به منظور شناسائی ژنوتیپ های مقاوم به تنش کمبود آب با استفاده از صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و فنولوژیک و غربال کردن شاخص های کمی تحمل به خشکی این تحقیق طی سال زراعی 1389-1388 در مزرعه تحقیقاتی و آزمایشگاههای پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی بر روی 29 ژنوتیپ مختلف گندم نان انجام شد. طرح آزمایشی مورد استفاده بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار بود. نتایج حاصل از تجزیه واریانس و مقایسه میانگین ها تنوع بین ژنوتیپ ها را آشکار کرد بر اساس نتایج تجزیه همبستگی و تجزیه علیت در هر دو محیط واجد تنش و بدون تنش، تعداد دانه در سنبله اثر مستقیم بالایی روی عملکرد داشت و می تواند به عنوان شاخص جهت گزینش ارقام با عملکرد بالا مورد توجه قرار گیرد. تجزیه خوشه ای با استفاده از روش وارد، بر اساس همه صفات ژنوتیپ ها را در محیط تنش در 3 گروه و در محیط بدون تنش در 4 گروه جداگانه قرار داد. با انجام تجزیه به مولفه های اصلی، 8 مولفه اصلی در هر دو محیط شناسایی شدند که بیش از 83% از کل تعغییرات داده ها را تبیین کرد. بر مبنای عملکرد آبی (yp) و دیم (ys) شاخص های کمی تحمل به خشکی از قبیلmp, ssi, tol, sti, gmp, ham, ysi و yi محاسبه شدند. بیشترین میانگین هارمونیک، میانگین هندسی بهره وری، میانگین بهره وری و شاخص تحمل تنش متعلق به ژنوتیپ های شماره 1 و 5 و بیشترین شاخص حساسیت به تنش و شاخص تحمل مربوط به ژنوتیپ های 4 و 28 بود. نتایج حاصل از تجزیه همبستگی بین شاخص ها و میانگین عملکرد در محیط بدون تنش خشکی و واجد تنش خشکی نشان داد که مناسب ترین شاخص ها برای گزینش ژنوتیپ ها با عملکرد بالا در هر دو محیط، شاخص های mp, gmp, ham و sti هستند سپس برای تعیین ژنوتیپ های مقاوم به خشکی با عملکرد بالا در هر دو محیط از بردار سه بعدی استفاده شد. در بررسی بردار سه بعدی yp, ys و sti مشاهده می شود که ژنوتیپ های شماره 6، 7، 10، 15، 16، 23 و 21 در گروه a قرار گرفته اند. در بردار سه بعدیyp, ys و gmp ژنوتیپ های شماره 6، 7، 10، 15، 16، 21، 23 و 24 در گروه a قرار گرفته اند. در بردار سه بعدی yp ,ys و ham ژنوتیپ های شماره 7، 10، 16، 21 و 23 و در بردار yp, ys, mp نتایج مشابه با بردار سه بعدیyp, ys و gmp ملاحظه می شود. دراین تحقیق پس ازانجام تجزیه به مولفه های اصلی روی هشت شاخص مقاومت به خشکی وعملکرد دانه در محیط تنش و بدون تنش در29ژنوتیپ،طبق نتایج تجزیه به مولفه های اصلی دو مولفه اول بیشترین درصد تغییرات داده ها ( 15/99) درصد را توجیه کردند و به همین جهت ترسیم بای پلات براساس دو مولفه اصلی اول انجام شد اولین مولفه 69/66% از تغییرات کل داده ها را تبیین کرد و همبستگی مثبت و بالایی را با عملکرد درمحیط غیر تنش (yp) وتنش(ys) و شاخص های mp ،gmp ،sti و ham نشان داد و همبستگی مثبت کمتری با شاخص های tol و ssi نشان داد. از اینرو مولفه اول را میتوان به عنوان مولفه پایداری عملکرد دانه ومقاومت به خشکی نام گذاری کرد همچنین مولفه دوم45/37 درصد تغییرات کل داده ها را توجیه کرد. این مولفه همبستگی مثبت بالایی با شاخص های ssi و tol و همچنین همبستگی مثبت با عملکرد در شرایط غیر تنش (yp) نشان داد و با عملکرد در شرایط تنش (ys) و شاخص های ysi، yi، mp و ham همبستگی منفی نشان داد، به همین جهت مولفه دوم به عنوان مولفه پتانسیل عملکرد دانه در شرایط نرمال وحساسیت به تنش که ژنوتیپ های با عملکردپایین درشرایط تنش را ازسایرژنوتیپ ها جدا می کند، تعیین شد برای شناسایی ژنوتیپ های متحمل باید به مقدار بالای هردو مولفه یعنی ناحیه aبردار بای پلات توجه کرد. در این ناحیه ژنوتیپ های 16، 15، 20، 22، 23، 24، 25، 27 و 29 قرار دارند. این ژنوتیپ ها از نظر عملکرد در هردو شرایط تنش و غیرتنش برتر بودند.

