سیلی¬مارین به مجموعه ای از ترکیبات فلاونولیگنان موجود در دانه¬های گیاه خارمریمsilybum marianum (l.). gearten (خانواده کومپوزیته) اطلاق می¬شود که در درمان بیماری های کبدی به کار می¬رود. ریشه¬های مویین خارمریم قادر به تولید سیلی-مارین هستند. کشت این ریشه ها در حضور عوامل محرک، راه مناسبی جهت افزایش تولید متابولیت ها و شناخت بهتر، از مسیر سیگنالینگ سلولی می باشد. به این منظور در این پژوهش از غلظت¬های مختلف محرک¬های زنده (سالیسیلیک اسید (با غلظت¬های mg/50 ml culture 1، 2، 4، 6 و 8) و متیل جاسمونات (با غلظت¬های µm 50،100، 150 و 250)) و غیر زنده (ag+ (با غلظت¬های mm 2/0، 4/0، 8/0 و 1 و 2)) استفاده شد و تایید تراریختی به روش pcr برای ریشه های حاوی ژن rolb انجام شد. ریشه¬های مویین تیمار شده با محرک¬ها 72 ساعت پس از اعمال تیمار برداشت شدند. تولید سیلی¬مارین به روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا بررسی شد و نتایج بررسی ریشه¬های تیمار شده و شاهد نشان داد که بالاترین میزان تولید سیلی¬مارین در غلظت سالیسیلیک اسید mg/50 ml culture 6 و در غلظت ag+ mm 2 و در غلظت متیل جاسمونات mµ 100 بود. بهترین غلظت انتخاب شده در زمان¬های مختلف (0، 24، 48، 72، 96 و 120 ساعت) به ریشه¬ها اعمال شد. نتایج نشان داد که بالاترین میزان تولید سیلی¬مارین در ریشه¬های تیمار شده با محرک سالیسیلیک اسید 24 ساعت پس از اعمال تیمار و 42/2 برابر شاهد، در ریشه¬های تیمار شده با محرک ag+، 96 ساعت پس از اعمال تیمار و 68/3 برابر شاهد و در ریشه¬های تیمار شده با محرک متیل جاسمونات، 96 ساعت پس از اعمال تیمار و 49/3 برابر شاهد بود. بیشترین وزن خشک نیز در تیمار با محرک¬های سالیسیلیک اسید، ag+ و متیل جاسمونات به ترتیب 72، 120 و 72 ساعت پس از اعمال تیمار در ریشه¬های شاهد مشاهده شد. به منظور بررسی مسیر سیگنالینگ منجر به تولید سیلی-مارین روند تغییرات فعالیت آنزیم¬های لیپوکسی¬ژناز، پراکسیداز و آسکوربات¬ پراکسیداز و تجمع پراکسید هیدروژن بوسیله دستگاه اسپکتروفتومتری و تجمع لینولئیک اسید به روش کروماتوگرافی گازی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادکه تیمار با محرک سبب فعال شدن سیستم دفاعی ضد اکسنده در گیاه و افزایش تجمع پراکسید هیدروژن و افزایش فعالیت آنزیم¬های پراکسیداز و آسکوربات¬ پراکسیداز در ریشه¬های تیمار شده می¬شود و همچنین تیمار با محرک سبب افزایش تجمع لینولئیک اسید و افزایش فعالیت آنزیم لیپوکسی¬ژناز میشود.

تنش های غیر زیستی از جمله خشکی و شوری عوامل مهم کاهش محصول در سراسر دنیا بوده و در اغلب محصولات مهم زراعی باعث کاهش شدید تولید می شود. خشکی و شوری در بسیاری از مناطق مشاهده می شود و پیش بینی می شود که تا سال 2050 بیش از 50 درصد زمینهای قابل کشت دچار مشکل شوری شوند. از آنجائیکه ایران در منطقه خشک و نیمه خشک قرار دارد و نیاز یه خودکفایی در عرصه تولید دانه های روغنی احساس می شود، گیاه کلزا را که یکی از مهمترین گیاهان دانه روغنی است مورد بررسی قرار دادیم. با توجه به پیچیدگی صفت مقاومت به تنش های غیر زیستی در گیاهان، استفاده از روش های مهندسی ژنتیک یکی از گزینه های موجود جهت افزایش تحمل گیاهان به تنش های غیر زیستی می باشد. در این راستا راهکارهای متفاوتی جهت ایجاد ارقام مقاوم به تنش های غیر زیستی بکار گرفته شده است. یکی از روش های افزایش تحمل گیاهان به این تنش ها افزایش تولید اسمولیت ها در گیاهان است. هدف این پژوهش انتقال یکی از ژنهای بیوسنتزی تولید کننده اسمولیت مانیتول (ژن مانیتول 1- فسفات دهیدروژناز) به گیاه کلزا جهت افزایش تحمل این گیاه به شوری و خشکی می باشد. با استفاده از روش اگروباکتریوم تومه فاسینس ژن مانیتول 1- فسفات دهیدروژناز (mtld) به ریزنمونه های محور زیر لپه کلزا انتقال داده شد. پس از انتخاب نمونه ها در حضور کانامایسین، گیاهچه های حاصل به منظور تائید حضور ژن، مورد آنالیز مولکولی قرار گرفتند.

