دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایرانمجله بیوتکنولوژی کشاورزی2228-670511220190823Mapping of QTLs Affecting Salinity Tolerance in Iranian Rice Population at Germination Stageمکانیابی QTLهای دخیل در تحمل شوری در جمعیعت برنج ایرانی در مرحله جوانه زنی122238510.22103/jab.2019.12378.1058FAمحمد جوادبهروزبهدانشجوی کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی در کشاورزی، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبدکاووسحسینصبوریدانشیار گروه تولیدات گیاهی دانشگاه گنبدکاووس، ایرانحسینحسینی مقدماستادیار گروه تولیدات گیاهی، عضو هیئت علمی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبدکاووسعلینخزری مقدماستادیار گروه تولیدات گیاهی، عضو هیئت علمی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبدکاووس.علیراحمی کاریزکیاستادیار گروه تولیدات گیاهی، عضو هیئت علمی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبدکاووسمحسنرضاییگروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایرانJournal Article20190316<strong>Objective </strong> <br />This experiment was conducted for developing of linkage map using SSR and ISSR markers in Iranian rice population, mapping of QTLs involved in salinity tolerance, and also evaluation of salinity tolerance in studied genotype. <br /> <br /><strong>Materials</strong> <strong>and</strong> <strong>Methods</strong> <br />In order to determine the salinity tolerance QTLs in a germination stage on an Iranian rice population (caused Ahlami Tarom × Neda cross), a factorial experiment was performed based on a randomized complete block design with three replications under three salinity levels of NaCl (0, 12, 22 dS.m<sup>-1</sup>). <br /> <br /><strong>Results</strong> <br />The difference between populations in different levels of salinity was significant for all germination traits. Under normal conditions, 4, 1, 2 and 1 QTLs were detected for radicle weight, plumule weight, germination percentage and germination rate, respectively. In 12 dS.m<sup>-1</sup>, 1, 1, 1, 2, 1 and 1 QTL for seedling weights, plumule weight, radicle length, coleoptile, germination percentage and germination rate. In 22 dS.m<sup>-1</sup>, 2, 1, 1 and 1 QTL were located for radicle weight, plant length, germination percentage and germination rate. <br /><strong> </strong> <br /><strong>Discussion</strong> <br />The major effects of QTLs in this study played an important role in salinity tolerance and can be studied in marker assisted selection programs in rice under saline conditions.<strong>هدف:</strong> هدف از پژوهش حاضر، تهیه نقشه پیوستگی نشانگرهای SSR و ISSR در جمعیت برنج ایرانی و مکانیابی QTLهای دخیل در تحمل شوری و همجنین ارزیابی تحمل ژنوتیپهای مورد بررسی به تنش شوری بود.<br /> <strong>مواد و روشها:</strong> به منظور شناسایی QTLهای تحمل به تنش شوری آزمایشی در مرحله جوانهزنی بر روی یک جمعیت برنج ایرانی (حاصل از تلاقی اهلمی طارم × ندا) به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه سطح تیمار شوری NaCl (0، 12، 22 دسیزیمنس بر متر) و سه تکرار انجام شد.<br /> <strong>نتایج:</strong> اختلاف بین لاینهای جمعیت در سطوح مختلف شوری برای کلیه صفات مرتبط با جوانهزنی معنیدار بود. در شرایط نرمال، 4، 1، 2 و 1 QTLبه ترتیب برای وزن ریشهچه، وزن ساقهچه، درصد جوانهزنی و سرعت جوانهزنی ردیابی شد. در تنش شوری 12 دسیزیمنس بر متر به ترتیب 1، 1، 1، 2، 1 و 1 QTLبرای وزن گیاهچه، وزن ساقهچه، طول ریشهچه، طول کلئوپتیل، درصد جوانهزنی و سرعت جوانهزنی مشخص شد و در شوری 22 دسیزیمنس بر متر، به ترتیب 2، 1، 1 و 1 QTL برای وزن ریشهچه، طول گیاهچه، درصد جوانهزنی و سرعت جوانهزنی مکانیابی شد.<br /> <strong>نتیجه گیری:</strong> QTLهای بزرگ اثر در این پژوهش نقش مهمی را در تحمل به شوری ایفا نمودند و میتوانند در برنامههای انتخاب به کمک نشانگر جوانهزنی برنج در شرایط شور مورد بررسی قرار گیرند.<br /> <strong> </strong>دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایرانمجله بیوتکنولوژی کشاورزی2228-670511220190823Effect of DL- Methionine Replacement with L- Methionine and Different Dietary Protein Levels on Myostatin Gene Expression in Japanese Quailsتاثیر جایگزینی DL متیونین با L متیونین و سطوح مختلف پروتئین جیره بر بیان ژن میوستاتین در بلدرچین ژاپنی2336238610.22103/jab.2019.13274.1099FAکی آرامکوه گیویدانش آموخته ژنتیک و اصلاح دام گروه علوم دامی –دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی -دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان-اهواز-ایرانهدایت اللهروشنفکراستاد گروه علوم دامی –دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی -دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان-ملاثانی-ایرانمحمودنظرینویسنده مسئول، استادیار گروه علوم دامی –دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی -دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان-ملاثانی-ایراناحمدطاطاراستادیار گروه علوم دامی –دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی -دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان-اهواز-ایرانJournal Article20190224<strong>Objective</strong>
Myostatin also known as growth differentiation factor 8, is a protein produced and released by myocytes that acts on muscle cells' autocrine function to inhibit myogenesis: muscle cell growth and differentiation. This research had been done in order to assess the effect of DL-methionine replacement with L-methionine, and also the effects of varying dietary protein levels on Myostatin gene expression in Japanese quail.
