خارمریم ( silybum marianum) گیاهی دارویی و دوساله بومی خاورمیانه و مدیترانه می باشد. ماده موثره مهم این گیاه دارویی نوعی فلاونوئید بنام سیلی مارین می باشد که از داروهای گیاهی قدیمی و مشهور است. تاثیر این داروی گیاهی بر روی انواع بیماری های کبدی، هپاتیت نوع بی و انواع سرطان ها ثابت شده است. آنزیم چالکون سینتاز، آنزیم کلیدی و آلوستریک در چرخه بیوسنتز سیلی مارین در قسمت های مختلف گیاه از جمله در ریشه های موئین و بذر آن می باشد. ریشه های موئین با رشد سریع و ثبات ژنتیکی بالا و همچنین قابلیت کشت آسان و ارزان، می توانند منبع خوبی برای تولید انواع متابولیت های ثانویه باشند. در این تحقیق سعی شد که با استخراج ژن کد کننده آنزیم چالکون سینتاز ( chs a ) از گلبرگ های اطلسی ( petunia hybrida ) و ساخت cdna آن و ساخت سازه ناقل و بیانی، اقدام به وارد کردن این ژن به ریز نمونه های خارمریم با استفاده از آگروباکتریوم رایزوژنز ( agrobacterium rhizogenes ) سویه 9126، گردید. هدف از این کار بررسی احتمال ورود و بیان این ژن در ریشه های موئین تلقیح شده با آگروباکتریوم و احتمال افزایش تولید سیلیمارین در ریشه های موئین تراریخته بود. نتایج حاصل از آنالیز pcr گیاهان تلقیح شده، نشان دهنده ورود ژن chs a به همراه پیشبر 35s و خاتمه دهنده nos t بود. همچنین بررسی ریشه های تراریخته با آنالیز hplc نشان داد که ورود ژن به درون ریشه های موئین همزمان باعث افزایش 9 برابری در تولید و تجمع سیلی مارین کل و افزایش 8 برابری در ترکیب مهم داروئی دیگری بنام سیلی بین شده است. همچنین با ورود ژن rol b آگروباکتریوم رایزوژنز القا و رشد ریشه های موئین افزایش بالایی داشت. نتیجه دیگری که در این تحقیق بدست آمد، ریشه زایی بالاتر ریز نمونه های هیپوکتیل از ریز نمونه های سایر قسمت های گیاه بود.

مطالعه ملکولی تنش های غیرزیستی در گندم به دلیل پیچیدگی و اندازه بزرگ ژنوم آن با مشکلاتی روبرو می باشد. با نگرش به بخش بیان شده ژنوم گندم از طریق تجزیه est های آن، می توان به بخشی از مشکلات فوق غلبه کرد. این تحقیق با هدف شناسایی ژن های تحت شرایط نرمال، تنش شوری و خشکی و تعیین گروه های کارکردی کتابخانه ها انجام پذیرفت. 11 کتابخانه cdna پس از اخذ از پایگاه داده ncbi و دانشگاه هاروارد با استفاده از نرم افزار egassembler دسته بندی و هم گذاری شدند و سپس با استفاده از نرم افزار clc protein workbench بلاست شدند. نتایج بلاست نشان داد بیشترین شباهت توالی های ترجمه شده به ژنوم ترجمه شده آرابیدوپسیس در تنش خشکی به ترتیب به کل بافت ها، ریشه و سپس برگ تخصیص یافته است. در تنش شوری بیشترین توالی های مشابه مختص به بافت تاج گل، سپس غلاف و کمترین آنها مختص بافت ریشه بود. بالاخره در شرایط نرمال جوانه بذری دارای بالاترین درصد تشابه و ریشه دارای کمترین درصد تشابه بود. ژن ها در ریشه بر اساس هستی شناسی ژن شناسایی و گروه بندی شدند. تعیین گروه های کارکردی در 11 کتابخانه نشان داد که بعضی از اجزای سلولی مثل کلروپلاست، پلاستید، سیتوسول و غشای پلاسمایی در پاسخ به تنش یا پاسخ به محرک های زیستی یا غیرزیستی با داشتن عملکردهای مولکولی خاص مثل فعالیت ترانسفرازی، فعالیت هیدرولازی بیشترین درصدها را دارا بودند. ژن های ریشه بر اساس همردیفی انجام شده با پایگاه داده آرابیدوپسیس مورد شناسایی قرار گرفت که بعضی از گروه های مهم مورد بررسی قرار گرفت.