درختان بلوط پوشش عمده ی جنگل های زاگرس را تشکیل می دهند و زنبورهای گال زای بلوط (hymenoptera: cynipidae) بقا و زادآوری این درخت ها را تحت تأثیر قرار می دهند. در این تحقیق، زنبورهای گال زای بلوط در استان کرمانشاه مورد بررسی قرار گرفته و اطلاعاتی در مورد تنوع گونه ای، توزیع فضایی و پارازیتوییدهای آن ها ارایه شده است. برای بررسی توزیع فضایی در سال 1390 در منطقه ی چالابه در نزدیکی کرمانشاه نمونه برداری انجام شد و داده های حاصل با استفاده از نرم افزار spss مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. به علاوه در سال 1391 به منظور تعیین تأثیر ارتفاع درخت بر تنوع گونه ای زنبورهای گال زا، سه مرحله نمونه برداری در منطقه ی جوانرود و برای بررسی تأثیر زیستگاه بر تنوع گونه ای این زنبورها در سطح استان شش منطقه برای نمونه برداری انتخاب و داده ها با استفاده از نرم افزار species diversity and richness iv تجزیه و تحلیل شد. در این بررسی در مجموع 30 نوع گال (گال های جنسی و غیرجنسی) از روی اندام های مختلف گیاهی مانند شاتون، جوانه، میوه و برگ دو گونه بلوط quercus infectoria (14 گال) و quercus brantii (16 گال) جمع آوری گردید. به ترتیب گونه های neuroterus lanuginosus،dryocosmus israeli و neuroterus saliens دارای بیش ترین فراوانی در کل مناطق نمونه برداری بوده اند. از طرفی گونه های andricus coriariformis، andricus megalucidus، andricus istvani، pseudoneuroterus macropterus، synophrus olivieri از کم ترین فراوانی در سطح استان برخوردار بوده اند. همچنین گونه هایn. lanuginosus ، n. saliens و aphelonyx persica در سطح استان دارای پراکندگی بیش تری بوده و به عنوان گونه های غالب زنبورهای گال زای بلوط در استان کرمانشاه شناخته شدند. شاخص شانون - وینر نشان داد که تنوع گونه ای زنبورهای گال زای بلوط در جوانرود (878/1) و گهواره (870/1) بیش تر از پاوه (681/0)، چالابه (873/0)، سرمیل (195/0) و قلاجه (188/0) بوده است. مقایسه ی شاخص تنوع شانون- وینر روی بلوط گونه ی q. infectoria (537/1) و q. brantii (574/0) نشان دهنده ی تنوع بیش تر زنبورهای گال زا روی q. infectoria بود. شاخص تنوع شانون - وینر در دو ارتفاع 5/1 متری (312/1) و 5/2 متری (337/1) از سطح زمین نشان داد که تنوع گونه ای در این دو ارتفاع برابر است، اما شاخص تنوع سیمپسون در ارتفاع 5/2 متری (903/2) بیش تر از ارتفاع 5/1 متری (683/2) بود. به علاوه حداکثر تنوع گونه ای در ارتفاع 1500-1800 متر از سطح دریا به دست آمد. از طرفی، شاخص تنوع شانون - وینر بیش ترین مقدار (813/0) را در مناطق با تراکم گیاهی کم نشان داد. مقایسه ی فون زنبورهای گال زای cynipidae روی دو گونه ی بلوط موجود در استان نمایانگر وجود تخصص میزبانی بسیار بالایی در میان آن ها است. توزیع فضایی a. aestivalis و a. persica در ارتفاع 5/1 متری از نوع تصادفی و در ارتفاع 5/2 متری تجمعی تعیین گردید. به علاوه، توزیع فضاییn. lanuginosus و n. saliens در هر دو ارتفاع تصادفی به دست آمد. گونه های a. aestivalis (نسل جنسی) و a. lucidus (نسل غیرجنسی) و همین طور a. grossulariae (نسل جنسی) و a. mayri (نسل غیرجنسی) دارای تناوب نسل (جنسی و غیرجنسی) و تناوب میزبان (بین دو گونه بلوط q. brantii و q. infectoria) بودند. در مقابل، گونه های neuroterus saliens و n. quercusbaccarum فاقد تناوب میزبانی بوده و فقط دارای تناوب نسل هستند. 17 گونه زنبور پارازیتویید از بالا خانواده ی chalcidoidea از روی 13 نوع گال مختلف ایجاد شده توسط زنبورهای گال زای خانواده ی cynipidae روی دو گونه ی بلوط جمع آوری گردید. در این میان خانواده ی torymidae دارای بیش ترین تعداد گونه بود و پس از آن خانواده ها ی eurytomidae، ormyridae، eupelmidae،eulophidae و pteromalidae هر کدام با دو گونه قرار داشتند.

