کشف شبکه های اینتراکتوم کلیدی برای درک سیستم های زیستی و در نتیجه حیات است. از این رو تکنیک های زیادی برای ردیابی تعامل های مولکولی و مکانیسم های عملکردی و فیزیولوژیکی ابداع شده اند. تکنیک دوبل هیبرید مخمر هم روشی برای درک میانکنش های پروتئینی می باشد این تکنیک بر مکانیسم رونویسی استوار است. ما از این روش برای درک مکانیسمی که در گذر از مرحله رویشی به زایشی دخالت دارد استفاده کردیم. آغاز گلدهی در گیاهان توسط مکانیسم های مختلفی مثل دوره نوری، دوره سرما، هورمون ها و اپی ژنتیک کنترل می شود. مسیری مهم در این فرایند کنترل ژن flc است که به طور اپی ژنتیک در مهار گلدهی اثر دارد. msi4 پروتئینی است که به واسطه آن داستیلاسیون هیستون های ژن flc اتفاق می افتد، بنابراین بیان آن را متوقف کرده و به این ترتیب مهار از روی عوامل پیش برنده گلدهی برداشته می شود و گلدهی آغاز می شود. برای شناخت این مکانیسم ابتدا یک بانک cdna به روشی نوین برای اولین بار در ایران ساخته شد و پس از قرار دادن cdna و ژن msi4 در وکتورهای مناسب، msi4 به عنوان طعمه استفاده شد و بانک cdna به روش y2h غربال گردید تا پروتئین میانکنشگر با msi4 را صید کند. پروتئینی که به دام افتاد، pkt3 نام دارد که یک استیل کوآسیل ترانسفراز است. وظیفه این پروتئین آزاد کردن و انتقال بنیان های استیل به مولکولها است از این رو در بسیاری از فرآیند های حیاتی سلول ها نقش دارد. این میانکنش به وسیله کلونینگ cdna کامل pkt3 نیز، تایید شد. میانکنش msi4-pkt3 برای اولین بار در دنیا گزارش می شود و افق های روشنی را برای مطالعات بیشتر در مورد مکانیسم عمل msi4 که مطالعات محدودی روی آن انجام شده است، پیش روی ما قرار می دهد. از این دستاورد می توان برای تنظیم زمان گلدهی و تولید محصولات زراعی استفاده کرد.

? رَی خاک یل فامت رَ ه نْ در ما ?ّ هحص لَ ییا اّی سراعی اعت. ینی اس ر ?ٍ اّیی م اس طزیق آی هی ت اَی هقا هٍت ب ? رَی را در ییا ب بْ دَ بخ?یذ، بیای بی?ی صی اّیی اعت م ب عَیل ت?ٌ ? رَی القا هی ? ذًَ در بزقزاری تعادل ی یًَ اعوشی در ییا قً? ایفا هی م ذٌٌ. صی sos31 ینی اس اجشای ه نْ در هغیز ت ظٌیوی sos اعت م قً? ه وْی را در ت ظٌین هَّ عَتاسی ی یًَ ایفا هی م ذٌ. ب اٌبزایی، با بیای بی?ی ایی صی در ییا اّی ه نْ سراعی، ?ایذ بت اَی یام بغیار ه وْی را در ج تْ ت لَیذ اٍریت اّیی با هقا هٍت بی?تز در بزابز اعتزط اّیی اس قبیل ? رَی بزدا?ت. در ایی پض ?ٍّ، پظ اس جذاعاسی مل یًَ وٌ cdna ی صی atsos3 در مٍت رَ pbin61 ، ییا اّی آرابیذ پٍغیظ ملشا ب عٍیل د ع یَ آیز بٍامتزی مَ lba4404 gv3101 م حاهل پلاعویذ تًَزمیب ب دَ ذً، ب ر ?ٍ فل رَال دیپ 2 تزاریخت ?ذ ذً. یشی?ٌ بذر اّی تزاریخت ر یٍ هحیط م?ت حا یٍ ما اًهایغیی ا جًام یزفت، م در ایی ?زایط فقط ییا اّی تزاریخت قادر ب ر?ذ ب دَ ذً. وّچ یٌی ا تًقال صی ب ییا ملشا با اعتفاد اس جذام?ت دم بزه م تَیلذ یًٍ یًش ا جًام ?ذ. جٍ دَ صی sos3 در ص مًَ ییا اّی تزاریخت ب عٍیل pcr تاییذ ?ذ. آسه یَ هیشای هقا هٍت ب ? رَی بز ر یٍ ییا اّی آرابیذ پٍغیظ تزاریخت ?ذ ییا اّی م تٌزل ?ًای داد م ییا اّی تزاریختی م صی sos3 در آی اّ افشای? بیای دا?ت اعت، هقا هٍت بی?تزی غًبت ب ییا اّی آرابیذ پٍغیظ حٍ?ی در ?زایط ? رَی دار ذً.

ایجاد مقاومت اختصاصی به ویروس ها در گیاهان، با استفاده از روش های بیوتکنولوژیکی، جنبه های جدیدی را برای کاهش خسارت ویروس ها فراهم کرده است. از جمله ی این ویروس ها، ویروس x در گیاه اقتصادی سیب زمینی می-باشد، که از مهمترین ویروس های خسارت آفرین این گیاه در سراسر جهان است و دارای اهمیت فراوانی در زیست فناوری می باشد. بررسی و مطالعه نقش پروتئین های ممانعت کننده از مکانسیم دفاعی طبیعی rna silencing، که از ژنوم خود ویروس ها در میزبان، کد می شوند، ما را بر آن داشت که با استفاده از ژن p25 ویروس pvx، به تولید گیاه سیب زمینی مقاوم به این ویروس بپردازیم. برای این منظور کلونینگ 400 نوکلئوتید از توالی کامل ژن p25، دو بار و در خلاف جهت یکدیگر انجام و وکتور pfgc5941 تولید کننده hprna(rna ی سنجاق-سری) این پروتئین طراحی شد و به روش اگروباکتریوم به گیاه سیب زمینی رقم آگریا تراریزش گردید. بدین ترتیب ممانعت از بیان این ژن از طریق کاهش رونوشت های پیام آور آن با تولید sirna های p25، در سیتوپلاسم سلول-های گیاه انجام می شود و مقاومت طبیعی rna silencing علیه pvx در سلول های گیاه ترا ریخت سیب زمینی ممتد و بدون ممانعت صورت می گیرد. مطالعه روی گیاهان سیب زمینی ترا ریخت با استفاده از تکنیک های pcr و rt-pcr، حضور رونوشت های سازه ی hprna ی ژن p25، را تائید کرد. جنبه ی نوآوری این تحقیق در مقایسه با دستاورد های قبلی، ایجاد مقاومت از طریق خاموش کردن ژن ممانعت کننده از مکانیسم دفاعی rna silencing است که باعث عدم توقف این مکانیسم می شود. این استراتژی برای دیگر ویروس ها در گیاهان دارای اهمیت اقتصادی، نیز قابل استفاده می باشد.