<strong>Materials and methods</strong>
This experiment was carried in the form of a 2×2 factorial with 4 treatment. Treatments contained the replacement of DL-methionine with L- methionine, and different dietary protein levels, were 24 and 20 %. After about 35 days of feeding and keeping the quails, a piece of their chest has been removed immediately and were transferred to the laboratory. Myostatin gene expression measured by using RT-qPCR technique. In this method, 𝜷-actin gene was used as a house-keeping gene to normalize the gene expression data in the quantitative real time PCR.
<strong>Results</strong>
DL-methionine replacement did not significantly effect on Myostatin gene expression. Whereas, reduction in protein surface from 24% to 20 %, led to significantly increased expression of Myostatin (P<0.01).
<strong>Conclusions</strong>
The results indicated that DL methionine could be replaced with L methionine, and the appropriate level of protein was 24% in the Japanese quail diet.<strong>هدف:</strong> میوستاتین یا فاکتور 8 موثر بر رشد و تمایز، از سلولهای ماهیچهای تولید میشود و به عنوان یک تنظیمکننده منفی در رشد و توسعه توده ماهیچه اسکلتی عمل میکند و طی فرایندی به نام میوژنسیز باعث مهار رشد عضلات میشود. این تحقیق به منظور ارزیابی تاثیر جایگزینی DL متیونین با Lمتیونین و همچنین اثرات سطوح مختلف پروتئین جیره، بر بیان ژن میوستاتین در بلدرچین ژاپنی انجام گرفت.
<strong>مواد و روش ها:</strong> به صورت فاکتوریل 2×2 در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تیمار انجام شد. تیمارها شامل جایگزین DL متیونین با L متیونین و سطوح مختلف پروتئین (24% و 20%) بودند. پس از 35 روز تغذیه و نگهداری، از بافت سینه قطعه کوچکی نمونهگیری شد و فورا به آزمایشگاه منتقل گردید. میزان بیان ژن میوستاتین در بافت سینه بلدرچین ژاپنی با استفاده از تکنیک Real-time PCR اندازه گیری شد. در این روش ژن بتااکتین به عنوان ژن خانه دار (کنترل داخلی) جهت نرمال نمودن دادهها استفاده شد.
<strong>نتایج:</strong> نتایج این تحقیق نشان داد که جایگزینی DL متیونین با L متیونین در جیره بلدرچینها اثر معنیداری بر بیان ژن میوستاتین نداشته است. همچنین نشان داده شد که کاهش پروتئین جیره از 24 به 20 درصد منجر به افزایش معنیدار میزان بیان ژن میوستاتین میشود (01/0>P).
<strong>نتیجه گیری:</strong> بنابراین میتوان DL متیونین را با L متیونین در جیره جایگزین نمود و سطح مناسب پروتئین جیره بلدرچین ژاپنی 24 درصد می باشد.دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایرانمجله بیوتکنولوژی کشاورزی2228-670511220190823Isolation and identification of crude oil-degrading bacteria from soil of some Khuzestan oil-rich regionsجداسازی و شناسایی باکتریهای تجزیه کننده نفت خام از خاک برخی نواحی نفتی خوزستان3756238710.22103/jab.2019.13216.1097FAاسماعیلقاسمی گوجانینویسنده مسئول، استادیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، اهواز، خوزستان، ایرانزینبپاپیگروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی- دانشکده کشاورزی- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان- اهواز- خوزستانعلیرضاشافعی نیاگروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، اهواز، خوزستانخلیلعالمی سعیدگروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی،دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، اهواز، خوزستانبیژنخلیلی مقدمگروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، اهواز، خوزستان.Journal Article20190311<strong>Objective</strong>
In this research the ability of some bacteria isolated from oil contaminated areas in Khuzestan province in lowering oil contamination was studied.
Materials and methods
After primary isolation of some bacterial colonies with oil-degradation ability, eleven bacteria species called <em>Lysobacter ruishenii strain CTN-1</em>, <em>Kocuria rosea strain CMS</em>, <em>Bacillus pseudomycoides strain NBRC</em>, <em>Delftia tsuruhatensis strain 332</em>, <em>Planomicrobium chinense strain NBRC,</em> <em>Acinetobacter junii strain ATCC, Cedecea lapagei strain DSM</em>, <em>Ochrobactrum intermedium strain CNS</em>, <em>Pseudomonas aeruginosa strain SNP, Chryseobacterium flavum strain CW-E 2</em>and <em>Streptomyces novaecaes strain NBRC</em> via alignment of their 16S rRNA gene sequence with sequences existing in NCBI were identified. Then crude oil degradation ability of the bacteria and also their growth rate in liquid and solid minimum salt medium (MSM) containing 1 percent crude was measured.
