فهرست مطالب

Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding - Volume:12 Issue: 2, Oct 2023

Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding
Volume:12 Issue: 2, Oct 2023

  • تاریخ انتشار: 1403/01/28
  • تعداد عناوین: 5
|
  • ابراهیم دورانی*، ام البنین هنرمند، مصطفی ولی زاده صفحات 1-9
    کشت ریشه های مویین گیاهان به خاطر پایداری ژنتیکی و سرعت رشد بالا و توانایی تولید متابولیتها در مقیاس قابل توجه، در حال تبدیل شدن به یک روش درون شیشه ای ارزشمندی برای تولید متابولیتهای دارویی می باشد. آلیزارین یک آنتراکینون حاصل از ریشه روناس می باشد که از زمانهای قدیم به عنوان رنگ گیاهی استفاده می شود و فعالیتهای دارویی مختلفی را از قبیل ضد سزطانی و ضد اکسید کنندگی را نشان می دهد. اثر دو عامل ریزنمونه (برگ، میانگره و کوتیلدون) و سویه باکتری (15834, 2656, MSU, R1000) در القای ریشه مویین روناس مورد مطالعه قرار گرفت. ازبین ریزنمونه های مختلف، همه ریزنمونه ها با درصد قابل قبولی ریشه مویین تولید کردند ولی از لحاظ تعداد ریشه تولید شده، برگ و کوتیلدون به ترتیب بهتر بودند. بیشترین درصد ریشه زایی (100 %) و تعداد ریشه تولید شده به ازای ریزنمونه را سویه های R1000 و 15834 داشتند. تجزیه داده های PCR حضور یک قطعه د403 نوکلوتیدی حاصل از تکثیر اختصاصی ژن rol A را از نمونه DNA ریشه های تراریخته را در ژل آگارز نشان داد. تولید آنتراکینون در ریشه های تراریخته به اثبات رسید ولی میزان تولید آن بسته به سویه متفاوت بود. به طور خلاصه نتایج این آزمایش نشان داد که بکارگیری سویه باکتری و ریزنمونه مناسب برای تولید ریشه مویین عوامل موثر ی می باشند.
    کلیدواژگان: آلیزارین، آنتراکینون، روناس، متابولیت ثانویه
  • طیبه شمسینی، غیاثوند، صدیقه فابریکی، اورنگ*، جعفر احمدی، علی اشرف مهرابی صفحات 11-20
  • سعید نصیروند، رسول اصغری زکریا*، حسین علی ابراهیمی صفحات 21-36
    روش های متعددی برای ایجاد ذرات فلزی در مقیاس نانو وجود دارند، با این حال استفاده از عصاره های گیاهی به دلیل مقرون به صرفه بودن و سازگاری با محیط زیست مورد توجه قرار گرفته است. این تحقیق با هدف بررسی تولید نانوذرات نقره (AgNPs) از طریق عصاره های آبی ماریتیغال (Silybum marianum L.) و خرفه (Portulaca oleracea L.) و ارزیابی توانایی آنها به عنوان عوامل ضدباکتریایی و ضد قارچی با استفاده از روش انتشار چاهک آگار انجام شد. تولید نانوذرات نقره از طریق اسپکتروفتومتری تایید شد و اندازه و شکل آنها با میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) اندازه گیری شد. دخالت ترکیبات آلی در سنتز نانوذرات نیز از طریق طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل FTIR گروه های عاملی ترکیبات آلی را از عصاره های ماریتیغال و خرفه شناسایی کرد که مسئول احیای یون هایAg و پوشش AgNPهای حاصل بودند. نانوذرات حاصل ویژگی های ضد میکروبی موثری را علیه Escherichia coli، Staphylococcus aureus، Fusarium graminearum و Alternaria alternata نشان دادند. بر این اساس عصاره های ماریتیغال و خرفه علاوه بر خواص دارویی منحصر به فرد خود می توانند برای ایجاد نانوذرات نقره برای اهداف پزشکی و دارویی در برابر باکتری های گرم مثبت و گرم منفی و همچنین عفونت های قارچی استفاده شوند. در نتیجه، عصاره آبی این گیاهان به عنوان یک منبع گیاهی در دسترس، می توانند به طور موثر به عنوان یک عامل احیاکننده و پوشش دهنده برای تولید نانوذرات نقره بسیار پایدار عمل کنند.
