاومت
|
  • Asad Tafsiri, Ahmad Ismaili*, Farhad Nazarian Firouzabadi, Mohammad Majdi Pages 357-366

    MicroRNAs (miRNAs) are a group of short non-coding RNA molecules with a length of about 18-24 nucleotides, which control target genes expression at the post-transcriptional level. There are no reports of miRNA detection in Rheum ribes plant. Therefore, in the present study, in order to predict potential conserved miRNAs and their target genes in R.ribes roots, total RNA was extracted from the root tissue and sequenced. Then, non-coding transcripts were identified in R.ribes transcriptome and considered as miRNA precursor candidate sequences. In this study, 82047 transcripts were created from R.ribes root by de novo assembly method. By searching the homology of these transcripts with mirbas database and secondary structure prediction, 4 conserved miRNAs belonging to mir396, mir164, mir319 and mir168 families were identified. 574 transcripts from R.ribes root transcriptome were targeted by these miRNAs. In general, due to the regulatory role of identified miRNAs on a wide range of genes, these miRNAs can be used to identify genes related to secondary metabolites.

    Keywords: Gene ontology, MiRNA, Rheum ribes, Secondary structure
  • Jamal Fayazi, Maryam Shariat*, Saeid Neysi Pages 367-376

    Cytochrome B plays a role in the electron transport chain, and as this gene leads to energy production in animals and increases efficiency, identifying the most effective factors on this gene and comparing the best applicable ligands in the electron transfer pathway can improve animal production and facilitate genetic studies. In this study, the interactions of protoheme and flavin mononucleotide in combination with cytochrome B were simulated using molecular docking to select the most effective ligand in electron transfer by comparing two practical ligands. The results of molecular docking and analysis using online servers showed that protoheme has the highest number of amino acids involved in electrostatic and hydrophobic interactions compared to flavin mononucleotide. Based on the obtained results of molecular docking, protoheme had the best binding energy and the best pose with the most negative energy and the largest number, indicating the best ligand-protein complex binding, compared to flavin mononucleotide, and it can be said that the higher number of interactions and bonds formed by the combination of protoheme with cytochrome B can confirm this claim. Arginine has a high positive charge and may have contributed to the formation of hydrogen bonds that may have increased electrostatic interactions in combining protoheme with cytochrome B. The cytochrome B protein-protein interaction network was predicted based on mitochondrial proteins, and 10 proteins with high potential node degree scores were identified.

    Keywords: Cloning, Cytochrome B, Flavin mononucleotide, Molecular docking, Protoporphyrin, Sheep
  • Noosheen Fllahi, Alireza Zebarjadi*, Zahra Tahmasebi Pages 377-388

    Excessive amounts of omega-6 polyunsaturated fatty acids and a very high omega-6/omega-3 ratio, promote the pathogenesis of many diseases, including cardiovascular disease, cancer, inflammatory and autoimmune diseases. For the successful transfer of a gene to a plant, gene transfer optimization is needed. Sesame is an ancient oilseed plant known for its medicinally important lignans and its high quality edible oil. The increase of omega 3 in this plant helps to improve the quality of the oil.  In this research, in order to optimize the transfer conditions of FAD3 gene isolated from flax plant to sesame plant, the effects of cultivar (Darab and Dashtestan), pre-culture time (5, 6 and 7 days), Agrobacterium concentration (0.1, 0.5, 0.25 OD600), inoculation time (10, 20 and 30 minutes), co-cultivation time (zero, 24, 48 and 72 hours) and light effect (darkness and 16 hours of light) and acetosyringone concentration (0, 50 and 100 µM)) were investigated separately in a completely randomized design in 4 replications. The results showed that the 7-day pre-culture duration in the Dashtestan variety and 5-day pre-culture duration in the Darab variety, Agrobacterium concentration OD600= 1, inoculation time of 30 minutes, co-culture time of 24 hours in the dark and 100 μM acetosyringone had an important role in gene transfer efficiency. In this study, the Dashtestan cultivar showed a better regeneration percentage than the Darab cultivar. Finally, shoots were transferred into rooting media. Preliminary investigations of regenerated plants in the selected environment and PCR tests were done using specific primers and transgenic plants were selected.