افزایش مشکلات ناشی از شوری خاک در کشاورزی و وسعت زمین های شور در جهان، به منظور شناسایی مکانیسم های تحمل به شوری در گیاهان و اصلاح گیاهان متحمل به شوری، توجه بیشتر محققان را به خود جلب کرده است. آرابیدوپسیس تالیانا به عنوان یک گیاه شیرین پسند برخلاف بسیاری از گیاهان زراعی، تا حدی توانایی تحمل غلظت های بیش از 50 میلی مولار نمک را دارد و در این راستا مسیر(salt overly sensitive (sos مهمترین مکانیسم در تحمل شوری در آرابیدوپسیس است. در این مسیر،(salt overly sensitive3 (sos3، یک پروتئین دارای موتیف ef-hand است که اصلی ترین عامل در درک سیگنال کلسیم ناشی از تنش شوری و آغاز مسیر تحمل به شوری محسوب می شود. بنابراین با توجه به اهمیت این پروتئین در مسیر تحمل به شوری و نقش ویژه ی میانکنش های مولکولی به ویژه پروتئین ها در تمامی فرایندهای زیستی، در این تحقیق، سعی در بررسی میانکنش مولکولی sos3 با دیگر پروتئین های موجود در آرابیدوپسیس و شناخت هرچه بیشتر مسیر sos داریم. به این منظور، با استفاده از روش دوبل هیبرید مخمر، میانکنش sos3 با بانک cdna آرابیدوپسیس به منظور شناسایی پروتئین میانکنش گر با sos3 بررسی شد. پنج پروتئین کاندیدای میانکنش گر با sos3 یافت شد. استخراج dna و تکثیر کاندیداها در e.coli و توالی یابی آنها مشخص کرد که sos3 با پروتئین (manganese superoxide dismutase (mnsod میانکنش دارد. نتایج تحقیقات قبلی حاکی از این است که پروتئین منگنز سوپراکسید دسموتاز به عنوان یک پاک ساز گونه های اکسیژن فعال، نقش مهمی را در سم زدایی آسیب اکسیداتیو ناشی از تنش شوری در گیاهان بازی می کند، گزارش ما نیز دلیلی دیگر بر ارتباط مابین این دو تنش مهم غیرزنده است. نتیجه ی این تحقیق نشان می دهد که sos3 در مسیر تحمل به شوری، برای انجام عمل بهینه ی خود، از مسیر سم زدایی اکسیداتیو نیز بهره می برد. این میانکنش برای اولین بار در دنیا گزارش می گردد.

کنترل زمان گلدهی در گیاهان، برای تناسب گیاه و برای مقاصد کشاورزی حیاتی بوده و فاکتوری مهم در تولید مثل موفق و عملکرد محصول محسوب می شود. یکی از مشکلات زراعت و باغبانی، عدم تطابق زمان گلدهی با شرایط مطلوب محیطی است که منجر به کاهش محصول می گردد. با افزایش جمعیت، تولید گیاهان پر محصول و با بیوماس زیاد حائز اهمیت است. پدیده گلدهی به پارامترهای محیطی و درونی گیاه وابسته است که توسط شبکه تنظیمی ژنها کنترل می شود. در این شبکه، flowering locus c (flc)، یک فاکتور رونویسی دارای جعبه mads است که مانع از گلدهی می شود و نقش محوری در تنظیم زمان گلدهی در گیاه مدل آرابیدوپسیس بازی می کند. ژن msi4/fve در مسیر خودمختار، شروع گلدهی را به طور مستقل از طول روز، از طریق سرکوبی flc، تسریع می کند. به منظور دستیابی به گیاهان کاهو با گلدهی دیرهنگام و بیوماس بیشتر، در این تحقیق با استفاده از تکنیک مدرن rna silencing، ژن msi4/fve در گیاه کاهو در سطح پس از رونویسی مهار شد. برای اینکار ابتدا کشت بافت گیاه کاهو در روی محیط کشت ms با هورمونهای bap، کاینتین و naa جهت باززایی مستقیم از ریزنمونه های کوتیلدون و برگ بررسی شده و محیط کشت ms حاوی 1/0 میلی گرم در لیتر naa و 01/0 میلی گرم در لیتر bap بیشترین باززایی را از ریزنمونه های کوتیلدون نشان داد. در ادامه برای سنتز ساختار سنجاق سری مورد نیاز در rna silencing، قطعه ای از ژن msi4 گیاه مدل آرابیدوپسیس توسط pcr تکثیر و با دو کلونینگ متوالی در دو جهت سنس و آنتی سنس درون وکتور pfgc5941 قرار داده شد. آنگاه t-dna این وکتور نوترکیب به واسطه آگروباکتریوم به گیاه کاهو انتقال یافت. گیاهان باززا شده تراریخته انتخاب شده و بررسیهای مولکولی و فنوتیپی روی آنها در حال انجام است.

بیماری برگ بادبزنی مو توسط grapevine fanleaf virus (gflv) ایجاد شده و قدیمی ترین و مخرب ترین بیماری ویروسی شناخته شده در مو است. به رغم گذشت بیش از هفت دهه از شناسایی این ویروس همچنان بسیاری از جنبه های آن ناشناخته باقی مانده است. از اینرو برای بررسی فیلوژنی، تغییرات ژنتیکی و اثرات آن در خصوصیات بیولوژیکی ویروس، تعداد 257 نمونه با علایم مشکوک به آلودگی با gflv از تاکستان های قدیمی جمع آوری شدند. در ادامه براساس الگوی برش آنزیمی محصولات rt-pcr انجام شده برروی نمونه های الیزا مثبت، چهار جدایه برای همسانه سازی و تعیین توالی طول کامل rna2 ویروس انتخاب شد. نتایج تعیین توالی نشان داد که طول rna2 در جدایه های ارومیه و شیرامین 3730 نوکلئوتید و در جدایه های تاکستان و بناب 3749 نوکلئوتید بدون در نظر گرفتن طول دنباله آدنوزینی بود. دلیل کوتاهی rna2 در این جدایه ها حذف هایی بود که در هر دو ناحیه های ترجمه نشونده 3 و 5 رخ داده است. در درخت فیلوژنی ترسیم شده براساس طول کامل rna2، تمامی جدایه های gflv در سه گروه قرار گرفتند که در آن میان جدایه های ایرانی در یک کلاستر مجزا قرار داشتند. آنالیزهای نوترکیبی نشان داد که جدایه های gflv-nw، gflv-f13، شیرامین و arabis mosaic virus –lv جدایه های نوترکیب بوده و دارای جد مشترک هستند. مقایسه توالی نوکلئوتیدی rna2 در چهار جدایه ی ایرانی gflv که دوتای آنها مرتبط با علایم موزاییک زردی و دوتای دیگر مرتبط با علایم رگ نواری بودند نشان داد که rna2ی این جدایه ها بیشترین تفاوت را در ناحیه ی ژن 2ahp بویژه انتهای آمینی آن داشت و احتمالاً در ایجاد علایم نقش دارد ولی شواهد مستقیمی یافت نشد. علاوه براین، انتهای آمینی 2ahp بر خلاف انتهای کربوکسیلی و نیز orf2 تحت فشار انتخابی مثبت بود. از اینرو برای بررسی اثرات جهش های رخ داده در انتهای آمینی 2ahp در تکثیر و بیماریزایی ویروس، همسانه های نوترکیبی برای انتهای آمینی و نیز کل ژن 2ahp ساخته و تکثیر آنها بررسی شد. نتایج نشان داد که تغییرات اعمال شده باعث افزایش در تکثیر rna2 ویروس شده اند. به موازات این بررسی ها برای معرفی یک روش حساس در ارزیابی پایه های مادری، ردیابی 14 نمونه ی الیزا مثبت با استفاده از rt-pcr و با بکارگیری آغازگرهای موجود در منابع و طراحی شده در این پژوهش بررسی شد. نتایج نشان داد که اکثر آغازگرهای موجود در منابع قادر به ردیابی تمامی نمونه های بررسی شده نبودند. در حالیکه آغازگرهای طراحی شده در این پژوهش ویروس را در همه ی نمونه ها ردیابی کردند. کارایی آغازگرهای طراحی شده روی 35 نمونه ی الیزا مثبت جمع آوری شده از سایر استان ها در سال بعد (1388) بررسی و تأیید شد. همچنین روش پیوند سبز روی رقم قره داش (بعنوان میزبان نموده سازی) آلودگی به gflv را تایید کرد. نتایج این پژوهش نشان داد که ترکیب پیوند سبز و rt-pcr با آغازگرهای معرفی شده در این بررسی روشی حساس برای ردیابی gflv است.