Results
Although all of the isolated bacteria have the capability of crude oil degradation in different levels, <em>Planmicrobium chinense</em>,<em> Ochrobactrum intermedium</em> and <em>Pseudomonas aeruginosa </em>bacteria have higher growth rate and the degradation ability in the period of 15 days.
Conclusions
It seems that provided that doing some complementary researches, these bacteria can be used for decontamination of crude oil contaminated regions located in Khuzestan province. <strong>هدف: </strong>در این مطالعه توانایی باکتریهای جداسازی شده از برخی نواحی آلوده به نفت خام واقع در استان خوزستان در از بین بردن آلودگیهای نفتی مورد بررسی قرار گرفت.
<strong>مواد و روشها:</strong> پس از مراحل غنیسازی، جداسازی و غربالگری اولیه، بر اساس توالی ژن کد کننده 16S rRNA، 11 باکتری متعلق به جنسهای <em>Lysobacter ruishenii strain CTN-</em>1، <em>Kocuria rosea strain CMS</em>، <em>Bacillus pseudomycoides strain NBRC</em>، <em>Delftia tsuruhatensis strain 332</em>، <em>Planomicrobium chinense</em> <em>strain NBRC </em>، <em>Acinetobacter junii strain ATCC </em>، <em>Cedecea lapagei strain DSM</em>، <em>Ochrobactrum intermedium strain CNS</em>، <em>Pseudomonas aeruginosa strain SNP</em>، <em>Chryseobacterium flavum strain CW-E 2</em>و <em>Streptomyces novaecaes strain NBRC</em> شناسایی گردیدند. در مرحله بعد میزان تخریب نفت خام در محیط کشت نمکی حداقل (MSM) جامد و مایع حاوی 1درصد نفت خام اندازهگیری شد.
<strong>نتایج:</strong> براساس نتایج حاصل از سه نوع آنالیز مختلف مشخص گردید که کلیه باکتریهای جداسازی شده در این پژوهش قابلیت تخریب نفت خام را به میزان مختلف دارا میباشند ولی از بین آنها باکتریهای <em>Planmicrobium chinense</em> <em>Ochrobactrium</em> <em>intermedium</em>, و <em>Pseudomonas</em> <em>aeruginosa</em> نسبت به سایر باکتریهای جداسازی شده در این پژوهش دارای نرخ رشد بالاتر و نیز میزان تخریب بیشتر در مدت زمان 15 روز بودند.
<strong>نتیجهگیری:</strong> با توجه به نتایج به دست آمده از این پژوهش به نظر میرسد در صورت انجام پژوهشهای تکمیلی، زیست پالایی به وسیله باکتریهای جداسازی شده در این پژوهش میتواند گزینه مناسبی جهت پاکسازی نواحی آلوده استان خوزستان باشد.دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایرانمجله بیوتکنولوژی کشاورزی2228-670511220190823Reconstruction, analysis and comparison of gene networks topology based on RNA-Seq data involved in reproductive and fertility complex traits.بازسازی، آنالیز و مقایسه توپولوژی شبکههای ژنی مبتنی بردادههای RNA-Seq دخیل در صفات چند فاکتوره تولید مثلی و باروری5778238810.22103/jab.2019.13510.1112FAامینشهابیدانشجوی دکترا، بخش علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانمجتبیطهمورث پورنویسنده مسئول، استاد، بخش علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانعلیکاظمیپوراستادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایرانJournal Article20190318<strong>Objective</strong> <br /> In spite of the importance of fertility in different species, there has been little success dissecting the levels of OMICS. To better understand the molecular basis of fertility, we study transcriptome profiling of different tissues. <br /> <br /><strong>Materials and methods</strong> <br /><strong> </strong>liver, muscle, endometrium and corpus luteum tissues between cows with either good or poor genetic merit for fertility using RNA-Seq data sets. We first compiled a master list of genes related to corpus luteum that change with level of fertility and then reconstructed the network. <br /> <br /><strong>Results</strong> <br />A few genes were identified in liver, muscle and endometrium between high and low fertile cows but in corpus luteum circumstance was different. 264 genes and 6 key modules were disclosed through clustering for mRNA master list for corpus luteum. All these genes, being involved in at least one of the biological process, namely proteolysis, actin cytoskeleton organization, immune system process, biological adhesion, cell differentiation and lipid metabolic process, have an overexpression pattern (<em>P </em>< 0.01). <br /><strong>Conclusions</strong> <br />Finally, the identification of genes and the construction of their regulatory networks may give new insights into biological procedures. As well as, this study increases our understanding of the contribution of different tissues transcriptome to phenotypic fertility in dairy cattle.