گیاهان عالی برای تحمل و مقاومت به تنش های غیر زیستی پاسخ های فیزیولوژیکی متنوعی را در طول دوران تکاملی بدست آورده اند. یکی از دلایل این پاسخ ها می تواند ناشی از تغییر در بیان ژن های مرتبط با مسیر-های متابولیکی باشد. تغییر بروز ژن های کد کننده آنزیم هایی که وظیفه آن ها حفظ سلول در برابر دهیدراسیون است مانند آنزیم های درگیر در بیوسنتز ملکول های محلول ایجاد سازگاری به اثبات رسیده است. لذا دستکاری های ژنتیکی و مهندسی مسیرهای بیوشیمیایی (مهندسی متابولیک) مرتبط با آنها توصیه می گردد. گلایسین بتایین یکی از محتملترین ملکول هایی است که به عنوان ملکول محلول ایجاد سازگاری شناخته شده است. این ملکول فقط در برخی گونه های گیاهی انباشت می شود. گزارش های پیشین نشان داده اند که کمی فعالیت آنزیم کولین مونو اکسیژناز ( (cmo احتمالا از دلایل اصلی عدم ذخیره گلایسین بتایین در آن دسته از گیاهانی است که گلایسین بتایین را انباشت نمی کنند. دستکاری به منظور انباشت گلایسین بتایین در این گیاهان احتمالا می تواند به تحمل آن ها در برابر تنش کمک کند. هدف از انجام این پایان نامه ساخت سازه به منظور افزایش بیان ژن کد کننده آنزیم cmo می باشد تا به احتمال های فوق پاسخ داده شود. برای این منظور پس از استخراج rna از گیاه آرابیدوپسیس و تهیه cdna از آن? rt-pcr برای تکثیر orf ژن مزبور انجام شد. سپس با جداسازی آن و الحاق در پلاسمید pgem-t easy و انتقال به باکتری e. coli سویه ی xl1- blue سازه pgemt-atcmo-orf1 ساخته و همسانه سازی شد. این سازه ابزار اصلی پژوهشگران این پروژه بمنظور افزایش بروز ژن کد کننده آنزیم cmoدر پژوهش های آینده خواهد بود.