شوری خاک از مهمترین عوامل کاهش دهنده عملکرد گیاهان و تولید محصولات کشاورزی می باشد. مسیر سیگنالینگ sos بعنوان یکی از مکانیسم های مقاومت گیاهان در برابر استرس های محیطی، هموستازی یون را تحت تنش شوری تنظیم می کند. ژن sos3 یکی از ژن های کلیدی در این مسیر تنظیمی بوده و باعث فعالسازی این مسیر می شود. ذرت یکی از مهمترین محصولات کشاورزی جهان و ایران بوده و نسبت به سایر غلات بیشتر تحت تأثیر تنش شوری قرار می گیرد. دستکاری مسیر sos در جهت تشدید سیگنالینگ می تواند با تقویت پاسخ گیاه در برابر استرس های محیطی و بویژه شوری، مقاومت گیاه در برابر چنین استرس هایی را افزایش دهد. با توجه به اینکه ژن sos3 یک ژن کلیدی در این مسیر بوده و نیز طراحی و ساخت یک وکتور مناسب برای انتقال ژن مورد نظر، یکی از مهمترین مراحل انتقال موفق آن ژن محسوب می گردد، بنابراین، در این تحقیق ساخت وکتور مناسب برای انتقال ژن sos3 با استفاده از تفنگ ژنی به گیاه ذرت در دستور کار قرار گرفت. بدین منظور ژن sos3 که قبلاً توسط همکاران این پروژه از گیاه آرابیدوپسیس جداسازی و کلون شده بود، در بین پروموتور و ترمیناتور 35s کلون گردید. با توجه به اینکه ژن mana مناسب ترین گزینشگر برای انتقال ژن به ذرت می باشد، در مرحله بعدی، کاست این ژن که قبلاً توسط گروه بیوتکنولوژی کلون و آماده سازی شده بود، در جایگاهی مناسب در وکتور حاوی کاست ژن sos3 کلون گردید. وکتور حاصل که per2 نامگذاری شد، جهت انتقال ژن sos3 به کالوس های جنین زای ذرت که از قطعات برگ بدست آمده بودند، مورد استفاده قرار گرفت. انتقال ژن به روش ریزپرتابی انجام گرفت و کالوس ها بعد از سه روز کشت روی محیط اسمزی، بر روی محیط کشت گزینش اولیه حاوی g/l 10 مانوز و mg/l 20 گلوکز انتقال یافتند. پس از چهار هفته، کالوس های رشد کرده در محیط گزینش اولیه، بر روی محیط گزینش نهایی منتقل شدند. در ادامه، پس از رشد کافی کالوس ها، باید آزمایشات اولیه از قبیل تست کلروفنول قرمز و pcr برای تأیید حضور ترانس ژن ها و نیز آزمایشات مولکولی تکمیلی از قبیل rt-pcr، ساترن و نورترن بلات برای تعیین تعداد نسخه های انتقال یافته و نحوه رونویسی و بیان آنها انجام گیرند. همچنین آزمایشات ارزیابی مقاومت به شوری و سایر استرس های غیرزنده و زنده، می تواند در سطح کالوس، گیاهچه های باززا شده از کالوس ها و نتاج گیاهان تراریخت انجام گیرد. واژه های کلیدی: ذرت، ژن sos3، شوری، تفنگ ژنی

از آنجا که یکی از مشکلات عمده ی کشاورزی در برخی مناطق زراعی، وجود شرایط محیطی نامساعد برای رشد گیاه می باشد، لذا ایجاد گیاهان سازگار به شرایط نامساعد محیطی از اهمّیّت خاصّی برخوردار است. مثلاً در مناطقی با فصل رویشی کوتاه، ایجاد گیاهان زودگلده باعث در امان ماندن آنها از شرایط نامساعد محیطی می گردد. حتی در مورد گیاهان زینتی و دارویی هم ایجاد چنین صفتی می تواند کاربردهای اقتصادی فراوانی داشته باشد. ژن (ft) flowering locus t القاء کننده گلدهی در گیاه آرابیدوپسیس می باشد که در گونه های مختلف گیاهی به طور حفاظت شده وجود دارد و تصور می شود که در انتقال سیگنال های گلدهی florigenنقش موثری ایفا می کند. در اطلسی یک نوع همولوگ ft وجود دارد که باعث انگیزش گلدهی در این گیاه می شود. در این تحقیق ژن ft آرابیدوپسیس تحت کنترل پروموتور 35s camv درون وکتور های مختلف به کمک اگروباکتریوم به گیاه اطلسی انتقال داده شد. گیاهان تراریخته پس از گزینش روی محیط انتخابی باززایی و تکثیر شدند. آنالیز مولکولی با استخراج dna و rna روی آنها انجام گردید. نتایج pcr روی dna نشان داد که ژن ft در این گیاهان مستقر شده است. rt-pcr نیز بیان ft انتقال داده شده را در برخی از گیاهان تراریخت ثابت کرد. مشاهدات اولیّه حاکی از این است که این گیاهان تراریخت نسبت به گیاهان تیپ وحشی اطلسی رشد رویشی کوتاه تر داشته و احتمالاً زود گلده تر باشند. تعمیم این تحقیق در گونه های مختلف گیاهی باعث بدست آوردن گیاهانی با ارزش اقتصادی بالا و سازگار به شرایط محیطی خواهد شد.

با توجه به مزایای زیاد گیاهان برای تولید پروتئین های نوترکیب، توسعه ی روش های مناسب برای تولید پروتئین های مهم در سلامت و درمان بیماری های انسانی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در ایران نیز با توجه به اینکه تعداد زیادی از این پروتئین های نوترکیب از خارج تامین می شود، ایجاد سیستم های مناسب برای تهیه ی این نوع پروتئین ها در داخل کشور ضروری به نظر می رسد. یکی از پروتئین های مهم انسانی، igf-1 می باشد که نقش اساسی در درمان بیماری هایی از قبیل دیابت، پوکی استخوان، چاقی، اختلالات عصبی و عضلانی و ...، ایفا می کند. بنابراین، در این پژوهش تلاش گردید تا زمینه لازم برای تولید این پروتئین در گیاهان و به ویژه در ارگانل های کلروپلاست فراهم گردد. برای این منظور، ابتدا rnaهای کل از سلول های کشت شده ی انسانی استخراج شده و از روی آن cdna تهیه گردید. سپس قطعه cdnaی مربوط به ژن igf-1 با استفاده از یک جفت پرایمر اختصاصی تکثیر و در وکتور pgbkt7 کلون گردید. پس از تعیین توالی قطعات کلون شده و تطبیق آنها با توالی ثبت شده، یکی از توالی های کاملا منطبق برای ادامه ی کار در وکتور پایه ی pmcs5 کلون گردید. با توجه به مزایای بسیار زیادی که انتقال ژن به کلروپلاست نسبت به انتقال ژن به هسته دارد، ژن کلون شده در دو مرحله در وکتورهای اختصاصی انتقال ژن به کلروپلاست توتون کلون گردید. برای این منظور ابتدا ژن igf-1 با استفاده از سایت های برشی ndei و xbai در وکتور phk20 و در بین یک پروموتر و ترمیناتور کلروپلاستی که از قبل در وکتور جاسازی شده بودند، کلون گردید. در نهایت ژن کلون شده به همراه پروموتر و ترمیناتور و با استفاده از سایت های برشی saci و hindiii در وکتور کلروپلاستی prb94 که حامل ژن انتخابگر aada برای گزینش گیاهان تراریخته می باشد، کلون گردید. با توجه به تشابه بسیار زیاد توالی ژنوم کلروپلاستی توتون و کاهو، و با توجه به نتایج حاصل از مطالعه ی قبلی، می توان پیش بینی کرد که این وکتور برای انتقال و تولید این پروتئین در کلروپلاست گیاه خوراکی کاهو (جهت تولید پروتئین خوراکی بدون نیاز به مراحل استخراج و خالص سازی و تجویز مستقیم بافت گیاهی به عنوان دارو)، امکان پذیر خواهد بود.