    Keywords: Agrobacterium tumefacience, Gene transformation, Omega 3, Sesame
  • Mostafa Sadeghi*, Narges Maddahi, Ardeshir Nejati-Javaremi, Syed Reza Miraee Ashtiani, Ali Jalil Sarghale Pages 389-395

    Improvement of reproductive traits, in addition to the effect on herd reproduction, can be effect on treatment and veterinary costs, animal welfare, and most importantly, profitability. While today, reproduction problems are one of the main reasons for the lack of profitability in dairy cattle herds. The purposes of this study was to Genome Wide association study (GWAS) of Age at First Insemination (AFI) and Age at First Calving (AFC) traits and the Number of Inseminations per Conception (NIPC) in Holstein heifers.In order to conduct this study, the record of 150 heifers born between 1390-1392 was used based on the breeding value of milk production. The results showed that 5 SNPs were significanteffect on age at first insemination (pValue<0.04). which was observed in BTA3(2), BTA5(2), BTA15(2), BTA21, BTA23, BTA28 and BTA30 regions respectively. For the age at first calving, 10 SNPs has a high correlation (pValue<0.04) which was located on BTA3(2), BTA5(2), BTA15(2), BTA21, BTA23, BTA28 and BTA30 regions respectively. 11 SNPs had a high correlation (pValue<0.04) for the Number of Inseminations per Conception and were able to be above the significant threshold line, which were located in BTA11, BTA8, BTA28, BTA6(5), BTA13, BTA18 and BTA14. QTLs identified in the margins of significant SNPs, with body weight trait; calving difficulty, calf weight and heifer maturity age were related. Finally, the QTLs identified in the margins of significant SNPs confirm the fact that the age of the first insemination and the age of the first calving can be effective on production traits, reproduction, longevity and finally on the profitability of the herd. In this situation, it can be said that herd management has a significant role in advancing breeding goals.

    Keywords: Age at First insemination, Age at First Calving, GWAS, Number of Services per Conceptions, Reproduction
  • Solmaz Nadi, Jalal Saba*, Mohammad Jaffaraghaei, Babak Andalibi Pages 397-405

    Genetic diversity of coriander is very important for future breeding programs and genetic resource conservation. To evaluate genetic diversity and population structures, 20 populations of coriander collected from different regions of Iran were assessed using 10 ISSR markers. The markers generated a total of 111 bands in the studied populations of which 80 bands were polymorphic. The average polymorphism ranged from 0.2 to 0.35 per primer. To determine the efficiency of ISSR markers, their polymorphic information content (PIC) and polymorphic percentage were calculated. The average polymorphism was 72.2 percent among the assessed population. Primers P2 showed the best marker parameters and were identified as the most effective primers for assessing genetic diversity in Iranian coriander populations. Cluster analysis based on the Jaccard coefficient by UPGMA classified populations into three groups. According to the results, there is a high genetic diversity among Iranian coriander and ISSR can effectively differentiate the populations. This genetic diversity could be employed by the plant breeders in further breeding programs to introduce new varieties and improve conservation strategies as well.

    Keywords: Cluster analysis, Coriander, Diversity, ISSR marker
  • Parisa Hemmati, Vahid Rahjoo*, MohammadAli Tajick Ghanbary, Behzad Ahmadi, Valiollah Babaeizad Pages 407-415

    Fusarium verticillioides is a fungal pathogen of maize that causes ear rot and contaminates the kernels with fomunisin mycotoxin. Induced resistance to diseases is one of the ways which plants use against pathogens. This research was conducted as a randomized complete block design with three replications for six different time courses (0, 24. 48. 72. 96 and 120 hours post inoculation) and with two resistant (K18) and susceptible (MO17) maize lines in the greenhouse of Seed and Plant Improvement Institute (SPII), located in Karaj. In order to better understand the defense systems of maize at the molecular level, plants were inoculated with a spore suspension of F. verticillioides at a concentration of 106 by creating a wound in the middle of the ear, one week after silk emergence. The expression rate of ZmCCoAOMT2 and CYP450 89A genes was checked using the Real-Time PCR evaluation method. The results showed that the expression level of both genes increased in the resistant line. The ZmCCoAOMT2 and CYP450 89A genes reached their maximum expression level 48 and 96 hours after inoculation respectively, in the resistant cultivar. A decrease in the expression level of ZmCCoAOMT2 gene was observed in the susceptible line after fungal inoculation, but the expression of CYP450 89A gene increased in this line. In general, the results of this research showed that the studied genes are related to the interaction of the plant with the pathogen and may help to induce resistance in the plant.

    Keywords: Biological stress, Defense genes, Ear rot, Fusarium, Induction of resistance, Maize, Real-Time PCR