شوری یکی از مهمترین عوامل محدودکننده کشت محصولات کشاورزی است، که با تاثیر منفی بر روی قدرت جوانه زنی و کاهش عملکرد باعث جلوگیری از رشد گیاه می شود. عمده شور شدن زمین¬های زراعی به علت استفاده از آبیاری با آب شور می باشد. در سراسر جهان بیش از 45 میلیون هکتار از زمین¬های قابل آبیاری به واسطه شور شدن آسیب دیده¬اند و 5/1 میلیون هکتار از زمین¬های قابل آبیاری به واسطه شور شدن از دسترس خارج شده-اند. گیاهان به منظور مقابله با شرایط شوری مکانیزم¬های متفاوتی از خود نشان می¬دهند. یکی از این مکانیزم¬ها تولید املاح ایجاد سازگاری از جمله گلایسین بتائین است. یکی از مهمترین آنزیم¬های چرخه سنتز گلایسین بتائین آنزیم فسفو اتانول آمین ان- متیل ترانسفراز می باشد که گلوگاه تنظیم سرعت این چرخه نیز می باشد. در این آزمایش به منظور بررسی میزان بیان کمی ژن کد کننده آنزیم فسفو اتانول آمین ان- متیل ترانسفراز در گیاه آرابیدوپسیس، این گیاه به مدت 20 روز در دو سطح شوری 100 و 150 میلی مولار نمک و یک سطح کنترل قرار گرفت. میزان بروز ژن مزبور در سه اندام برگ کامل، برگ جوان و ریشه بررسی گردید. در این تحقیق از دو جفت پرایمر، پرایمر ژن هدف peamt1، و پرایمر ژن مرجع اکتین 2، و کیت یک مرحله¬ای real-time pcr استفاده شد. داده-های حاصل بااستفاده از روش مقایسه¬ای ??ctتجزیه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که بروز این ژن در برگ-های جوان از قاعده خاصی پیروی نکرده اما در ریشه گیاه به صورت پلکانی به ترتیب از کنترل به 150 دارای شیب صعودی، و در برگ¬های کامل از کنترل به 150 دارای شیب نزولی بوده است.

محیط رشد گیاه در طبیعت سامانه¬ی پیچیده¬ای از تنش های غیر ¬زیستی و زیستی است. گیاهان برای زنده ماندن در برابر تنش¬های غیر زیستی از قبیل خشکی، شوری، سرما و گرما راهکارهای مختلفی را در طول تکامل به دست آورده¬اند. یکی از این راهکارها تولید اسموپروتکتنت¬هایی مانند گلایسین بتائین است. در تولید این اسموپروتکتنت، آنزیم کولین مونواکسیژناز نقش کلیدی دارد. ثابت شده است نبود این آنزیم اولین محدودیت برای تولید گلایسین بتائین در گیاهانی است که قادر به انباشت آن نیستند. تنباکو و آرابیدوپسیس از جمله¬ی این گیاهان هستند. در توالی ژنومی گیاه آرابیدوپسیس ژن احتمالی کولین مونواکسیژناز دیده می¬شود. با هدف آگاهی از نقش ژن احتمالی کولین مونواکسیژناز و آنزیم کد شده به وسیله آن در آرابیدوپسیس، سازه¬ای برای کاهش بیان ژن پیش¬تر گفته شده طراحی و ساخته شد. به این منظور پس از استخراج آر. ان .ای و تهیه سی. دی. ان. ای. قطعه¬ای از ژن مدنظر با آغازگرهای اختصاصی طی واکنش زنجیره¬ای پلیمراز تکثیر شد. این قطعه در پلاسمید pgemt-easyدرج و سازه¬ی pgemt-atcmo-rnaiساخته شد. پلاسمید نوترکیب پس از انتقال به باکتری e.coliسویه¬ی xl1-blueهمسانه سازی شد. پس از تخلیص پلاسمید از باکتری، تعیین توالی برای قطعه مدنظر انجام شد. نتیجه حاصل از تعیین توالی قطعه جداسازی شده، با توالی طراحی شده مطابقت داشت. این سازه ابزار اصلی پژوهشگران این پروژه برای کاهش بیان ژن در پژوهش¬های آینده خواهد بود.