چکیده از آنجا که بیماری های ویروسی سالیانه خسارات زیادی بر کشاورزی وارد می کنند، تلاش برای ایجاد گیاهان مقاوم به این بیماری ها همواره مورد توجه محققان بوده است. یکی از مهم ترین ویروس های بیماری زای خانواده سولاناسه، ویروس potato x potexvirus (pvx) می باشد که سبب ایجاد لکه های موزاییک سیستمیک در nicotiana tabacum می شود. در این تحقیق سعی شد تا با بهره گیری از تکنیک rna silencing و ترانسفورم کردن گیاهان توتون بوسیله سازه rnai طراحی شده برای ژن p25 (وکتور pfgc5941 حاوی قطعه از ژن p25در دو جهت سنس و آنتی سنس) گیاهان مقاوم به این ویروس تولید گردد. این وکتور نوترکیب به واسطه ی آگروباکتریوم، به ریزنمونه های (قطعات برگی 5/0 تا 1 سانتی متر) گیاهان توتون انتقال یافت و گیاهان تراریخته بدست آمده، پس از باززایی، انتخاب (با 10میلی گرم بر لیتر علفکش بستا) و تکثیر مورد بررسی های فنوتیپی و مولکولی قرار گرفتند. استخراج dna و rna از گیاهان تراریخته انجام شد. حضور ترانسژن در آنها توسط تکنیک pcr تایید شد. نتایج rt-pcr حاکی از عدم تداوم و بقای mrna سازه سنجاق سری قطعه p25 بوده و احتمالا بلافاصله به sirna تبدیل می شوند. تلقیح pvx روی گیاهان تراریخت به روش مکانیکی انجام شد و تست elisa با آنتی بادی های اختصاصی pvx انجام گردید. گیاهان تراریخت برای حصول نسلهای بعدی کشت و تکثیر می یابند. کلمات کلیدی: توتون، pvx، مقاومت، گیاه ترانسژنیک، rna silencing

وظایف بسیاری از ژن های موجود در گیاهان و جانوران هنوز مجهول است. ایجاد جهش در موجودات یکی از مناسبترین روش های شناسایی و کشف وظایف ژن ها می باشد. جهش یک تغییر ژنتیکی است که می تواند با تغییر در توالی dna موجب تنوع ژنتیکی شده یا صفتی در موجود را تغییر دهد. تحقیقات و اکتشافات زیادی تاکنون در خصوص ژن های گیاهان و جانوران مدل انجام شده و با ایجاد جهش در آنها تعیین وظیفه شده اند. در همین راستا در این پروژه ما در گیاه کاهو نیز بعنوان مدلی از خانواده آستراسه و با توجه به اهمیتی که این گیاه از لحاظ دارویی و خوراکی دارد، به روش اینزرشن t-dna اقدام به ایجاد کلکسیونی از جهش ها کردیم. برای اینکار ابتدا کشت بافت گیاه کاهو روی محیط کشت ms با هورمون های naa و bap جهت باززایی مستقیم از ریزنمونه های کوتیلدونی انجام شد. در ادامه با استفاده از نژاد lba4404 آگروباکتریوم، وکتور pkgwfs7 حاوی ژن gfp و gus بدون پروموتور به ریزنمونه ها انتقال یافت. سپس در محیط انتخابی کانامایسین گیاهان باززا شده تراریخته، انتخاب شدند. پس از اثبات وجود ترانسژن در این گیاهان با استخراج dna و انجام pcr، بررسی مولکولی و فنوتیپی روی آنها ادامه یافت. تغییراتی مثل کمرنگ شدن رنگ برگ ها، کاهش رشد و ارتفاع در مقایسه با تیپ وحشی دیده شد. ادامه کارهای مولکولی روی آنها و رسیدن به نسل های بعدی گیاهان جهش یافته در حال انجام است. کلکسیون گیاهان کاهو جهش یافته ایجاد شده، می تواند در تحقیقات بعدی برای شناسایی صفات ژنهای جهش یافته و همچنین بعنوان ذخایر ژنتیکی مورد استفاده قرار گیرد. کلمات کلیدی: کاهو، تراریزش گیاه، الحاق t-dna، جهش زایی

کاروتنوئیدها یکی از گسترده ترین دسته های ترکیبات غذایی از لحاظ تنوع غذایی هستند. نقش کاربردی کاروتنوئیدها در تغذیه انسان به عنوان آنتی اکسیدان و پیش ماده ویتامین a سبب شده که مصرف پیوسته آنها موجب ایمنی در برابر برخی از بیماریها گردد. بنابراین به خاطر اهمیت کاروتنوئیدها، دستکاری ژن های رمزکننده ی آنزیم های مسیر سنتز این مواد از اهمیت فوق العاده ای برخور می باشد. این طرح به منظور بررسی پتانسیل گیاه خوراکی کاهو برای افزایش میزان کاروتنوئیدها از طریق بیان بیشینه ی کلیدی-ترین آنزیم مسیر سنتز کاروتنوئیدها، یعنی فایتوئین سنتاز، انجام گرفت. برای اینکار ابتدا cdnaی ژن فایتوئین سنتاز که از گیاه نرگس جداسازی گردیده بود، سعی شد تا در وکتور مخصوص انتقال ژن به هسته کلون گردد . با توجه به اینکه محل فعالیت psy (محل سنتز کاروتنوئیدها) در کلروپلاست می باشد، کارآیی مناسب تری در افزایش میزان کاروتنوئید خواهد داشت، برای این منظور باتوجه به محدودیت سایت های برشی برای کلون کردن ژن در یک وکتور پلاستیدی آماده به نام phk20 (xbai,ndei)، مناسب ترین استراتژی این بود که ابتدا باید psy در یک وکتور مناسب کلون می شد تا این دو سایت برشی ایجاد شود. لذا psy از وکتور pma4 جدا و در سایت ecori وکتور پایه pmcs5 کلون شد. باتوجه به امکان ایجاد لیگاسیون زیاد، از سیستم گزینشی blue-white برای گزینش کلون های نوترکیب استفاده شد. در مرحله بعدی psy با استفاده از آنزیم های xbai و ndeiجدا شده و با ژن nptii در وکتور phk20 جایگزین گردید. از آنجا که کشت بافت و اندام زایی اساس موفقیت در هر آزمایش انتقال ژن و به ویژه در انتقال ژن به کلروپلاست می باشد، بنابراین جهت افزایش کارآیی لازم است تا پارامتر-های مختلف جهت انتقال ژن بهینه سازی شود. از پارامترهای مهم در انتقال ژن به روش ریز پرتابی، نوع ذرات مورداستفاده، فشار پرتاب، فاصله ی آداپتور تا بافت های هدف و تفاوت در نوع کاشت و پرورش گیاه می باشد که در این تحقیق مورد ارزیابی قرارگرفت. با بررسی بیان موقت ژن gus در برگ های شلیک شده پس از یک روز، ذرات طلا و فشار psi 1350 در فاصله cm 5/3 آداپتور از بافت برگی گیاهان کاهوی کشت شده در محیط in vitro به عنوان بهترین تیمارها شناخته شدند. بهینه سازی پارامترهای موجود در این روش می تواند موجب افزایش کارآیی این روش شده و احتمال موفقیت در انتقال ژن به کلروپلاست گیاه کاهو را افزایش دهد.

اخیرا" دیابت وابسته به انسولین سومین عامل بزرگ مرگ ومیر درکشورهای صنعتی بعد از بیماری های قلبی عروقی و سرطان شده است. تزریق انسولین و یا پروتئین های شبه انسولین از قبیل igf-1، مهمترین روش درمان این بیماری محسوب می شود. با توجه به روند افزایشی این بیماری، روش های متداول جوابگوی نیاز روز افزون به این نوع پروتئین ها نخواهد بود. بنابراین، توسعه تکنیک های جدید برای تولید این پروتئین ها در سطوح بالاتر و با کیفیت بیشتر از اهمیت بالایی برخوردار است. در حال حاضر، این پروتئین ها بیشتر در سیستم های باکتریایی و مخمر تولید می شوند، ولی به دلیل مشکلاتی که این سیستم ها دارند و همینطور برای ایمنی بیشتر و تولید با ظرفیت بالا، استفاده از سیستم های گیاهی توصیه می شود. بنابراین، هدف از انجام این تحقیق، طراحی و ساخت وکتورهای مناسب برای انتقال cdna ی ژن igf-1 جداسازی شده از سلول های انسانی در گیاه ذرت بعنوان یک گیاه زراعی مهم با عملکرد بالا می باشد. برای این کار، ابتدا cdna ی ژن igf-1 که قبلا از سلول های انسانی جداسازی و کلون شده بود، با استفاده از آنزیم های برشی smai و sphiدروکتور pff19g و در بین پروموتور و ترمیناتور35s کلون گردید. با درج کاست ژن manaبعنوان ژن گزینشگر مناسب برای ذرت، وکتور نوترکیب psd3 ساخته شده که برای انتقال و بیان این ژن در ذرت قابل استفاده خواهد بود. همچنین با توجه به اهمیت کشت بافت برای انتقال موفق و پایدار ژن، در این تحقیق کشت بافت ذرت با استفاده از قطعات برگ گیاهچه های استریل ذرت برای اولین بار در ایران بهینه سازی و پس از تولید کالوس های جنین زا و تکثیر آن ها، باززایی در سطح گیاهچه و ریشه زایی با موفقیت انجام گرفت.