تظاهر ژن های bt در بخش های خوراکی گیاهان تراریخت، از جمله غده های سیب زمینی، باعث نگرانی هایی برای مصرف کنندگان از نظر ایمنی غذایی شده است. بنابراین یک استراتژی مهم برای هدفمند کردن بیان ژن ها و تولید سیب زمینی bt ایمن تر احتمالا استفاده از پیشبرهای وی‍ژه-مکانی یا -بافتی و یا -زمانی به جای پیشبرهایی با بیان دائمی است. پیشبر(phosphoenolpyruvate carboxylase) pepc که از گیاه ذرت ( (c4 (zea mays) جدا گردیده است، سبب تظاهر ژن در بافت های سبز گیاه می گردد. در این مطالعه، برای رسیدن به این اهداف از انتقال ژن رمزکننده پروتئین cry1ab تحت کنترل پیشبر pepc به رقم سیب زمینی مارفونا برای بدست آوردن گیاهان تراریخت مقاوم به بید سیب زمینی استفاده شد. برای تراریختی سیب زمینی از میانگره به عنوان جداکشت به کمک agrobacterium tumefaciens سویه aglo1 استفاده شد. آنالیز pcr ژن cry1ab و nptii برای 55 گیاه از 60 گیاه باززاده تراریخت احتمالی با فنوتیپ نرمال مثبت بود. بررسی سطح پلوییدی گیاهان تراریخت با فلوسایتومتر نشان داد که این گیاهان همانند گیاهان شاهد تتراپلویید می باشند. بررسی از طریق دورگ سازی سادرن سه لاین گیاه سیب زمینی تراریخت، درج یک نسخه سالم و کامل از ژن cry1ab در ژنوم گیاهان تراریخت را تایید کرد. آنالیز rt-pcr ژن cry1ab بیان این ژن را در سطح rna در برگ های گیاه ثابت کرد. انجام تست نواری پروتئین cry1ab روی عصاره های حاصل از برگ ها و غده های سیب زمینی تراریخت در دو سطح غده های نور دیده سبزرنگ و نورندیده درون خاکی، بیان پروتئین cry1ab را در بخش های سبز گیاه شامل برگ ها و غده های سبز رنگ و عدم بیان را در غده های نورندیده درون خاکی تایید کرد. زیست سنجی برگی نه لاین تراریخت، مقاومت کامل به بیدسیب زمینی را در هشت لاین نشان داد. انجام زیست سنجی گلخانه ای در 6 لاین نشان داد که لاین های انتخاب شده هیچ خسارتی از آفت ندیدند. زیست سنجی غده های سبز رنگ نشان داد که غده های سبز رنگ لاین های تراریخت خسارتی از آفت ندیدند و حشره در همان لایه بیرونی سبز رنگ با تغذیه از این بافت مرده و غده ها سالم ماندند. زیست سنجی غده های درون خاکی که تحت نور قرار نگرفته بودند نشان داد که این غده ها به اندازه گیاه شاهد خسارت دیدند. بنابراین این امر حاکی از عدم بیان ژن cry1ab در بافت خوراکی لاین های تراریخت سیب زمینی میباشد. از طرفی این امر بیانگر آن است که پروتئین کریستالی در غده هایی که بیرون از خاک قرار می گیرد و بیشتر در معرض حمله و تخم ریزی حشره قرار دارد بیان می شود. بر اساس این نتایج، بیان مکانی ژن cry1ab با استفاده از پیشبر نوری pepc می تواند بید سیب زمینی را در مزرعه کنترل، به طور معنی داری انتقال این آفت را به انبار کاهش دهد. از طرفی عدم بیان ژن یا به حداقل رسیدن بیان آن در غده ها می تواند تاحدودی نگرانی های ایمنی غذایی مصرف کنندگان سیب زمینی bt را کاهش دهد.