    کلیدواژگان: خرفه، سنتز سبز، فعالیت ضد باکتریایی، ماریتیغال، نانوذرات نقره
  • زهرا رضالو، سمیرا شهبازی*، علی اصغر علیلو، ابوذر قربانی صفحات 37-48
    این پروژه تحقیقاتی به مطالعه استراتژی های نوآورانه جهت کاهش استفاده از سموم و کودهای شیمیایی در کشاورزی و ترویج کشاورزی پایدار اختصاص دارد. تمرکز اصلی این مطالعه بر روی توسعه و ارزیابی محصولات بیواستیمولانت مشتق از قارچ های تریکودرما متمرکز است. به منظور بهبود خصوصیات تریکودرما، تابش گاما برای ایجاد جهش در انواع مختلفی از این قارچ ها به کار رفت. در ادامه، سه کود زیستی متمایز با استفاده از پنج گونه مختلف تریکودرما و جدایه های جهش یافته آنها تهیه شد. در کل، هفت روش آزمایشی با یک گروه کنترل مقایسه شدند و پارامترهای کلیدی از جمله محتوای پروتئین حل شدنی، سطح کلروفیل، غلظت کاروتنوئید، فعالیت های پراکسیداز و پلی فنول اکسیداز اندازه گیری و تجزیه و تحلیل شدند. علاوه بر این، پروفایل های پروتئینی و فعالیت های زیر واحد آنزیمی نیز مورد بررسی قرار گرفتند تا درک عمیق تری از مکانیسم های موثر در تاثیرات مشاهده شده به دست آید. نتایج این مطالعه نشان می دهند که استفاده از بذرهای پیش تیمار شده با ترکیبی از اسپورهای تریکودرما، بهبود معناداری در محتوای کلروفیل، سطح کاروتنوئید و فعالیت پراکسیداز دارد. علاوه بر این، جدایه های جهش یافته از گونه های تریکودرما نسبت به نمونه های وحشی اثرات بیواستیمولانت قوی تری را نشان دادند. به طور قابل توجهی، روش های مبتنی بر دانه های کائولن نیز فعالیت بیشتری از نظر پلی فنول اکسیداز داشتند. به طور کلی، این تحقیق نقش قابل توجهی از تریکودرما در فیزیولوژی گیاهان کاهوی پینتو را تایید می کند و نشان می دهد که جهش های ایجاد شده در این گونه ها تاثیربخشی آنها را افزایش می دهند.
    کلیدواژگان: تریکودرما، جهش، افزایش رشد گیاه، افزایش جوانه زنی
  • هدی بشیری، دانیال کهریزی*، علی هاتف سلمانیان، حسن رهنما، پژمان آزادی صفحات 49-59
    گیاه کاملینا (Camelina sativa) یک گیاه دانه روغنی از خانواده Brassicaceae است. این گیاه از نظر بیولوژیک و صنعتی ضروری است و اخیرا به عنوان یک منبع سوخت زیستی در نظر گرفته شده است. از آنجایی که شباهت توالی های بین ژن های Arabidopsis thaliana و Camelina sativa بسیار زیاد است، مهندسی لاین های اولئیک از طریق دستورزی توالی های ژن FAE1-A و FAD2-A توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. در این مطالعه، برخی از خصوصیات بیوانفورماتیکی ژن های FAE1-A و FAD2-A و پروتئین های مرتبط گیاه Camelina sativa مورد بررسی قرار گرفت. پروتئین FAE1-A آبگریز و پروتئین FAD2-A آب دوست است. میزان GMQE در بررسی ساختار سه بعدی این پروتئین ها برای ژن های FAE1-A و FAD2-A به ترتیب 88/0 و 93/0 درصد بود. بررسی ساختار ثانویه در پروتئین FAE1-A 79.2 درصد اطمینان را نشان داد که این پروتئین دارای 49 درصد مارپیچ، 11 درصد بتا ورق، 41 درصد سیم پیچ و 9 درصد محتوای غشایی است. بررسی ساختار ثانویه پروتئین FAD2-A نیز 79.8 درصد اطمینان را نشان داد که این پروتئین دارای 43 درصد مارپیچ، 12 درصد صفحه بتا ، 45 درصد هلیکس و 30 درصد محتوای غشایی است. ترجیح کدون نیز با استفاده از پایگاه داده Sequence Manipulation Suite که رابطه بین کدون ها و بیان این ژن ها را نشان می دهد، مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تجزیه و تحلیل بیان ژن های FAE1-A و FAD2-A نشان داد که میزان بیان در بذور در حال رشد 20 روز پس از گرده افشانی به حداکثر مقدار خود می رسد. این نتایج منجر به دانش بیشتر در مورد بیوسنتز چربی ها و بهبود کیفیت روغن در گیاه کاملینا ساتیوا می شود.