قارچ های بیماری زا همواره یکی از مهمترین عوامل خسارت به محصولات کشاورزی می باشند. یکی از روش های مبارزه با بیماری های قارچی استفاده از مهندسی ژنتیک برای انتقال ژن های رمز کننده آنزیم های هیدرولازی، خصوصاً کیتینازها به گیاهان زارعی می باشد. آنزیم های کیتینازی جدا شده از گونه های مختلف قارچ trichoderma بویژه آنزیم ech42، اثر بازدارندگی بالایی بر رشد قارچ های بیماری زا داشته و بسیار موثرتر از کیتینازهای جدا شده از منابع دیگر عمل می نماید. ذرت یکی از مهمترین محصولات کشاورزی در جهان و ایران است، که در معرض بیماری های مختلف قارچی قرار دارد. با توجه به اهمیت بازدارندگی ژن ech42 در رشد قارچ-های بیماری زا، تولید ارقام مقاوم در ذرت وبا توجه به اینکه وجود وکتور مناسب برای انتقال موفق ژن به گیاه ضروری می باشد، در این تحقیق به طراحی و ساخت وکتور مناسب برای انتقال ژن ech42 با کارایی بالا به گیاه ذرت اقدام گردید. برای این کار، ابتدا cdna ی ژن ech42 که قبلاً از قارچ trichoderma atroviride جداسازی و کلون شده بود، با استفاده از آنزیم های برشی xbai و ecori دروکتور pma4 و در بین پروموتور camv 35s و ترمیناتورtnos کلون گردید. وکتور نوترکیب ساخته شده pta1 نامیده شد. در مرحله بعد، کاست بیان ژن mana به عنوان مناسبترین ژن گزینشگر در ذرت، با استفاده از آنزیم های برشی ncoi و sacii از pma5 جدا و در وکتور pta1 کلون گردید. وکتور ساخته شده (pta2) برای انتقال ژن ech42 به گیاه ذرت و نیز در گیاهانی که فاقد ژن mana باشند، جهت ایجاد مقاومت به بیماری های قارچی، قابل استفاده خواهد بود.

ویروس نکروز عفونی بافت های خونساز (ihnv) یکی از مهمترین ویروس های بیماری زا در ماهی قزل آلا می باشد. ihnv باعث ایجاد اپیدمی بیماری نکروز عفونی بافت های خونساز در ماهیان جوان شده و ماهیان بالغ، حامل این ویروس می شوند. در این مطالعه، 40 نمونه جمع آوری شده از مزارع پرورش قزل آلا در استان خراسان رضوی به روش nested-rt-pcr مورد بررسی قرار گرفت. بافت های کلیه، کبد و طحال ماهیان و همچنین تخم های چشم زده در شرایط استریل، جهت بررسی به موسسه تحقیقات واکسن و سرم سازی رازی، واحد شمال شرق کشور- مشهد منتقل و هموژن گردید. پس از استخراج rna و سنتز cdna، آزمایش rt-pcr برای ژن گلیکوپروتئین، وجود ویروس در یک نمونه را نشان داد. به منظور افزایش اختصاصیت واکنش، یک واکنش ثانویه nested-pcr روی محصول اولیه برای منطقه mid-g صورت پذیرفت. منطقه mid-g یک بخش به طول 303 نوکلئوتید در ژن g ویروس ihn است که شامل منطقه تعیین کننده آنتی ژنیک ویروس می باشد. کشف شده که این منطقه برای آنالیزهای فیلوژنتیک این ویروس بسیار با ارزش است، به همین دلیل در این مطالعه از همین منطقه برای بررسی فیلوژنتیک ویروس یافت شده و مقایسه آن با ویروس های دیگر یافت شده در جهان و ثبت شده در پایگاه بانک ژن ncbi و نسب شناسی آن استفاده گردید. با بررسی درخت فیلوژنتیک، که به وسیله نرم افزار mega5 رسم شد، و با مقایسه توالی مورد نظر با توالی های مربوط به آمریکا، اروپا، ژاپن و کره، قرابت نزدیک ویروس استحصالی از خراسان رضوی با آمریکا و اروپا را می توان توصیه کرد. به احتمال زیاد علت نزدیکی ویروس منطقه مورد مطالعه، واردات تخم چشم زده از آن مناطق می باشد.

بنفشه آفریقایی یکی از مهم ترین گیاهان زینتی در سراسر جهان به شمار می رود. این گیاه غالبا مورد تهاجم بوسیله قارچ های fusarium oxxyporum، گونه های مختلف phytophtora ، pythium و botrytis قرار می گیرد که باعث ایجاد بیماری پوسیدگی ریشه و طوقه، سفیدک پودری و بلایت باکتریایی می شوند. برای افزایش بازارپسندی در این گیاه و ایجاد ارقام جدید نیاز به تکنیک های مهندسی ژنتیک می باشد که چشم انداز-های نو برای توسعه صنعت باغبانی از طریق ایجاد صفات برتر و مفید فراهم می کند. سیستم سریع باززایی از طریق in vitro یکی از مسایل اساسی برای تکثیر سریع و دستکاری های ژنتیکی از بنفشه آفریقایی می باشد. در این پژوهش برای توسعه باززایی سریع با کارایی بالا و سیستم سازگاری برای بنفشه آفریقایی از قطعات دمبرگ در محیط پایه rm با ترکیبات مختلف هورمونی استفاده شد. توسعه و بهینه کردن پروتوکل مناسب باززایی در شرایط درون شیشه ای در کم ترین زمان برای بنفشه آفریقایی انجام شد. باززایی از هر دو طریق اندام زایی و جنین زایی سوماتیکی با فراوانی بالا انجام شد. همچنین توسعه تشکیل سریع ریشه و پروتوکل مناسب جهت سازگاری گیاهچه های باززا شده از کشت درون شیشه ای انجام شد. پروتوکل بدست آمده یک سیستم کشت بافت سریع، ساده، قابل اطمینان برای تکثیر تجاری و برای تراریزش بنفشه آفریقایی می تواند محیا کند. انتقال ژن به روش ریز پرتابی یک سیستم رایج برای انتقال ژن است و از طریق تفنگ ژنی صورت می گیرد. از اینرو بهینه سازی پارامتر های موجود در این روش می تواند منجر به افزایش احتمال انتقال پایدار ژن های مفید از قبیل ژنهای مربوط به تغییر رنگ و شکل گل و مقاومت به آفات و بیماری ها به گیاه بنفشه آفریقایی شود. در این تحقیق انتقال و بیان موقت ژن گزارشگر gus در نمونه های برگی استریل گیاه بنفشه آفریقایی با روش ریزپرتابی مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی بیان موقت ژن gus از طریق رنگ آمیزی هیستوشیمیایی، استفاده از ذرات طلا با تنظیم فاصله آداپتور از بافت برگی روی 5 سانتی متر در فشار psi 1350 برای انتقال ژن پایدار به این گیاه مناسب تشخیص داده شد. در این پژوهش ژن کیتیناز که باعث القای مقاومت به بیماری می شود از طریق ریز پرتابی به گیاه بنفشه آفریقایی انتقال داده شد. بمباران قطعات برگی با پلاسمید pbin61 که دارای کاست ژن کیتیناز (ech42) و ژن گزینشگر نئومایسین فسفو ترانسفراز (nptii) انجام شد. باززایی روی محیط حاوی کانایسین 50 میلی گرم در لیتر بدست آمد. جهت افزایش فشار گزینش گیاهان باززا شده به محیط حاوی 100 میلی گرم در لیتر کانامایسین منتقل شد. آنالیز pcr از dna استخراج شده گیاهان مثبت به ech42 حضور ژن ech42 را در گیاهان تایید کرد. آنالیز rt-pcr نیز بیان ژن ech42 را در 3 گیاه تراریخت تایید کرد. نتایج حاصل برای اولین بار در بنفشه آفریقایی کارایی تراریزش از قطعات برگ را نشان می دهد