تنش شوری یکی از عوامل اصلی محدود کننده عملکرد در گندم است. ارقام متحمل به شوری با تنظیم اسمزی از طریق افزایش غلظت اسمولیت ها به جذب آب ادامه داده و همزمان با پایین نگهداشتن محتوای سدیم و نسبت سدیم به پتاسیم جهت حفظ کارایی فتوسیستم و تداوم فتوسنتز در مقابل شوری پاسخ می دهند. به منظور بررسی تاثیر انتقال مجدد ذخایر ساقه در حفظ عملکرد طی شوری و اهمیت افزایش تولید کربوهیدرات محلول طی تنظیم اسمزی در افزایش سهم انتقال مجدد در پر شدن دانه تحقیق حاضر در دو سال زراعی 1390 و 1391 انجام شد. در سال زراعی اول دو ژنوتیپ 14 و 49، متفاوت از نظر انتقال مجدد، پس از یک غربالگری اولیه برای تحمل شوری، به همراه رقم متحمل بم وحساس قدس تحت شرایط گلخانه مورد کشت قرار گرفتند. اعمال شوری طی دو تیمار جداگانه شوری از مرحله دو برگی (1) و شروع گلدهی (2) با آب آبیاری به ترتیب با هدایت الکتریکی 12 و 15دسی زیمنس بر متر همراه با تیمار شاهد انجام شد. نمونه برداری برای انتقال مجدد از ساقه به تفکیک میانگره ها طی پنج مرحله با فواصل هفت روزه از شروع گلدهی و نمونه برداری برای آزمایشات مولکولی از کل ساقه و طی یک نوبت، برای تیمار شوری (1) در شروع گلدهی و برای تیمار شوری (2) در روز 21 پس از گلدهی انجام گرفت. نمونه برداری فیزیولوژیکی چهار هفته پس از اعمال تنش انجام شد. در سال دوم کشت رقم بم و قدس با دو تیمار شاهد و شوری از مرحله دوبرگی در گلخانه تکرار شد. نمونه برداری برای انتقال مجدد از کل ساقه به تفکیک میانگره ها و نمونه برداری مولکولی از میانگره پنالتیمیت طی پنج مرحله با فواصل ده روز از شروع گلدهی و نمونه برداری فیزیولوژیکی در شروع گلدهی از برگ پرچم انجام شد. آزمایشات بر پایه طرح کاملا تصادفی در قالب فاکتوریل در سه تکرار بود. نتایج نشان داد در هر دو سال زراعی تحت شرایط تنش بیشترین عملکرد، انتقال مجدد و سهم انتقال مجدد در عملکرد مربوط به رقم بم، بیشترین افت عملکرد مربوط به رقم قدس و بالاترین کارایی انتقال در هر چهار ژنوتیپ مورد بررسی مربوط به پنالتیمیت و میانگره های پایینی بود. از نظر تولید قند محلول، انتقال فروکتان و کارایی انتقال فروکتان نیز در تمام آزمایشات تحت شرایط تنش، رقم بم رتبه اول را داشت. در تنش شوری انتهای فصل بیشترین القای انتقال فروکتان در ژنوتیپ 49 و رقم بم و کمترین انتقال فروکتان در ژنوتیپ 14 صورت گرفت ولی در تیمار شوری از دوبرگی بیشترین القای انتقال فروکتان مربوط به بم بود و سایر ژنوتیپ ها اختلاف معنی داری نداشتند. در بررسی بیان ژن های بیوسنتز کننده فروکتان، ساکارز-ساکارز فروکتوزیل ترانسفراز(1-sst) و ساکارز-فروکتوز فروکتوزیل ترانسفراز(6-sft) در تیمار شوری از دوبرگی، افزایش معنی داری در رقم بم مشاهده شد. بررسی بیان ژن های تجزیه کننده فروکتان نیز در تیمار شوری از شروع گلدهی، افزایش معنی دار فروکتان اگزوهیدرولاز(1-feh) را در رقم بم نشان داد. بر اساس نتایج سال دوم، در تیمار شوری طی تنظیم اسمزی افزایش تولید فروکتان و تجمع فروکتوز و قند کل در رقم بم مشاهده شد که با القای انتقال مجدد تحت تنش همبستگی مثبت داشت. مطالعه روند تغییرات بیان ژن در سال دوم نشان داد در رقم بم، القای تولید فروکتان طی شوری با افزایش بیان ژن 6-sft در شروع گلدهی و افزایش بیان ژن های دخیل درتجزیه فروکتان، 1-feh و اینورتاز واکوئلی(ivr)، طی 20 الی 30 روز پس از گلدهی همراه است. بیان بالاتر ژن ساکارز ترانسپرتر (sut1) در رقم بم نیز نشان داد این رقم طی تنش علاوه بر توانایی بالاتر در تنظیم اسمزی و تولید قندهای محلول و تجزیه فروکتان طی دوره پر شدن دانه، پتانسیل بالایی در انتقال ساکارز حاصل از تجزیه فروکتان به دانه دارد. بر اساس نتایج این تحقیق انتقال ذخایر ساقه در رقم بم مانع از افت شدید عملکرد دانه می گردد ولی رقم قدس با وجودیکه در تیمار شاهد فروکتان بالایی تولید می کند ولی طی شوری در تولید، تجزیه و انتقال فروکتان ناکارامد است. بنابراین پتانسیل انتقال مجدد بالا می تواند وابستگی عملکرد را به فتوسنتز جاری کاهش دهد و در شرایطی که گیاه کارایی فتوسنتز را از دست داده مانع از افت شدید عملکرد گردد. با توجه به تنوع ارقام گندم از نظر توان تولید و انتقال مجدد کربوهیدرات و اهمیت این مکانیزم در حفظ عملکرد طی شوری پیشنهاد می شود در گزینش ارقام برای تحمل شوری این توانایی نیز مورد توجه قرار گیرد.