    کلیدواژگان: تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک، Camelina sativa، دانه روغنی، FAE1-A، FAD2-A
|
  • Ebrahim Dorani *, Ommolbanin Honarmand, Mostafa Valizadeh Pages 1-9
    Hairy root culture of plants is a considerable way for the in vitro production of valuable metabolites because of genetic stability, rapid growth rate, biochemical stability, and high capacity in the synthesis of secondary metabolites. Alizarin is an anthraquinone derived from the roots of madder (Rubia tinctorum) and has been used since ancient times as a natural red dye and exhibits various pharmacological and biological activities including anticancer, antioxidant, and anti-microbial activity. The influence of two factors including explant (leaf, internode, cotyledon) and strains of A. rhizogenes (15834, 2656, MSU, R1000) was tested on hairy root production of madder. All explants produced hairy roots with acceptable frequencies but leaf explants produced the highest number of roots per explant followed by cotyledons. The highest root induction rate (100%) and the highest number of hairy roots per explant were obtained from leaf explants inoculated with 15834 and R 1000. Analysis of the PCR products showed the presence of a 403 bp amplicon related to the specific reproduction of rolA gene in transgenic roots. Anthraquinone production was documented in transgenic roots but there was a significant difference between roots from different bacterial strains. As a brief result, the use of suitable bacterial strains and explants were effective factors for hairy root induction in madder.
    Keywords: Alizarin, anthraquinone, madder, secondary metabolite
  • Tayebeh Shamsini-Ghiyasvand, Sedigheh Fabriki-Ourang *, Jafar Ahmadi, Ali Ashraf Mehrabi Pages 11-20
    In this study, the molecular diversity among 95 accessions of Aegilops tauschii was investigated using a CAAT-box derived polymorphism (CBDP) marker system. Fifteen CBDP primers produced a total of 73 bands (4.87 bands per primer), of which 66 bands (91.9%) were polymorphic. The mean of polymorphic information content (PIC=0.26) and resolving power (Rp=5.62) indicated the capability of this marker system in evaluating genetic diversity in Ae. tauschii. In addition, the mean percentage of polymorphic loci, the number of observed alleles, effective alleles, the Shannon information index, and genetic diversity criterion were estimated to be 91.90%, 1.83, 1.47, 0.44, and 0.27, respectively. Analysis of molecular variance revealed that intra-population variation accounted for 96% of the total variance, while the remaining 4% was related to inter-population variation. Cluster analysis grouped the accessions into 7 main clusters. Also, according to principal coordinate analysis (PCoA), accessions were classified into six main groups, where the first two principal coordinates explained 24.19% of the total variation. The results of cluster analysis were relatively consistent with the results of PCoA. In this study, although the CBDP marker system did not completely separate Iranian accessions from other accessions however, accessions from Turkmenistan, Russia, Georgia, Turkey, Japan, and Kosovo were grouped in separate clades. Overall, the results showed that the CBDP marker system effectively identifies polymorphisms in the studied accessions. The results of this research suggest that the studied CBDP markers can be used in genetic fingerprinting and analysis of relationships between wheat and its related germplasm to evaluate various agronomic traits as well as tolerance to environmental stresses.