یکی از مشکلات بشر در امر کشاورزی خسارت حاصل از پاتوژن های مختلف به گیاهان است. در این خصوص محققان درصدد انتخاب ارقام مقاوم به پاتوژن، انتقال ژن های مقاومت و یا انتقال عوامل ایجاد مقاومت به گیاهان می باشند تا شاید بدین وسیله درصدی از میزان خسارت را کاهش داده و گیاهان مقاوم نسبت به پاتوژن ها را ایجاد نمایند. بنابراین جداسازی و انتقال ژن-های مقاومت به گیاهان حساس از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. فاکتور رونویسی myc2 (myc: myelocytomatosis) یک عامل کلیدی در مسیر پیام رسانی هورمون جاسمونیک اسید می باشد که با اتصال به ناحیه پروموتور ژن های مربوط به این هورمون نقش خود را ایفا می کند و سبب افزایش مقاومت چشمگیری در گیاهان نسبت به اکثر تنش های زنده و غیر زنده می شود. در این تحقیق ابتدا cdna گیاه آرابیدوپسیس سنتز شد و با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن myc2 و تکنیک pcr ناحیه کد-کننده این ژن به طول 1872 نوکلئوتید جداسازی گردید و پس از طی مراحل برش آنزیمی در وکتور pma4 کلون شد و برای تأیید، هفت کلون حاصل در وکتورهای نوترکیب به توالی یابی ارسال گردید. توالی های حاصله توسط نرم افزار blast و multialign با توالی موجود در بانک اطلاعاتی ncbi مقایسه شدند. هر هفت کلون در مقایسه با توالی منتشرشده nm102998 در پنج اسیدآمینه تفاوت داشتند. نتایج این تحقیق دومین جداسازی و توالی یابی ژن myc2 از گیاه آرابیدوپسیس می باشد که ضمن تأیید توالی چاپ شده قبلی، پنج اسید آمینه متفاوت با آن را نشان می دهد. در ادامه این ژن در وکتور pbinplus قرار داده شد تا جهت تراریزش گیاهان مختلف برای ایجاد مقاومت سیستمیک استفاده شود.

گیاهان خانواده کدوئیان دارای اهمیت خوراکی و همچنین داروئی در سراسر جهان می باشند. ویروس زردی شته زاد کدوئیان (cucurbit aphid-born yellow polerovirus: cabyv) یکی از شایع ترین ویروس های آلوده کننده کدوئیان در جهان است. ویروس cabyv کاهش محصول قابل توجهی را در خانواده گیاهی کدوئیان به خصوص خربزه و خیار از طریق کاهش تعداد میوه ایجاد می کند. تنها راه کاهش خسارت این ویروس استفاده از ارقام مقاوم و مبارزه با ناقلین آن است که روش دوم بدلیل هزینه بالا و مسائل زیست محیطی مورد تاکید نمی باشد. تحقیقات کمی در خصوص ایجاد مقاومت به این ویروس در کدوئیان صورت گرفته است. یکی از روشهای موثر برای ایجاد مقاومت به ویروس ها در گیاهان استفاده از مقاومت پاتوژن زاد (pathogen-derived resistance) است که بر اساس استفاده از ژن ها یا توالی های ویروسی و انتقال آنها به گیاه میزبان استوار است. پدیده خاموشی ژن پس از رونویسی (post-transcriptional gene silencing: ptgs) یا rna silencing یکی از این روش ها می باشد. در تحقیق حاضر برای بررسی امکان ایجاد مقاومت به ویروس cabyv با استفاده از سیستم ایجاد مقاومت ناشی از پاتوژن (مقاومت با واسطه rna) از ژن p0 ویروس استفاده گردید. در این تحقیق سازه ای طراحی شد که در آن قطعه ای از ویروس در جهت سنس و آنتی سنس در دو طرف اینترون و در مقابل پروموتور 35s در پلاسمید pfgc5941 قرار داده شد که پس از رونویسی حالت سنجاق سری به خود می گیرد. برای این کار با آغازگر های اختصاصی قطعه ??? بازی از orf0 که کد کننده پروتئین ممانعت کننده از rna silencing می باشد با pcr تکثیر گردید. با روش برش آنزیمی و لیگاسیون این قطعه ابتدا در جهت سنس مقابل پروموتور در پلاسمید قرار گرفت و سپس در جهت آنتی سنس و پس از اینترون وارد شد. این پلاسمید نوترکیب می تواند برای تراریزش و ایجاد مقاومت در گیاهان مختلف میزبان این ویروس بکار برده شود..

امروزه بیماری دیابت برای سلامت جهانی یک تهدید جدی محسوب می شود. پروتئین igf-1 یکی از پروتئینهای مهم انسانی است که نقش اساسی در درمان بسیاری از بیماریها از قبیل دیابت، پوکی استخوان، چاقی، اختلالات عصبی و عضلانی و غیره ایفا میکند. باکتری e. coli به خاطر رشد سریع، تولید بیوماس بالا و هزینه ی کم به صورت گسترده به عنوان میزبان برای تولید پروتئین های نوترکیب استفاده می شود. هدف از این تحقیق، طراحی و ساخت وکتور مناسب جهت بیان ژن (igf-1) insulin-like growth factor1 جداسازی شده از سلولهای انسانی در باکتری e. coli می باشد. در مرحله نخست، dnaی ژن igf-1 با تکنیک pcr با استفاده از آغازگر های اختصاصی تکثیر یافته سپس الکتروفورز محصول pcr بر روی ژل آگارز، قطعه تکثیر شده به طولbp 336 را تایید کرد. ژن igf-1 و پلاسمید pgbkt7 با آنزیم های bamhi و ecori برش داده شدند و پس از خالص سازی، لیگاسیون بین آنها صورت گرفت. محصول لیگاسیون با روش الکتروپوراسیون به باکتری e. coli انتقال یافت. پس از گزینش باکتری های حاوی پلاسمید نوترکیب pgbkt7+igf-1 به کمک pcr استخراج پلاسمید از آنها صورت گرفته و پلاسمید های نوترکیب pgbkt7+igf-1 نهایتا با روش برش آنزیمی و سپس با توالی یابی تایید شدند. آنگاه ژن igf-1 با آنزیم های bamhi و ecori جداسازی و در وکتور pet-21a برش یافته با همان آنزیم ها لیگاسیون شد. پلاسمید های نوترکیب pet-21a+igf-1 با روش های pcr و برش آنزیمی تایید شدند. در نهایت وکتور نوترکیب pet-21a+igf-1 جهت بیان پروتئین igf-1 انسانی در سویه مناسب باکتری e. coli مورد استفاده قرار گرفت. پلاسمید حاصله در تولید پروتئین نوترکیب کاربرد خواهد داشت که در نهایت می تواند به عنوان یک منبع داروی زیستی در اختیار بیماران دیابتی قرار گیرد.

تشخیص ویروس¬ها با استفاده از آنتی¬بادی¬های اختصاصی اهمیت ویژه¬ای برای کنترل بیماری¬های گیاهی خصوصا در برنامه تولید بذر سیب¬زمینی دارد. یکی از مهمترین ویروس¬های سیب¬زمینی potato x potexvirus (pvx) با گستره جهانی می¬باشد. در این تحقیق به منظور تولید آنتی¬بادی اختصاصی pvx ژن coat protein (cp) آن به صورت نو¬ترکیب بیان گردید. برای این منظور ابتدا واکنش rt-pcr ¬با استفاده از آغاز¬گر¬های اختصاصی cp حاوی سایت برشی آنزیمی انجام گرفت. الکتروفورز محصول pcr بر روی ژل آگارز، قطعه تکثیر شده به طولbp 714 را تایید کرد. ژن cp و پلاسمید pgbkt7 توسط آنزیم¬های bamhi و ecori برش داده شدند و پس از خالص¬سازی، لیگاسیون بین آنها صورت گرفت. پلاسمید نو¬ترکیب pgbkt7-cp با الکتروپوراسیون به باکتری e. coli منتقل و در آن تکثیر گردید. پس از گزینش باکتری¬های حاوی پلاسمید نو¬ترکیب به کمک pcr و استخراج پلاسمید از آنها، توالی¬یابی درست بودن کلون ایجاد شده را تایید کرد. در مرحله بعد، برش آنزیمی و لیگاسیون ژن cp در پلاسمید pet-21a که توسط آنزیم¬های برشی bamhi و ecori برش خورده بود، صورت گرفت. این پلاسمید نو¬ترکیب به منظور بیان پروتئین مورد نظر به باکتری e. coli منتقل شد. بیان پروتئین موردنظر به کمک روش sds-page تایید شد. پس از بیان و خالص¬سازی، پروتئین موردنظر جهت تولید آنتی¬بادی اختصاصی pvx مورد استفاده قرار می¬گیرد.