<strong>هدف:</strong> علیرغم اهمیت باروری در گونههای مختلف، موفقیتهای کمی در فهم اساس باروری از منظر لایههای مختلف OMICS به دست آمده است. برای فهم بهتر اساس مولکولی باروری، نیمرخ ترانسکریپتوم بافتهای مختلف در گاو مورد بررسی قرار گرفت.<br /> <strong>مواد و روشها:</strong> بافتهای کبد، عضله، اندومتریوم و جسم زرد در گاوهایی با شایستگی ژنتیکی بالا و پایین در صفات تولیدمثلی با استفاده از دادههای RNA-Seq مورد پژوهش قرار گرفت. در ابتدا فهرست ژن های مربوط به جسم زرد که تفاوت بیانی داشتند تهیه و در ادامه شبکه هم بیان ژنی برای این فهرست ژنی ایجاد شد.<br /> <strong>نتایج:</strong> تعداد ژن های محدودی در بافتهای کبد، عضله و اندومتریوم تفاوت بیان نشان دادند ولی در مقابل تعداد قابل توجهی ژن در جسم زرد تفاوت بیانی از خود نشان دادند. بر این اساس،. تعداد 264 ژن و 6 ماژول عملکردی بعد از طبقه بندی ژن ها برای جسم زرد شناسایی شد. همه این ژن ها حداقل در یکی از فرآیندهای زیستی از قبیل پروتئولایسیز، سازماندهی آکتین، پاسخ ایمنی، چسبندگی سلولی، تمایز سلولی و متابولیک چربی نقش داشتند(p<0.01).<br /> <strong>نتیجهگیری:</strong> شناسایی ژن ها و بازسازی شبکه های تنظیمی میتواند افق جدیدی در راستای فهم چگونگی سازو کار فرآیندهای زیستی باز کند. همچنین این پژوهش فهم ما را در نقش بافتهای مختلف روی باروری در گاوهای شیری را نشان می دهد.دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایرانمجله بیوتکنولوژی کشاورزی2228-670511220190823Investigation the efficiency of molecular markers to assess genetic diversity of Iranian tea clonesبررسی کارآیی نشانگرهای مولکولی در ارزیابی تنوع ژنتیکی کلونهای مختلف چای ایران79100238910.22103/jab.2019.13662.1120FAمجتبیکردرستمیدانشآموخته دکتری، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران.0000-0003-0314-1354مهدیرحیمیگروه بیوتکنولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمانصنمصفائی چائیکاراستادیار، پژوهشکده چای، موسسه تحقیقات علوم باغبانی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، لاهیجان، ایرانعلیسراجیاستادیار، پژوهشکده چای، موسسه تحقیقات علوم باغبانی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، لاهیجان، ایرانرضاآزادیاستادیار، پژوهشکده چای، موسسه تحقیقات علوم باغبانی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، لاهیجان، ایران.Journal Article20190428<strong>Objective</strong>
The genetic diversity of the 20 tea populations collected from the Tea Research Organization of Iran was evaluated using 20 microsatellite markers and 10 RAPD markers.
<strong> </strong>
<strong>Materials and methods</strong>
Plant materials in this experiment were 20 tea clones selected from the Tea Research Institute of the Iran. DNA extraction from young leaf samples of tea populations was performed with a few changes using the CTAB method. In this study, 20 microsatellite markers and 10 RAPD markers were used to study the genetic variation of tea populations.
<strong> </strong>
<strong>Results</strong>
The results showed that SSR and RAPD markers produced 105 and 160 polymorphic bands, respectively.Among the microsatellite markers, the MSE0143 and the MSG0681 primers with 9 bands and the MSG0610 primer with 2 bands produced the highest and the least number of amplified bands. MSG0681, MSE0113, MSG0403 markers with the highest amount of observed allele, effective allele, Nei index, Shannon index and PIC were identified as the most effective markers for analyzing genetic diversity in the studied tea genotypes. Among the RAPD markers, the OS-03 primer with 19 bands produced the highest number of bands and the OR-12 primer with 13 bands produced the least number of bands.
<strong> </strong>
<strong>Conclusions</strong>
By comparing the mean PIC of the two marker systems, the microsatellite markers were more effective than RAPD markers. For example, the mean PIC value for SSR markers was measured 0.66 across the tea germplasm. By comparing QND and EMI indices, we found that microsatellite markers were superior to RAPD markers. Also, by comparing the results of cluster analysis of two markers, the microsatellite markers were better able to classify individuals based on their geographic origin.<strong>هدف: </strong>تنوع ژنتیکی 20 کلون چای جمعآوری شده از سازمان تحقیقات چای کشور، با استفاده از 20 نشانگر ریزماهواره و 10 نشانگر RAPD مورد ارزیابی قرار گرفت.
<strong>مواد و روشها: </strong>مواد گیاهی در این آزمایش 20 کلون چای انتخابی در موسسه تحقیقات چای کشور بود. استخراج DNA از نمونههای برگ جوان کلونهای چای با استفاده از روش CTAB با اندکی تغییرات انجام گرفت.