کلزا یکی از گیاهان مهم روغنی می باشد که تنها بعد از سویا و نخل روغنی جایگاه سوم را در تولید جهانی به خود اختصاص داده است. این گیاه عضو خانواده براسیکا می باشد. یکی از مهمترین عوامل محدود کننده تولید دانه های روغنی از جمله کلزا مجموعه ای از آفات هستند که به این گیاه خسارت وارد می کنند. آفات حشره ای گیاهان روغنی کلزا، منحصراً مختص خانواده شب بو هستند که از جمله این آفات، آفات پروانه ای می باشند. آفات پروانه ای اختصاصی خانواده شب بوئیان از جمله plutella xylostella و pieris brassicae جز مهمترین آفات سبزیجات می باشند و همواره کلزا را مورد حمله خود قرار می دهند. یکی از عوامل مهم در حفظ و افزایش عملکرد گیاهان زراعی، کنترل آفات و کاهش خسارت ناشی از آن است. انتقال ژن های مقاومت به حشرات از جمله ژن های bt یک راهبرد جدید و مکمل اصلاح کلزا برای مبارزه با آفات این محصول به حساب می آید. در این تحقیق، جهت تراریخت نمودن گیاه کلزا، از هیپوکوتیل به عنوان ریزنمونه در تراریختی رقم slm046 کلزا به واسطه agrobacterium tumefaciens استفاده شد. ژن cry1ab تحت کنترل پیشبر pepc و پایانبر 35s به گیاه کلزا انتقال داده شد. گیاهان تراریخته احتمالی در محیط گزینش حاوی غلظت های مختلف فسفینوتریسین غربال شدند. آنالیز pcr با آغازگرهای اختصاصی ژن cry1ab، حضور ژن انتقال یافته در گیاهان را نشان دادند. همچنین آنالیز pcr با آغازگرهای اختصاصی ژن bar نیز حضور این ژن را در گیاهان تراریخت تا?یید کردند. بیان این ژن و تولید پروتئین cry1ab نیز با استفاده از آزمون جریان جانبی مورد تایید قرار گرفت.

پیشبرها یکی از عناصر کلیدی مهندسی ژنتیک برای بیان هدفمند ژن ها محسوب می شوند.پیشبرهایe8و2a11پیشبرهای ویژه بافت میوه گیاه گوجه فرنگی می باشند.e8یک ژن مرتبط با بیوسنتز اتیلن است. پروتیین e8عضوی از خانواده دی اکسیژنازها و مربوط به 1-آمینوسیکلوپروپان 1-کربوکسیلیک اکسیداز است که مرحله آخر مسیر بیوسنتز اتیلن را کاتالیز می کند.ژن 2a11نیز در میوه بیان می شود. mrna،2a11ابتدا در تخمدان و در مرحله شکفتگی کامل گل کشف شد که تا 1 درصد از کل جمعیت mrnaتجمع یافته در طی رسیدگی میوه را تشکیل می دهند.به منظور بیان اختصاصی ژن در غده های سیب زمینی عمومی ترین پیشبر مورد استفاده پیشبرpatatinاست.پاتاتین ها گروهی از گلیکوپروتیین ها هستند که به وسیله یک خانواده چند ژنی رمزسازی می شوند.این پروتیین ها بیش از 40 درصدپروتیین های محلول در غده سیب زمینی را به خود اختصاص می دهند.پیشبرکلاس i بطور عمده مسئول بیان پاتاتین های غده بوده و بنابراین الگوی بیان اختصاصی برای غده را داشته و در بخش بافت پارانشیمی غده به مقدار زیاد وجود دارند.هدف از این تحقیق همسانه سازی پیشبرهای اختصاصی میوه(e8و 2a11) و پیشبر اختصاصی غده(پاتاتین کلاس i یا pat1)، و بررسی بیان اختصاصی آن می باشد.پس از استخراج dnaیژنومی از گیاهان گوجه-فرنگی وسیب زمینی پیشبرهای e8، 2a11و pat1با استفاده از پرایمرهای اختصاصی هر یک از پیشبرها، در ناقل همسانه ساز ptz57r/t همسانه سازی شدند.سپس پلاسمیدهای نوترکیب در باکتری e. coliسویهxl1blue تراریخت گردیدند و سلول هایlacz?غربال شدند.قطعه-های مورد نظر با دو آنزیم برشی hindiiiو bamhiجدا و خالص سازی شدندسپس جایگزین پیشبر دایمی camv35sدر ناقل دوگانه pbi121گردیدند.