در سال¬های اخیر تخریب زودرس سازه¬های بتنی و در نتیجه کاهش عمر مفید آنها در اثر خوردگی میلگرد ناشی از نفوذ عوامل مهاجم به داخل بتن از مهم¬ترین دغدغه¬های جامعه مهندسی عمران در زمینه سازه¬های بتنی بخصوص در مناطق ساحلی و دریایی می¬باشد. عوامل خورنده¬ی زیادی در محیط اطراف سازه¬های بتن آرمه خصوصا در محیط¬های ساحلی و دریایی وجود دارد که سبب ترک خوردگی و تورق در سازه شده و خوردگی آرماتورها از بین رفتن سازه را تسریع می¬دهد. هدف از این پژوهش جلوگیری و یا کاهش خوردگی بتن مسلح با میکروب تسریع¬کننده¬ی کلسیت است که یک روش دوستدار محیط زیست می¬باشد. این میکروب با تولید آنزیم اوره¬آز هیدرولیز اوره را به بی کربنات و آمونیاک سرعت می¬دهد. در حضور یک منبع کلسیم خارجی رسوب کلسیم کربنات تشکیل می¬شود. برای رسیدن به این هدف ابتدا باکتری¬های تولید کننده کلسیت شناسایی گردید . بدین منظور جدایه¬های مختلف باکتری از چند نمونه خاک نزدیک ریشه گیاه و سیمان جداسازی شدند. سپس از طریق آزمایش هیدرولیز اوره باکتری¬هایی که توانایی هیدرولیز اوره را داشتند شناسایی شده وآزمایش¬های بیوشیمیایی برای شناسایی مشخصات باکتری¬های جدا شده انجام شد. با مقایسه¬ی سرعت هیدرولیز اوره و میزان کلسیت و همچنین نامحلول بودن کلسیت تولیدی چند جدایه انتخاب گردید. آزمایشات نشان دادند که باکتری¬های جداشده از سیمان نسبت به باکتری¬های جداشده از خاک دارای سرعت هیدرولیز اوره بالاتری بوده و مقدار کلسیت تولیدی آنها نیز بیشتر می¬باشد. باکتری¬های جداشده از خاک نیز سرعت هیدرولیز اوره مناسبی داشته و کلسیت تولیدی آنها چسبنده و نامحلول می¬باشد. نتایج نشان می-دهد که باکتری¬های جدا شده¬ موجود توانایی تولید رسوب کلسیت و در نتیجه ایجاد لایه محافظ سطحی بر روی نمونه بتنی و احتمالا بر روی سطح میلگرد و جلوگیری از خوردگی را دارند. رسوبات کلسیتی ضمن ترمیم ترک خوردگی بتن و جلوگیری و یا کاهش نفوذ عوامل خوردگی میلگرد، با رسوب گذاری¬ روی میلگردها غشاء محافظی را روی میلگردها ایجاد می¬نمایند. این غشاء محافظ ضمن جلوگیری از خوردگی میلگردها ناشی از عوامل خورنده، از نفوذ این عوامل به بتن نیز جلوگیری می¬کند. نتایج حاصل از آزمایشات تسریع کننده¬ی خوردگی میلگردها به روش پلاریزاسیون نشان دادند که زمان لازم برای ایجاد ترک با عرض مشخص¬، در نمونه¬های بهبود یافته با لایه کلسیت میکروبی، نمونه با ملات بیولوژیکی و نمونه بهبود یافته با میکروسیلیس به همراه باکتری، به ترتیب 8 ، 3 و 8/1 برابر نمونه¬های کنترلی است. همچنین شدت جریان خوردگی در نمونه¬های کنترلی تقریبا 4/1، 25/1 و 1/1 برابر نمونه¬های بهبود یافته به روش¬های بالا به دست آمد. این امر مقاومت بیشتر نمونه¬های بهبود یافته را در برابر خوردگی نسبت به نمونه¬های کنترلی نشان می¬دهد.

کاربرد بتن به صورت گسترده در سراسر دنیا در حال افزایش است و تولید بتنی با دوام، یک نیاز مهم می¬باشد. بنابراین استفاده از مکانیزمی که بتواند در افزایش طول عمر سازه¬های بتنی موثر باشد ضروری است. دوام سازه¬های بتن آرمه عموما تحت تاثیر ترک قرار دارد. ترک در بتن به علت¬های مختلف مثل جمع شدگی، دوره¬های یخ ذوب، تنش¬های سازه¬ای ایجاد می¬گردد. ترک¬های سطحی بتن، ورود مواد شیمیایی و خورنده مثل کلر را فراهم کرده که در اثر این عوامل، آرماتورهای داخل سازه¬های بتن¬آرمه خورده شده و موجب از بین رفتن سازه¬های بتنی می¬گردد. هدف از این تحقیق تعمیر ترک به صورت بیولوژیکی است که یک روش دوست دار طبیعت می-باشد. برای دستیابی به این هدف، ابتدا باکتری¬های تولید کننده کلسیت شناسایی گردید. بدین منظور ابتدا جدایه¬های مختلف باکتری¬ها از چند نمونه خاک و سیمان جداسازی و تست¬های بیوشیمیایی برای شناسایی باکتری¬ها صورت گرفت. با توجه به فاکتورهایی مثل سرعت هیدرولیز اوره، میزان کلسیت تولیدی و نامحلولی کلسیت، چند جدایه انتخاب گردید. برای محافظت باکتری¬ها از محیط قلیایی بالای بتن، باکتری¬ها در داخل سل ژل قرار گرفتند و سپس در داخل ترک توسط سرنگ تزریق شدند. در این تحقیق جدایه¬هایی که میزان تغییر غلظت بالای یک داشتند به عنوان جدایه¬هایی با سرعت هیدرولیز بالا انتخاب شدند. نتایج نشان می¬دهد که جدایه¬های انتخابی از سیمان و خاک ، در مدت 28 ساعت، میزان تغییر رنگی در حدود 3/1 دارند که این نشان می¬دهد که سرعت هیدرولیز جدایه¬ها، تقریبا برابر است. مقدار کلسیت تولیدی توسط جدایه¬های انتخاب شده از خاک بین 22 تا 51 میلی گرم و برای جدایه¬های جداسازی شده از سیمان بین 22 تا 60 میلی گرم می-باشد. در مقایسه نامحلولی کلسیت¬های تولیدی توسط جدایه¬های جدا شده از سیمان و خاک، جدایه s-5-3 کلسیت نامحلول تولید می¬کند به طوری که در زمان شستشو از داخل پتری شسته نمی¬شود. این ویژگی¬ها نشان می¬دهد که جدایه¬های موجود توانایی تعمیر ترک¬های بتن را دارند و می¬توان از آنها در تعمیر بتن استفاده نمود. با بررسی¬های انجام شده جدایه s-5-3 به عنوان جدایه اصلی برای تعمیر ترک و سطح بتن انتخاب گردید. بعد از انجام تعمیر ترک مشاهده شد که مقاومت فشاری نمونه¬های تعمیر شده با عیار kg/m3300، حدود 5 درصد افزایش می¬یابد. تعمیر سطحی بتن توسط جدایه s-5-3 و b. sphaericus نشان داد که جدایه s-5-3 مقاومت فشاری نمونه¬های تعمیر شده را حدود 31 درصد و باکتری b. sphaericus حدود 27 درصد افزایش می¬دهد. آزمایش نفوذپذیری بتن، بر روی نمونه¬های استوانه¬ای برای سه عیار مختلف با عرض ترکmm 2/0 و عمق mm 10نشان می¬دهد که ضریب نفوذپذیری کاهش پیدا کرده است که نشان دهنده تعمیر ترک توسط باکتری است.