تحقیق حاضر به بررسی نقش سه ژن ترنسپورتر (ناقل) tasos1، tanhx1 و tahkt1;1 در مکانیزم‏های دخیل در انتقال و کده?بندی سدیم طی تنش شوری در دو رقم آستانه?ای متحمل و حساس گندم نان می?پردازد. به همین منظور بذور 4 رقم متحمل و حساس شناخته شده گندم نان شامل ارقام ارگ (متحمل)، ماهوتی (متحمل)، قدس (حساس) و مغان3 (حساس) پس از جوانه زنی به محیط هوگلند منتقل و به روش هایدروپونیک و در قالب طرح کرت?های خرد شده (تنش کرت اصلی و رقم کرت فرعی) بر پایه طرح کاملا تصادفی، در 3 تکرار در گلخانه پژوهشکده بیوتکنولوژی ایران واقع در شهر کرج به اجرا در آمد. با ظهور برگ سوم، تنش 150 میلی?مولار nacl به طور تدریجی طی 6 روز اعمال و نمونه?برداری فیزیولوژی و مولکولی بطور همزمان در دو و دوازده روز بعد از اعمال تنش از پهنک برگ (اول و دوم جوان توسعه یافته)، غلاف برگ، ریشه و اندام هوایی انجام شد. . ژن taspghبه عنوان ژن کنترل داخلی مورد استفاده قرار گرفت. براساس نتایج به دست آمده، می?توان گفت کاهش کوچک در محتوای سدیم پهنک برگ ماهوتی و افزایش کوچک آن در ارگ در مقایسه با افزایش چشمگیر غلظت این یون در ارقام حساس طی ده روز بعد از اولین نمونه برداری، احتمالاً نشاندهنده پاسخ سریعتر این ارقام در واکنش به سیگنال?های تنش شوری در راستای هر چه سریعتر رسیدن به سطح اشباع بوده است. همچنین به نظر می?رسد میزان اهمیت شاخص نسبت k+/na+ در ارزیابی تحمل به تنش برای ماهوتی در دو و دوازده روز بعد از اعمال تنش متفاوت است. به عبارت دیگر به نظر می?رسد این شاخص در تنش بلند مدت اهمیت بیشتری دارد و بنابراین نمی?تواند به تنهایی، معیاری برای ارزیابی تحمل به تنش شوری در همه مراحل رشدی و در همه ارقام گندم تلقی شود. از نظر بیان نسبی ژن?ها نیز به نظر می?رسد در دو روز بعد از اعمال تنش در ماهوتی افزایش بیان tanhx1 و tahkt1;1 در غلاف و tasos1 در ریشه موجب بازیابی بیشتر سدیم از آوند چوبی در غلاف و ریشه، دفع سدیم از ریشه، تجمع بیشتر سدیم در این دو اندام و افزایش فشار اسمزی جریان آوند چوبی در مقایسه با مغان3 شده و در نهایت موجب کاهش انتقال سدیم از ریشه به اندام هوایی گردیده است. در نتیجه میزان سدیم اندام هوایی و نسبت سدیم اندام هوایی به سدیم ریشه در این رقم در رده? پایینتر گروه?بندی دانکن نسبت به مغان3 قرار گرفت.??????????????? در دوازده روز به نظر می?رسد در ماهوتی افزایش بیان ژن‏های tanhx1 و tahkt1;1 در برگ، tanhx1 و tasos1 در غلاف و tanhx1 و tahkt1;1 در ریشه موجب بازیابی و کده?بندی سدیم از آوند چوبی در هر سه اندام شده است. احتمالاً در نتیجه این امر و همچنین عدم کاهش معنی?دار نسبت وزن خشک اندام هوایی به وزن خشک ریشه در حالت تنش نسبت به حالت نرمال در این رقم، نسبت k+/na+ در این سه اندام طی 10 روز بعد از اولین نمونه برداری در سطح مقدار آن در 2 روز حفظ شده است، درحالیکه در مغان3 بیان هیچ یک از این ژن?ها افزایش نیافت و نسبت پتاسیم به سدیم در برگ و غلاف آن کاهش یافت. به نظر می?رسد در ابتدای تنش غلاف و ریشه و با طولانی تر شدن زمان تنش مکانیزم?های دفاعی در سطح در هر سه اندام فعال شده?اند. با طولانی?تر شدن زمان تنش، کده?