ناقل دوگانه pbi121با دارا بودن ناحیهt-dna، حاوی ژن گزارش گر گاس وپیشبرcamv35sواجد مشخصات لازم جهت استفاده برای انتقال ژن از طریقاگرواینفیلتریشن به گیاه بود و به همین دلیل به عنوان ناقل هدف جهت کلون سازیپیشبرهایe82a11و pat1و ژنhbsagانتخاب شد.پلاسمیدهای نوترکیب به روش شوک حرارتی بهسویه lba4404agrobacterium tumefaciensمنتقل گردیدند.با استفاده از روش اگرواینفیلتریشن بیان اختصاصی ژن گاسدر بافت های گیاهان گوجه فرنگی وسیب زمینی مورد بررسی قرار گرفت.نتایج حاصل نشان داد که در مقایسه با پیشبر camv35s، پیشبرهای e8، 2a11و pat1نیز با کارایی بالایی باعث بیان ژن گاس در میوه ها و غده-هامی شوند.پس از تایید پلاسمیدهای نوترکیب، ژن hbsagبا دو آنزیم bamhiو saciاز ناقل pma-t جدا شد و تحت کنترل پیشبر عمومی camv35sو پیشبرهای e8،2a11وpat1جایگزین ژنگاس در ناقل دوگانهpbi121گردید.سپس پلاسمیدهای نوترکیب در سویهxl1blueباکتری e. coliتراریخت شدند.با هضم آنزیمی حضور ژن hbsagتایید شد.

تنش­های غیرزیستی، مانند خشکی و شوری مهم­ترین فاکتور­های محیطی موثر در تنش­های اسمزی گیاهان و کاهش عملکرد محصولات زراعی می­باشند بنابراین پژوهش در جهت مقاومت به شوری وخشکی باید جز اولویت­های برنامه­های مهندسی ژنتیک گیاهان قرار گیرد. گیاهان در پاسخ به تنش اسمزی ،معمولا مولکول-های محلول سازگار با وزن مولکولی کم تجمع می­دهندکه این مولکول­ها در جهت نگهداری تورژسانس سلولی عمل می­کنند. مانیتول یکی از مهم­ترین محافظت کننده­های اسمزی است. بسیاری از گیاهان به طور طبیعی قادر به سنتز مقادیر بالایی از مانیتول نیستند بنابراین پیشنهاد شده که مهندسی مسیر سنتز مولکول­هایی مانند مانیتول می تواند بهترین راهکار در جهت افزایش مقاومت به تنش-های غیرزیستی در گیاهان باشد. برای مهندسی ژنتیک گیاهان به منظور بالا بردن تحمل در برابر استرس­های غیر زنده استفاده از پیشبر­های القاپذیر بسیار مفید می باشد. چرا که بیان و القا ژن تحت این پیشبر فقط در شرایط استرس اتفاق می افتد واینکه در اغلب موارد افزایش بیان را در مقایسه با پیشبر شاهد هستیم. یکی از ژن­هایی که درگیاه آرابیدوپسیس وجود دارد ودر گروه ژن­های واکنش گر به تنش قرار دارد، ژن rd29aمی­باشد. پیشبری هم به این نام در این گیاه وجود داردکه حاوی عناصر dreو abreمی­باشدکه در القا و تظاهر ژن تحت شرایط تنشی نظیر سرما، خشکی، شوری نقش ایفا می­کند. در این تحقیق ابتدا شرایط انتقال ژن با بررسی فاکتور نوع ریز نمونه، با استفاده از سیستم ژن گزارشگر gus بهینه سازی شد و بالاترین میزان تراریختی با استفاده از ریز نمونه­های لپه به دست آمد. هم چنین، ژن mtld تحت پیشبر rd29a و در پلاسمید pbin19 کلون شده بود به اگروباکتریوم سویه aglo1 منتقل گردید و به وسیله colony pcr با آغازگرهای اختصاصی تأیید شد. سپس پلاسمید نوترکیب به کمک اگروباکتریوم به گیاه کلزا منتقل گردید. ریزنمونه های لپه ای از گیاه کلزا رقم slm046برای تراریخت سازی سازه ژنی rd29a-mtldمورد استفاده قرار گرفت. ریزنمونه­های تلقیح شده توسط آگروباکتریوم، به محیط های کشت انتخابی حاوی آنتی بیوتیک های کانامایسین وکربنی سیلین منتقل شدند. گیاهان تراریخت بر روی محیط ms حاوی mg/l20آنتی بیوتیک کانامایسین انتخاب شدند و به محیط طویل شدن شاخه و ریشه زایی انتقال یافتند. آنالیز pcr گیاهان تراریخت وجود سازه ژنی rd29a-mtld را در گیاهان تراریخت تأیید نمود.