تنش شوری فرایند های فیزیولوژیکی متعددی را در گیاهان تحت تاثیر قرار می دهد، برخی از این آثار شامل آسیب اکسیداتیو اجزای سلولی می باشد که توسط گونه های فعال اکسیژن ایجاد می شود. در مقابل، آنزیم های آنتی اکسیدان باعث جلوگیری از این آثار مخرب می شوند. در پژوهش حاضر به منظور مطالعه برخی صفات فیزیولوژیکی و مولکولی نظیر میزان بیان ژن کاتالاز (catalase: cat1) و آسکوربات پراکسیداز (ascorbate peroxidase:apx1) در دو رقم فلات سی اچ ((ch-falat و ریوگراند اس(rio grande s) گیاه گوجه فرنگی (solanum lycopersicum l.) تحت تیمارهای شوری آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی انجام شد. مشاهده شد که بیان نسبی ژن apx1 در رقم ریوگراند اس تا سطح شوری 50 میلی مولار کاهش و در سطح شوری 75 و 100 میلی مولار افزایش یافت و در رقم فلات سی اچ فقط تا سطح شوری 50 میلی مولار افزایش داشت. برخی صفات فیزیولوژیکی در تیمارهای شوری نیز موردبررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که در هر دو رقم با افزایش غلظت nacl از صفر تا 100 میلی مولار مقدار سدیم، پرولین و قندهای محلول افزایش و مقدار پتاسیم و k/na کاهش یافت. همچنین مقدار کلروفیل a، b و a/b تغییر معنی داری در تیمارهای شوری نداشت. میزان شاخص پایداری غشا در تیمارهای شوری نسبت به شاهد کاهش نشان داد.

سیب زمینی، پوسیدگی نرم باکتریایی،pectobacterium ، بیوکنترل، streptomyces

ذرت (zea mays l.) یکی از مهمترین منابع غذایی در جهان بوده و گیاهی حساس به تنش شوری است. با توجه به نقش شوری در کاهش عملکرد گیاهان از یک طرف و محدودیت منابع تولید و رشد بی رویه ی جمعیت از سوی دیگر، مقابله با مشکل شوری یکی از اولویت های بخش تحقیقات کشاورزی به شمار می آید.از جمله مهم ترین و عمده ترین روش های ژنتیکی برای مقابله با تنش شوری، دستکاری مسیر سیگنالینگ sos، در گیاهان است. این مسیر، هموستازی یون را تحت محیط های تنش زا برقرار می کند. از میان ژن های دخیل در این مسیر، sos3، نقش مهمی در مقابله با تنش شوری ایفا می کند. از سوی دیگر، تولید کالوس های جنین زا اساس بسیاری از روش های کشت بافت و انتقال ژن در غلات می باشد. تولید کالوس های جنین زا در ذرت با استفاده از قطعات برگ گیاهچه های جوان مزایای متعددی دارد که از آن جمله می توان به سهولت اجرا و تکرار در طول سال اشاره کرد. لذا در این پژوهش تولید کالوس های جنین زا از برگ های جوان بذور هیبرید (pa91×h99) و دو لاین خالص (mo17 و b73) و دو رقم تجاری (703 و 705) مرسوم در ایران مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین، با استفاده از نتایج این مطالعه، میزان وابستگی روش کشت بافت از قطعات برگ به ژنوتیپ، و اثرات متقابل ژنوتیپ و محیط کشت نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند. در نهایت پس از انتخاب بهترین نوع کالوس های جنین زا و تکثیر آن ها، انتقال ژن atsos3 با هر دو روش، پرتاب ذره ای و انتقال با واسطه اگروباکتریوم به این کالوس ها بررسی شد. پرتاب ذره ای با دو فشار 1100 و psi 1350 صورت گرفت که باتوجه به نتایج بدست آمده پرتاب با فشار psi 1350 عملکرد بهتری داشت.

کشاورزی موفق نیازمند حفاظت گیاهان در مقابل تنش های زنده و غیرزنده است که موجب وارد شدن خسارات چشمگیری به گیاهان می شود. ازجمله این تنش ها، بیماری های گیاهی هستند. بنابراین انتقال ژن های مقاومت به گیاهان حساس از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. فاکتور رونویسی npr1 یک عامل کلیدی در مسیر پیام رسانی هورمون sa می باشد که با اتصال به پروموتور ژن های pr نقش خود را ایفا می کند و سبب القای مقاومت sar و افزایش چشمگیر مقاومت گیاهان نسبت به پاتوژن ها می شود. در این تحقیق ابتدا cdna آرابیدوپسیس سنتز شد و با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن npr1 و تکنیک pcr ناحیه کد کننده این ژن به طول bp1782 تکثیر و پس از برش آنزیمی در وکتور pgbkt7 همسانه سازی شد و برای تائید آن، چهار کلون نوترکیب به توالی یابی ارسال گردید. توالی های حاصله توسط نرم افزار multialign با توالی موجود در ncbi مقایسه شدند. هر چهار کلون در مقایسه با توالی منتشرشده در یک نوکلئوتید و یک آمینواسید تفاوت داشتند که توالی های منتشر شده قبلی را تایید می کند. آزمایش دوبل هیبرید مخمر نشان داد که پروتئین حاصل از این وکتور نوترکیب خاصیت فاکتور رونویسی خود را به خوبی انجام می دهد. با برش آنزیمی و لیگاسیون، npr1 از این وکتور به وکتور بیانی در گیاه منتقل شد تا مقدمات انتقال آن به هر گیاه هدف جهت ایجاد مقاومت به پاتوژنها فراهم گردد

دسترسی به ژرم پلاسم عاری از بیماری پیش نیاز اولیه در سیستم تولید بذر سالم سیب زمینی و برنامه های به نژادی آن می باشد.ایجاد بانک ‏‎in vitro‎‏ مطمئن ترین شیوه دستیابی پایدار به این ژرم پلاسم محسوب می گردد. آلودگیهای ویروسی سیب زمینی بخاطر انتقال و انباشت ویروسها از سالی به سال دیگر به دلیل تکثیر رویشی گیاه موجب کاهش چشمگیر عملکرد محصول شده و به همین علت جایگاه ویژه ای در بین یماریهای سیب زمینی دارند. در حال حاضر برای ایجاد ژرم لاسم عاری از ویروس از روشهای معمول ترموتراپی و کشت مریستم استفاده می گردد. در این تحقیق کارایی روشهای جدید الکتروتراپی و شیمیوتراپی در مقایسه با روشهای معمول حذف ویروسها روی ترکیبهای مختف 4 ویروس سیب زمینی‏‎(pva, pvy, pvs,plrv)‎‏ در شرایط ‏‎in vitro‎‏ بررسی گردید.اهداف کاربردی این تحقیق عبارت از : تشکیل بانک ‏‎in vitro‎‏ ژرم پلاسم عاری از بیماری ارقام سیب زمینی برای اولین بار در ایران، ایجاد هسته های اولیه بذر عاری از ویروس سیب زمینی برای اولین بار در کشور، ایجاد امکان مبادله بذر و مواد ژنتیکی سیب زمینی بدون خطر انتشار آلودگیها، راه اندازی یک سیستم منسجم و گواهی بذر مادری سیب زمینی، راه اندازی و بهینه سازی تست های مختلف شناسایی ویروسها در گیاهچه های ‏‎in vitro‎‏ و استفاده از این تستها در سطح کاربردی، معرفی روشهای جدید الکتروتراپی و شیمیوتراپی برای حذف ویروسهای سیب زمینی ، استقرار ویروسهای مختلف سیب زمینی در کشت بافت به عنوان کنترل مثبت به منظور استفاده در تستهای ویروس شناسی.