<strong>نتایج: </strong>نتایج نشان داد که نشانگرهای ریزماهواره و RAPD به ترتیب تعداد 105 و 160 نوار چندشکل تولید کردند. از میان نشانگرهای ریزماهواره، آغازگر MSE0143 با 9 باند و آغازگر MSG0681 با 8 باند بیشترین و آغازگر MSG0610 با 2 باند، کمترین تعداد قطعات تکثیرشده را ایجاد کردند. نشانگرهای MSG0681، MSE0113، MSG0403 با دارا بودن بیشترین میزان تعداد آلل مشاهده شده، آلل مؤثر، شاخص تنوع ژنی نئی، شاخص شانون و میزان اطلاعات چند شکلی در این مطالعه به عنوان مؤثرترین نشانگرهای ریزماهواره جهت تجزیه تنوع ژنتیکی در کلونهای مطالعه شده شناسایی شدند. از میان نشانگرهای RAPD، آغازگر OS-03 با تعداد 19 باند، بیشترین تعداد باند و آغازگر OR-12 با تعداد 13 باند کمترین تعداد باند را تولید کردند.
<strong>نتیجهگیری: </strong>با مقایسه میانگین میزان اطلاعات چند شکل (PIC) دو سیستم نشانگری مشخص شد که نشانگرهای ریزماهواره نسبت به RAPD کارایی بیشتری دارند. به عنوان مثال، میانگین مقدار PIC برای نشانگرهای SSR 66/0 در سراسر کلونهای چای اندازهگیری شد. با مقایسه شاخصهای QND و EMI مشخص شد که نشانگرهای ریزماهواره نسبت به نشانگرهای RAPD برتر هستند. همچنین با مقایسه نتایج تجزیه خوشهای دو نشانگر تعیین گردید که نشانگرهای ریزماهواره بهتر قادر بودند تا کلونها را بر اساس منشا جغرافیاییشان طبقهبندی کنند.دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایرانمجله بیوتکنولوژی کشاورزی2228-670511220190823Molecular Farming and Strategies to Increase the Production of Recombinant Proteins in Plantsزراعت مولکولی و راهکارهای افزایش تولید پروتئینهای نوترکیب در گیاهان101126239010.22103/jab.2019.13483.1110FAمژگانسلیمانی زاده، دانش آموخته دکتری بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانمختارجلالی جواراندانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانعبدالرضاباقریگروه بیوتکنولوژی و بهنژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهدJournal Article20190225<strong>Objective</strong>
The demand for recombinant proteins with therapeutic use is dramatically increasing; so that the traditional pharmaceutical industry will not be alone to answer the demand for now and upcoming generations. During the past two decades, plant bioreactors has gained more popularity over other conventional methods for several reasons. Among these reasons are scalability, high production rates, low production costs, ability to perform post‐translational modifications, and biosafety of the bioreactor. So far, many important pharmaceutical proteins have been produced using molecular farming technology. In this paper, it has been tried besides a brief description of molecular farming history, <em>types of plant-based systems</em> and molecular farming challenges, <em>appropriate strategies and methods</em> to solve the challenges in this field were being discussed and reviewed.
<strong> </strong>
<strong>Results</strong>
Despite the very promising advances in the field of molecular farming, we still face two serious challenges which needs to be taken seriously; insufficient accumulation levels of recombinant proteins and lack of efficient purification methods. To achieve the high levels of production, several factors should be taken into consideration, such as choice of a suitable promoter or enhancer elements, codon optimization, <em>appropriate </em>subcellular localization, the use of fusion tags and etc. Chromatography methods are routinely used in the pharmaceutical industry for protein purification. Application of these methods <em>has a lot of restrictions</em>duo to scalability, cost and column pollution problems for purification of plant-derived pharmaceutical proteins.
<strong> </strong>
<strong>Conclusions</strong>
Various fusion protein strategies have been developed not only to increase the yield of plant-derived recombinant proteins, but also to facilitate purification steps.<strong>هدف:</strong> تقاضا برای پروتئینهای نوترکیب دارای مصارف دارویی بهطور چشمگیری در حال افزایش میباشد؛ تا حدی که صنعت داروسازی سنتی بهتنهایی جوابگوی این تقاضا برای نسلهای حال و آینده نخواهد بود. طی دو دهه گذشته بیوراکتورهای گیاهی به دلایل متعدد محبوبیت بیشتری نسبت به سایر روشهای سنتی بهدست آوردهاند، از جمله این دلایل میتوان به مقیاسپذیری، سرعت بالای تولید، قیمت پایین تولید، توانایی انجام تغییرات پس از ترجمه و ایمنی زیستی آنها اشاره کرد. تاکنون تعداد زیادی از پروتئینهای دارویی مهم با استفاده از فناوری زراعت مولکولی تولید شدهاند. در این مقاله سعی شده است که ضمن معرفی مختصری از تاریخچه زراعت مولکولی، انواع سیستمهای بیانی مبتنی بر گیاهان و چالشهای زراعت مولکولی، راهکارها و راهبردهای مناسب برای حل چالشهای این حوزه مورد بحث و بررسی دقیق کارشناسی قرار گیرد.