سیب زمینی (solanum tuberosum l.) به عنوان یکی از مهم ترین منابع غذایی، در معرض حمله آفت بید سیب زمینی با نام علمی phthorimaea operculella (zeller) قرار دارد و امروزه انتقال ژن های cry از باکتری bacillus thuringiensis به گیاهان با هدف ایجاد مقاومت به آفات صورت می گیرد. از سوی دیگر، تظاهر ژن های bt در بخش های خوراکی گیاهان تراریخته (غده) باعث نگرانی هایی از نظر ایمنی غذایی برای مصرف کنندگان شده است. یکی از راه های رفع این نگرانی ها استفاده از پیشبرهای اختصاصی-مکانی در بالادست تراژن و از سوی دیگر بررسی تغییرات ناخواسته متابولیتی و غیرمتابولیتی در اثر انتقال ژن به گیاهان است که این فرآیند به اصل ضرورتا یکسان یا این همانی معروف می باشد. هدف از این مطالعه بررسی الگوی بیان تراژن cry1ab تحت پیشبر اختصاصی pepc در گیاهان سیب زمینی تراریخته و بررسی اصل این همانی در این گیاهان است. الگوی بیان تراژن cry1ab در برگ ها و غده های لاین های تراریخته، با استفاده از تکنیک rt-pcr نیمه کمی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین متابولیت هایی نظیر آمینواسیدها و اسیدهای چرب و همچنین محتوای یونی آنها با گیاه غیرتراریخته مقایسه گردید. نتایج نشان داد میزان بیان تراژن cry1ab تحت پیشبر وابسته به نور در برگ ها همراه با رشد گیاه و توسعه بافت های سبز حاوی کلروفیل افزایش و با رسیدن به پایان عمر گیاه، کاهش می یابد و این تراژن تنها در غده های نور دیده که دارای بافت سبز و کلروفیل دار هستند بیان گردید. از نظر پروفایل آمینواسیدی، میان گیاهان تراریخته و گیاه غیرتراریخته، از نظر آمینواسیدهایی که احتمالا در توالی پلی پپتید cry1ab دارای فراوانی بیشتری هستند، اختلاف معنی داری مشاهده گردید. از نظر پروفایل اسیدهای چرب و همچنین یون های مورد بررسی لاین های تراریخته و لاین غیرتراریخته، فاقد هر گونه اختلاف معنی دار بودند. با توجه به نتایج به دست آمده، از آنجایی که لاین های تراریخته از نظر میزان هر یک از متابولیت ها و یون های اندازه گیری شده فاقد اختلاف معنی دار با لاین غیرتراریخته بودند و مقادیر بدست آمده در محدوده قابل اعتماد ارقام تراریخته مشاهده گردید، می توان لاین های سیب زمینی تراریخته مورد بررسی را به عنوان لاین های امیدبخش جهت رهاسازی در نظر گرفت.

کلزا یکی از گیاهان مهم روغنی می باشد که تنها بعد از سویا و نخل روغنی جایگاه سوم را در تولید جهانی روغن به خود اختصاص داده است.در این تحقیق، به منظور تولید گیاهان کلزای مقاوم به آفات از کاست ژنی pepc-cry1ab-nos و از روش انتقال ژن به واسطه اگروباکتریوم استفاده گردید. بدین منظور کاست ژنی فوق به درون ناقل دوتایی pcambia3300 وارد شد. سپس ناقل جدید به داخل اگروباکتریوم سویه aglo1 تراریزش گردید. در این تحقیق، از محور زیرلپه به عنوان ریزنمونه استفاده شد. ژن bar نیز به عنوان عامل انتخابی مورد استفاده قرار گرفت که باعث ایجاد مقاومت نسبت به علف کش فسفینوتریسین می شود.گیاهان تراریخت احتمالی در محیط های انتخابی حاوی فسفینوتریسین باززا شدند. وجود ژن های cry1ab و bar در ژنوم گیاهان تراریخته توسط پرایمرهای اختصاصی این ژن ها و واکنش زنجیره ای پلیمراز به اثبات رسید. رونویسی و تولید mrna از ژن cry1ab نیز توسط انجام آزمایش rt-pcr تایید گردید. همچنین بیان این ژن و تولید پروتئین cry1ab با استفاده از آزمون جریان جانبی مورد تایید قرار گرفت. آزمایش های تکمیلی جهت تایید عملکرد ژن با استفاده از زیست سنجی در دست انجام است.

چکیده ندارد.