    Keywords: Aegilops tauschii, CBDP markers, Genetic Resources, Molecular markers
  • Saeid Nasirvand, Rasool Asghari Zakaria *, Hossein Ali Ebrahimi Pages 21-36
    The use of plant extracts to produce metal particles at the nanoscale has attracted intensive research interest due to their cost-effectiveness and eco-friendliness. This study aimed to investigate the synthesis of silver nanoparticles (AgNPs( using aqueous extracts of Silybum marianum L. and Portulaca oleracea L. and to assess their effectiveness as antibacterial and antifungal agents using the agar-well diffusion method. The production of AgNPs was confirmed through spectrophotometry, and their size and shape were measured using Transmission Electron Microscopy (TEM). The role of organic compounds in nanoparticle synthesis was also explored through Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The FTIR analysis identified the functional groups of organic compounds in S. marianum and P. oleracea extracts that were responsible for reducing Ag ions and capping the resulting AgNPs. The nanoparticles demonstrated potent antimicrobial properties against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Fusarium graminearum, and Alternaria alternata. It was concluded that, in addition to their unique medicinal properties, S. marianum and P. oleracea can be utilized in the production of AgNP for medical and pharmaceutical purposes against Gram-positive and Gram-negative bacteria, as well as fungal infections. In summary, the seed extracts of S. marianum and P. oleracea, which are among the available plant sources, can be used for the highly stable production of AgNPs as a reducing and capping agent.
    Keywords: Antibacterial activity, Green synthesis, Portulaca oleracea, Silver nanoparticles, Silybum marianum
  • Zahra Rezalou, Samira Shahbazi *, Ali Aliloo, Abozar Ghorbani Pages 37-48
    This research project is dedicated to investigating innovative strategies for reducing agrochemical usage and promoting sustainable agriculture. The primary focus of this study revolves around the development and evaluation of biostimulant products derived from Trichoderma fungus. To enhance the biostimulant properties of Trichoderma, gamma irradiation was employed to induce mutations in various Trichoderma species. Subsequently, three distinct biological fertilizers were formulated using five different Trichoderma species and their respective mutants. These bio-fertilizers underwent rigorous testing to evaluate their effects on the physiological characteristics of pinto bean plants. In total, seven experimental treatments were compared to a control group. Key parameters such as soluble protein content, chlorophyll levels, carotenoid concentrations, peroxidase, and polyphenol oxidase activities were measured and analyzed. Moreover, protein profiles and enzyme subunit activities were investigated to gain deeper insights into the mechanisms underlying the observed effects. The results of this study indicate that bio-priming seeds with a combination of Trichoderma spores resulted in the most significant improvements in chlorophyll content, carotenoid levels, and peroxidase activity. Additionally, mutants of Trichoderma species exhibited greater biostimulant effects compared to their wild-type counterparts. Notably, treatments involving kaolin-based granules demonstrated higher polyphenol oxidase activity. This research emphasizes the significant impact of Trichoderma-based treatments on the physiology of pinto bean plants. The induced mutations in Trichoderma species play a crucial role in enhancing efficacy.
    Keywords: Bio priming, Biostimulants, Trichoderma, Phaseolus vulgaris
  • Hoda Bashiri, Danial Kahrizi *, Ali Hatef Salmanian, Hassan Rahnema, Pejman Azadi Pages 49-59
    Camelina (Camelina sativa), an oilseed plant in the Brassicaceae family, is recognized as a significant crop both biologically and industrially, with recent attention shifting towards its potential as a biofuel source. The close genetic resemblance between Arabidopsis thaliana and C. sativa has sparked interest among researchers in manipulating oleic acid levels through microRNAs and the gene sequences FAE1-A and FAD2-A. A recent bioinformatics study focused on these genes in camelina revealed that the FAE1-A protein is hydrophobic, while FAD2-A is hydrophilic. Structural analysis indicated GMQE values of 0.88% for FAE1-A and 0.93% for FAD2-A. The FAE1-A protein’s secondary structure comprises 49% helix, 11% beta-sheet, 41% coil, and 9% membrane content with a confidence level of 79.2%. Similarly, the secondary structure of the FAD2-A consists of 43% helix, 12% beta-sheet, 45% coil, and 30% membrane content with a confidence level of 79.8%. Codon preference patterns were explored using the Sequence Manipulation Suite database to understand the relationship between codons and gene performance. Furthermore, analysis of FAE1-A and FAD2-A gene expression showed peak expression levels in developing seeds approximately 20 days after pollination. Further investigation into these structures promises to enhance our understanding of fat biosynthesis, thereby improving oil quality in C. sativa.
    Keywords: Bioinformatics analysis, Camelina sativa, Oilseed, FAE1-A, FAD2-A