محلول‎های سازگاری یا اسموپروتکتنت‎ها، به‎عنوان تنظیم‎کننده‎های اسمزی غیرسمی در سیتوپلاسم شناخته می‎شوند. گلایسین‎بتائین از‎جمله این محلول‎هاست، که در بسیاری‎از گیاهان در پاسخ‎به اثرات سوء تنش‎های غیرزیستی تجمع می‎یابد. در‎برخی‎از گونه هایی‎که به عنوان انباشت‎کننده طبیعی گلایسین‎بتائین طبقه‎بندی می شوند، در شرایط تنش کولین طی یک مسیر دو مرحله‎ای ساده به گلایسین‎بتائین اکسید می‎شود. اس-آدنوزیل-ال‎متیونین: فسفواتانول‎آمین‎ان-متیل‎ترانسفراز (peamt) آنزیمی است که بیوسنتز فسفوکولین را کاتالیز می‎کند، که خود به‎عنوان پیش‎ساز فسفاتیدیل‎کولین و کولین بکار می‎رود. کولین نیز توسط آنزیم‎های کولین‎مونواکسیژناز (cmo) و بتائین‎آلدهیددهیدروژناز (badh) به گلایسین‎بتائین اکسید می شود. براساس اطلاعات موجود در پایگاه داده ژنوم آرابیدوپسیس تالیانا (تارنمای tair) تاکنون یک ژن به‎طور قطع (at3g18000 (atnmt1)) و دو ژن به‎صورت احتمالی ((at1g48600 (atnmt2 at1g73600 (atnmt3),) آنزیم¬های خانواده peamt، و ژن‎های احتمالی at4g29890 (atcmo-like)، at1g74920 (ataldh8) و at3g48170 (ataldh9) آنزیم‎های اکسنده کولین به گلایسین‎بتائین را در گیاه آرابیدوپسیس کد می‏کنند. بر¬اساس اطلاعات در¬دسترس، تاکنون گزارشی از چگونگی تغییر در بروز ژن¬های کد¬کننده این آنزیم‏ها بر‎اثر تنش‎های غیرزیستی درگیاه آرابیدوپسیس صورت نگرفته است. در مطالعه حاضر با بهره‎گیری از روش آنالیز نسبی بیان ژن‎ها به‎کمک qrt-pcr به ارزیابی تاثیر دو سطح تنش خشکی بر الگوی بیان این ژن‎ها در سه اندام برگ‎های درحال توسعه، برگ‏های توسعه یافته و ریشه پرداختیم. مقایسه نتایج آنالیزهای صورت گرفته با دو روش مبرا از تصحیح راندمان 2^-δδct و مبتنی‎بر تصحیح راندمان پافل نشان داد‎که کارایی این دو روش در ارزیابی الگوی بیان ژن‎های مورد مطالعه در شرایط این آزمایش یکسان و درمواردی مکمل یکدیگر است. سطح بیان ژن‎های مورد بررسی متاثر‎از تنش، شدت آن و نوع اندام ‎است. به‎نظر می رسد‎که بروز دو ژن atnmt2 و ataldh8 تحت‎ تاثیر این عوامل قرار نگرفته‎است. همچنین، ارزیابی‎ها نشان می‎دهد که الگوی بیان و تغییرات آن در دو ژن atnmt2 و ataldh8 با هم و atnmt1 و ataldh9 با هم مطابقت دارد.

پیش نیاز تولید گیاه آرابیدوپسیس تراریخت برای بیش بیانی ژن آنزیم بتائین آلدهید دهیدروژناز، که در مقاومت به تنش های غیر زنده نقش دارد، ساخت سازه این ژن درون پلاسمیدی است که از آن برای ساخت پلاسمید بیانی استفاده می شود که هدف پایان نامه حاضر است. به این منظور از ابزار های بیوتکنولوژی و بیوانفورماتیک استفاده شد. در نهایت سازه pgem-t easy-ataldh9 ساخته شد.

گیاهان به منظور مقابله با شرایط تنش، مکانیزم های متفاوتی دارند. یکی از این مکانیزم ها به هنگام مواجه شدن با تنش شوری تولید املاح سازوار مانند گلایسین بتایین است. گیاهان از طریق تولید گلایسین بتایین تعادل اسمزی خود را حفظ کرده و با شرایط ایجاد شده توسط تنش شوری خود را سازگار می کنند در گزارش حاضر تغییر کمی بیان ژن کد کننده ی آنزیم peamt1 که نقش اساسی در تولید گلایسین بتایین دارد، در اثر تنش شوری برای دو رقم گندم نان سیستانی به عنوان رقم متحمل برای شوری و رقم قدس به عنوان رقم حساس به شوری مورد بررسی قرار گرفتند و کلیه آزمایش ها در گلخانه انجام شد. در این آزمایش تنش شوری در سطح 200 میلی مولار nacl اعمال شد و برای شاهد تنشی در نظر گرفته نشد. دوره تنش 17 روز پس از ظهور برگ سوم بود و برگ پنجم برای بررسی اثر تنش بر بروز ژن peamt1 در نظر گرفته شد. با استفاده از روش مقایسه ct(??ct) نشان داده شد تنش شوری اعمال شده بر بروز ژن peamt1 در رقم قدس بی اثر است در حالیکه این تنش در ژنوتیپ سیستانی موجب افزایش بیان ژن peamt1 تا حدود 5 برابر گردید.