بندی سدیم در واکوئل در راستای توزیع مناسب سدیم وارد شده به اندام هوایی و پهنک برگ بر دفع مکانیزم دفع و انتقال سدیم، اولویت گرفته است. به عبارت دیگر به نظر می?رسد مکانیزم تحمل بافتی مکانیزم اصلی، غلاف مهمترین بافت و ژن tanhx1ژن کلیدی در هر سه اندام، به عنوان اجزای کلیدی در استراتژی منتخب در ماهوتی در پاسخ به تنش شوری (پایین نگه داشتن نسبت سدیم اندام هوایی به سدیم ریشه) در مرحله رشد رویشی به ایفای نقش پرداخته?اند.?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? همبستگی‏ها نیز نشاندهنده تغییرات میانگین‏های صفات مختلف در هر دو زمان نمونه?برداری در جهت پایین نگه داشتن سدیم اندام هوایی و نسبت سدیم اندام هوایی به سدیم ریشه در ماهوتی بوده است. بنابراین پیشنهاد می?شود در طول دوره رشد رویشی از نظر وضعیت یونی و بیان ژن?ها دو مرحله متفاوت اما مرتبط بهم در پاسخ به تنش در گیاه اتفاق می?افتد که در راستای پایین نگه داشتن انتقال سدیم از ریشه به اندام هوایی عمل می?کند.????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

ایران در کمربند بیابانی جهان قرار دارد و به عنوان منطقه ای خشک و نیمه خشک منظور می¬شود. متوسط بارندگی در کشور در حدود 250 میلی متر است که این میزان یک سوم متوسط بارندگی در جهان می¬باشد. از سوی دیگر از حدود 5/18 میلیون هکتار اراضی کشاورزی، 2/6 میلیون هکتار (5/33 %) به کشت دیم اختصاص دارد. در حدود 2/1 میلیون هکتار از اراضی زیر کشت دیم بارندگی بیش از 400 میلی متر دریافت می¬نمایند. از مجموع حدود 400 میلیارد متر مکعب نزولات جوی سالانه درایران، رقمی در حدود 280 میلیارد متر مکعب آن از طریق تبخیر از سطح آزاد و تعرق گیاهی به هوا بر می ¬گردد و بقیه آن مقدار آبی است که در رودخانه¬ها جاری و در منابع زیر زمینی ذخیره می شوند و در واقع بخش اعظم آب¬های ایران مورد بهره برداری در کشاورزی قرار نمی گیرند. محصول جو دومین محصول استراتژیک کشور می باشد و قسمت عمده ای از زمین های مورد کشت این گیاه در مناطق خشک و نیمه خشک کشور قرار دارد. لذا وقوع تنش خشکی در دوره رشد این گیاه امری اجتناب ناپذیر است. از طرفی دیگر گیاه جو در مناطق خشک که میزان بارندگی آن اندک، غیر قابل پیش بینی و متغیر است و تکافوی تولید محصول رضایت بخش گندم را نمی کند، زراعت می شود و نقش مهمی در تغذیه انسان و دام در این مناطق دارد. خویشاوندان وحشی گیاهان زراعی پتانسیل بالایی از لحاظ تحمل به تنش های زیستی و غیر زیستی دارا هستند. جو وحشی (hordeum vulgares sp.spontaneum l.) والد جو زراعی است و هیبرید آن با جو زراعی زایا است. از دورگ گیری این دو در افزایش تنوع زیستی جو زراعی استفاده می شود. این گونه منبع ژنهای مقاومت در برابر تنش شوری و خشکی در اصلاح جو محسوب می شود. لذا در این پژوهش از یک اکوتیپ از جو وحشی که از میزان تحمل به خشکی مناسبی برخوردار است برای مقایسه با جو زراعی استفاده می گردد. به طور کلی شناخت سازوکارهای فیزیولوژیکی تحمل به خشکی به منظور یافتن راهکارهای هوشمندانه برای حصول عملکرد مناسب در مناطق خشک ضروری به نظر می¬رسد. بدیهی است با کشت گیاهان متحمل و اعمال مدیریت صحیح در منابع (آبی، گیاهی و ...) و کاهش هزینه های تولید گیاهان و در نتیجه افزایش عملکرد، می توان در جهت تأمین نیازهای روزافزون جمعیت رو به رشد جهانی گام برداشت.