<strong>نتایج:</strong> علیرغم پیشرفتهای بسیار امیدوار کننده در حوزه زراعت مولکولی هنوز با دو چالش جدی مواجه هستیم؛ سطوح تجمع ناکافی پروتئینهای نوترکیب و فقدان روشهای تخلیص کارآمد، که لازم است مورد توجه جدی قرار گیرند. برای دستیابی به سطوح بالای تولید، فاکتورهای متعددی از قبیل: انتخاب پیشبرنده یا عناصر افزایش دهنده مناسب، بهینهسازی کدونی، هدفگیری مناسب درون سلولی، استفاده از رویکرد پروتئین الحاق شونده و غیره بایستی در نظر گرفته شوند. در صنعت داروسازی بهطور معمول، از روشهای کروماتوگرافی برای تخلیص پروتئینهای نوترکیب استفاده میشود. کاربرد این روشها بهدلیل مقیاس پذیری، هزینه و مشکلات آلودگی ستون برای تخلیص پروتئینهای نوترکیب مشتق شده از گیاه، دارای محدودیتهای زیادی میباشند. <strong>نتیجه گیری:</strong> رویکردهای پروتئین الحاق شونده نه تنها برای افزایش عملکرد پروتئینهای نوترکیب مشتق از گیاه بلکه برای تسهیل مراحل خالصسازی توسعه یافتهاند.دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایرانمجله بیوتکنولوژی کشاورزی2228-670511220190823Study of Antioxidant Activity of Bacterial Endophyte Extracts of Ferula gummosa boissبررسی خاصیت آنتی اکسیدانی عصاره اندوفیت های باکتریایی گیاه دارویی باریجه127142239110.22103/jab.2019.12608.1068FAمهریسلطانیگروه بیوتکنولوژی، دانشگاه بوعلی سینا، همدانهدایتباقریاستادیار، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.امیر حسینکشتکارگروه اصلاح نباتات، دانشگاه بوعلی سینا، همدانJournal Article20190225<strong>Objective</strong> <br />Endophytes are known as a potential source of active natural compounds for use in medicine, agriculture, and industry. Medicinal plants are valuable sources for the study of endophytes. One of the most important medicinal and industrial plants in Iran is the Barije; <em>Ferula gummosa.boiss</em>, whose endophytes have not been studied yet. <br /><strong> </strong> <br /><strong>Materials and methods</strong> <br />In this study, 20 bacterial isolates were isolated from different organs of the plant. Endophytes were identified using morphological and then molecular characteristics. The antioxidant properties of endophytic extracts were investigated by degradation of free radicals DPPH (DiPhenyl-1-Picryl Hydrazyl free radical). <br /><strong> </strong> <br /><strong>Results</strong> <br />The R4 bacterium with the IC50 value of 2.5 mg / ml had the highest and the SK6 bacterium with an IC50 value of 8.8 mg / ml had the lowest antioxidant activity. The molecular identification of R4 bacteria revealed 98% similarity to the bacterium <em>Rahnella aquatilis</em>. It was also observed by phytochemical analysis that endophytic extracts with phenolic compounds exhibit significant antioxidant activity. <br /><strong> </strong> <br /><strong>Conclusions</strong> <br />Barije has different bacterial endophytes with different antioxidant properties. One of these bacteria is <em>Rahnella aquatilis</em>, which has high antioxidant properties. The presence of phenolic compounds in the extract of this bacterium is probably related to its antioxidant properties.<strong>هدف:</strong> اندوفیتها به عنوان یک منبع بالقوه از ترکیبات طبیعی فعال برای استفاده در پزشکی، کشاورزی و صنعت شناخته شدهاند. گیاهان دارویی منابع با ارزشی برای مطالعه اندوفیت ها میباشند. یکی از مهم ترین گیاهان دارویی و صنعتی ایران، گیاه باریجه با نام علمی <em>gummosa.boiss</em> <em>Ferula</em> میباشد که اندوفیتهای آن تاکنون مورد بررسی قرار نگرفته اند.<br /> <strong>مواد و روش ها:</strong> در این پژوهش 20 جدایه باکتری از اندامهای مختلف گیاه باریجه جداسازی شد. شناسایی اندوفیتها با استفاده از خصوصیات مورفولوژی و سپس مولکولی انجام گرفت. بررسی خواص آنتی اکسیدانی عصاره اندوفیتها به روش تخریب رادیکالهای آزاد DPPH (Di Phenyl-1-Picryl Hydrazyl free radical) مورد بررسی قرار گرفت.<br /> <strong>نتایج:</strong> باکتری R4 با مقدارIC50 5/2 میلی گرم بر میلی لیتر دارای بیشترین و باکتری SK6 با مقدارIC50 8/8 میلی گرم بر میلی لیتر دارای کمترین مقدار خاصیت آنتی اکسیدانی بودند. شناسایی مولکولی باکتری R4، شباهت 98 درصدی این جدایه با باکتری<em>Rahnella aquatilis</em>را نشان داد<em>.</em> همچنین با بررسی فیتوشیمیایی مشاهده شد که عصاره اندوفیتهای دارای ترکیبات فنولی، فعالیت آنتی اکسیدانی قابل توجهی نشان می دهند.<br /> <strong>نتیجه گیری:</strong> گیاه باریجه دارای اندوفیتهای باکتریایی متفاوت، با خواص آنتی اکسیدانی مختلف می باشد. یکی از این باکتریها، <em>Rahnella aquatilis</em> می باشد که دارای خاصیت آنتی اکسیدانی بالایی می باشد. وجود ترکیبات فنلی در عصاره این باکتری احتمالا با خاصیت آنتی اکسیدانی آن مربوط می باشد.دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایرانمجله بیوتکنولوژی کشاورزی2228-670511220190823Role of epigenetics in regulating defense mechanismsنقش اپیژنتیک در تنظیم مکانیسمهای دفاعی143172239210.22103/jab.2019.14344.1145FAمحمدرضامحمدآبادیبخش علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان0000-0002-1268-3043فاطمهحسن زاده داورانیگروه بیماری شناسی گیاهی، واحد رفسنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، رفسنجان، ایران و باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد رفسنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، رفسنجان، ایرانJournal Article20190316<strong>Objective</strong>
Epigenetics contains studying inheritable genetic variations that affect on gene expression pattern, but these variations do not create because of changes in DNA sequence. In addition, organisms are resistant to pathogens through some molecular and cellular mechanisms. Thus, the purpose of this review was to overview interaction between epigenetics and defense system of organisms and highlight recent findings in epigenetic regulation of organism-microbe interaction with focusing on role of histone modifications and DNA methylation of host genome in resistance to disease and defense priming. Hence were discussed creating mechanisms of epigenetics regulations, role of DNA methylation in plant-microbe interaction, role of RNA-mediated DNA methylation in plant-microbe interaction, histone modifications, post-translational modifications of histones in plant-microbe interaction, role of epigenetics and microRNAs in animal health, epigenetic control of defense priming and transgenerational inheritance and epigenetic regulation in plant pathogenes and effects on pathogenesis.
<strong>Results</strong>
It was demonstrated that epigenetic inheritance can provide animals and plants with long-term and short-term mechanisms to adapt to specific environmental conditions. Reviewing results of performed studies by different researchers have provided clear evidence for the involvement of epigenetic mechanisms in transgenerational defense priming.
<strong>Conclusions</strong>
Moreover, more understanding of how epigenetic mechanisms contribute to animal and plant defence and how pathogens may counteract this reaction can provide new possibilities for novel production protection strategies.<strong>هدف:</strong> اپیژنتیک شامل تغییرات ژنتیکی قابل توارث است که بر الگوی بیان ژنها تاثیر دارد، اما این تغییرات به دلیل تغییر در توالی DNA نمیباشند. بهعلاوه، موجودات از طریق برخی از مکانیسمهای ملکولی و سلولی در مقابل عوامل بیماریزا مقاومت نشان میدهند. با توجه به نتایج مطالعات انجام شده به نظر میرسد که بین مکانیسمهای اپیژنتیکی و دفاعی ارتباط وجود داشته باشد. لذا، هدف تحقیق حاضر، بررسی چگونگی ارتباط اپیژنتیک و سیستم دفاعی موجودات و ارائه جدیدترین پیشرفتها در زمینة مطالعات انجام شده بر روی تنظیم اپیژنتیکی ارتباط موجود ـ میکروب (شامل باکتری و قارچ)، با تمرکز بر نقش تغییرات هیستون و متیلاسیون DNA ژنوم میزبان در مقاومت نسبت به بیماری و تجهیز سیستم دفاعی بود. بنابراین، مواردی از قبیل، مکانیسمهای ایجاد کننده تنظیمات اپیژنتیکی، نقش متیلاسیون DNA در اثر متقابل گیاه ـ میکروب، نقش متیلاسیون DNA بواسطه RNA در ارتباط گیاه ـ میکروب، تغییرات هیستونی، تغییرات هیستونی پس از ترجمه در اثرمتقابل گیاه ـ میکروب، نقش اپیژنتیک و microRNAs در سلامت حیوان، کنترل اپیژنتیکی تجهیز سیستم دفاعی و توارث فرا نسلی و تنظیم اپی ژنتیکی در عوامل بیماریزای گیاه و تاثیر آن بر بیماریزایی مورد بحث قرار گرفت.
<strong>نتایج: </strong>توارث اپیژنتیکی میتواند جانوران یا گیاهانی را ایجاد کند که از طریق مکانیسمهای بلند مدت و کوتاه مدت خود را با شرایط خاص محیطی تطبیق دهند. بررسی نتایج مطالعات انجام شده توسط پژوهشگران مختلف شواهدی گویا در مورد مشارکت مکانیسمهای اپیژنتیکی در تجهیز دفاع فرانسلی (transgenerational defense priming) فراهم ساخته است.
<strong>نتیجهگیری:</strong> درک بیشتر ما از نحوة مشارکت مکانیسمهای اپیژنتیک در سیستم دفاعی جانور یا گیاه و نحوة تعامل عوامل بیماریزا با این مکانیسم میتواند احتمالات جدیدی را برای استراتژیهای نوین حفاظت از محصولات فراهم سازد. دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایرانمجله بیوتکنولوژی کشاورزی2228-670511220190823Association Analysis of Agronomic Traits of Foxtail Millet Germplasm using AFLP Markerتجزیه ارتباطی صفات مهم زراعی ژرمپلاسم ارزن دمروباهی با استفاده از نشانگر AFLP173190239310.22103/jab.2019.12104.1051FAاکرمامینی زادهبخش اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمانقاسممحمدی نژاددانشیار اصلاح نباتات، قطب علمی تنشهای محیطی در غلات، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان0000-0002-5767-9734بابکناخداعضو هیات علمی و رئیس بخش تحقیقات فیزیولوژی مولکولی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرجJournal Article20190317<strong>Objective</strong> <br />Considering the importance and application of informative markersin the plant breeding programs, the current research aimed to identify the markers related to morphological traits using the association analysisin foxtail millet genotypes. <br /> <br /><strong>Materials and methods</strong> <br />The current study attempts to identify molecular markers relevant to morphological traits of 30 foxtail millet (<em>Setaria italica</em> L.) genotypes by applying an association analysis through a Mixed Linear Model (MLM). In order to avoid false linkage, a population structure study was first performed and 9 probable subgroups were observed in the studied genotypes. <br /><strong> </strong> <br /><strong>Results</strong> <br />Association analysis, having taken the structure of the population and kinship relations into consideration in the 30 foxtail millet genotypes in question, represented 38 points of linkage with 12 morphological traits. The coefficient of determination at a highly significant level (P<0.01) was variable from 0.102 and 0.328. The results showed that among the 12 primer combinations of AFLP used in this study, M-CTG/E-AAC, M-CTT/E-AAC and M-CTA/E-AAC were the most efficient in investigating the variety of the genotypes. Also, a number of markers such as M-CAA/E-AAC, M-CTG/E-AGC and M-CTT/E-AAC were connected to several traits such as height, leaf length and width, number of tillers, 1000- seed weight and grain yield, among which the highest connection was with M-CTT/E-AAC. <br /> <br /><strong>Conclusion</strong> <br />Identifying joint markers is of paramount importance in plant breeding plans because they make simultaneous selection of several traits possible. These markers can be used in screening germplasms in the presence of close linkages with the controlling genes. They also can be used in QTL identification programs in genotyping of foxtail millet cross populations. Therefore, the findings of this study can be applied in primary selection and breeding plans of foxtail millet using a Marker-Assisted Selection (MAS) process.<strong>هدف: </strong>با توجه به اهمیت و کاربرد نشانگرهای اطلاعرسان در برنامههای اصلاحی گیاهان زراعی، این تحقیق با هدف شناسایی نشانگرهای مرتبط با صفات مورفولوژیک با استفاده از روش تجزیه ارتباطی در ژنوتیپهای ارزن دمروباهی انجام گرفت.<br /> <strong>مواد و روشها: </strong>به منظور شناسایی نشانگرهای مولکولی مرتبط با صفات زراعی در 30 ژنوتیپ ارزن دمروباهی (ارزن ایتالیایی <em>Setaria italica </em>L<em>.</em>)، از تجزیه ارتباطی با استفاده از مدل خطی مخلوط (MLM) استفاده شد. جهت اجتناب از لینکاژ دروغین، ابتدا مطالعه ساختار جمیعت انجام و 9 زیرگروه احتمالی در ژنوتیپهای مورد مطالعه مشاهده شد.<br /> <strong>نتایج:</strong> تجزیه ارتباطی با در نظر گرفتن ساختار جمعیت و روابط خویشاوندی، 38 مکان پیوسته با 12 صفت زراعی را نشان داد. ضریب تبیین نشانگر در سطح بسیار معنیداری از 102/0 تا 328/0 متغیر بود. نتایج نشان داد که از میان 12 ترکیب آغازگری AFLP استفاده شده در این مطالعه، ترکیبات آغازگری M-CTG/E-AAC، M-CTT/E-AAC و M-CTA/E-AAC موثرترین ترکیبها در بررسی تنوع ژنوتیپهای مورد مطالعه بودند. همچنین تعدادی از نشانگرهای مورد بررسی نظیر M-CAA/E-AAC، M-CTG/E-AGC و M-CTT/E-AAC با چندین صفت نظیر ارتفاع، طول وعرض برگ، تعداد پنجه، وزنهزاردانه و عملکرد دانه در ارتباط بوده که بیشترین ارتباط با ترکیب آغازگری M-CTT/E-AAC مشاهده شد.<br /> <strong>نتیجهگیری: </strong>شناسایی نشانگرهای مشترک اهمیت زیادی در برنامههای بهنژادی گیاهان دارد زیرا گزینش همزمان چند صفت را امکانپذیر میکنند. این نشانگرها میتوانند در صورت لینکاژ نزدیک با ژنهای کنترلکننده، در غربال ژرمپلاسم استفاده شوند. همچنین در برنامههای شناساییQTL در ژنوتیپیابی جمعیتهای حاصل از تلاقی ارزن مورد استفاده قرار گیرند. بنابراین اطلاعات حاصل از این مطالعه میتواند در برنامههای بهنژادی، جهت اصلاح به کمک نشانگر (MAS) در ارزن دمروباهی مفید باشد.