اکتینومیستها گروهی از باکتریهای گرم مثبت هستند که کاربردهای صنعتی فراوانی دارند. در این تحقیق با غربالگری 16 نمونه از رسوبات دریایی، آب رودخانه و چشمههای نواحی ساحلی شمال ایران (استان گیلان)، 55 سویه اکتینومیست جداسازی شد. اثرات آنتاگونیستی این سویه ها بر عوامل پاتوژن از جمله باکتریها ی escherichia. coli وpseudomonas aeroginosa و قارچهای بیماری زا از قبیل:scleractinia,macrophomina, fusarium و phythium, aspergillus, rhizoctonia, alternaria مورد بررسی قرار گرفت. هر چند اغلب این سویه ها اثرات ضد باکتریایی قابل توجهی از خود نشان نداده اند،اما برخی دیگر سویه ها دارای فعالیت ضد قارچی چشمگیری بودند. چهار سویه بالاترین فعالیت ضد قارچی را نشان دادند که در میان آنها یک سویه دارای بیشترین فعالیت بود. توالی ژن16srdnaسویه ی streptomyces sp. bj03 که دارای بیشترین فعالیت بود به همراه دو باکتری دیگربا نام هایpseudonocardia sp.bj02 و streptomyces sp. bj01 در پایگاه اطلاعات زیستی ncbi ثبت شد. تاثیر چهار محیط کشت مختلف( pda, czpda mea و isp2 ) بر چهار سویه ی اکتینومیست با بیشترین فعالیت ضد قارچی علیه macrophomina phaseolina بررسی شد.سویه streptomyces sp. bj03 در محیط کشت isp2 دارای بیشترین درصد بازدارندگی (27/66 درصد)بر علیه این قارچ پاتوژن میباشد. این سویه نشان داد که می تواند در کنترل زیستی قارچ های خاکزی بخوبی موثر باشد.

تنش های غیرزیستی از جمله خشکی و شوری، از مهم ترین عوامل محدودکننده رشد و نمو گیاهان زراعی می باشند. در گیاهان، پاسخ به تنش های محیطی در تمام سطوح اتفاق می افتد که شامل پاسخ های سلولی، تغییر متابولیسم و تغییر در سطح مولکولی می باشد. یکی از روش های ایجاد مقاومت در گیاهان استفاده از میکروارگانیسم های مفید موجود در خاک می باشد. قارچ اندوفیت p. indica یکی از این میکروارگانیسم های مفید است که از دامنه میزبانی وسیع و خاصیت تحریک کنندگی رشد گیاه برخوردار می باشد و مقاومت گیاهان را به تنش های زیستی و غیرزیستی افزایش می دهد. پژوهش حاضر به منظور بررسی تغییرات ترانسکریپتوم، متابولوم و پروتئوم گیاه جو تلقیح شده با قارچ p. indica تحت تنش خشکی و شوری و شناخت مکانیسم مولکولی مقاومت القا شده توسط قارچ انجام شده است. برای این منظور آزمایش گلخانه ای در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل 3 سطح شوری (تنش شوری) و 3 سطح خشکی (تنش خشکی) و دو سطح (تلقیح شده و تلقیح نشده) بودند. گیاهان به مدت 2 هفته در شرایط بدون تنش قرار گرفتند و سپس تنش خشکی و شوری در آنها القاء شد. 2 هفته بعد از تنش نمونه برداری از برگ گیاهان شاهد و تلقیح شده انجام پذیرفت. سپس آزمایشات فیزیولوژیکی، پروتئومیکس، ترانسکریپتومیکس و متابولومیکس بر روی نمونه های برداشت شده صورت پذیرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که قارچ p. indica باعث بهبود رشد گیاهان در شرایط نرمال و تحت تنش های خشکی و شوری می گردد. آنالیز ترانسکریپتوم، پروتئوم و متابولوم بوته های جو تلقیح شده با قارچ و مقایسه آنها با گیاهان شاهد نشان داد که تاثیر قارچ بر گیاهان میزبان چند جانبه بوده و باعث تغییرات گسترده در ژنوم، پروتئوم و متابولوم گیاهان تلقیح شده می گردد. قارچ با افزایش بیان تعدادی از ژن ها مانند tctp و همچنین افزایش بیان آنزیم های آنتی اکسیدان مهمی مانند آسکوربات پراکسیداز و 2- سیس پروکسی ردوکسین و همچنین برخی آنزیم های مهم در چرخه فتوسنتز مانند فسفوریبولوکیناز به گیاهان تلقیح شده امکان تحمل بهتر تنش خشکی و رشد بیشتر را در این شرایط می دهد. همچنین قارچ با افزایش نسبت های پتاسیم به سدیم و کلسیم به سدیم در گیاهان تلقیح شده اثرات سمی تجمع سدیم را تا حدی خنثی نموده و روند کاهش رشد گیاهان تحت تنش شوری را تقلیل می دهد. قارچ بر ترانسکریپتوم گیاهان تلقیح شده تحت تنش شوری تاثیر گذاشته و باعث افزایش و کاهش بیان ده ها ژن در آنها می شود. قارچ بر میزان مواد محلول سازگار مانند قندهای محلول و اسیدهای آمینه (مانند پرولین و گابا) تاثیر گذاشته و با افزایش این مواد در گیاهان تلقیح شده به تنظیم اسمزی در این گیاهان و حفاظت بهتر از ماکرومولکول هایی مانند پروتئین ها کمک شایانی می کند. در مجموع این پژوهش اثرات مثبت همزیستی قارچ p. indica و گیاه جو را تحت تنش های خشکی و شوری اثبات کرد.

تنش شوری به عنوان یکی از مهمترین تنش های غیر زیستی، از طریق اثر بر بیان ژن ها، فعالیت های ترجمه ای و سایر تغییرات متابولیسمی به شدت بر رشد و عملکرد گیاهان تاثیر گذار است و از آنجایی که دستگاه سنتز پروتئین ها نقش مهمی را در رشد و نمو گیاهان در شرایط طبیعی و تحت تنش داراست، در این مطالعه پاسخ ترانسکریپتومی ژن های مرتبط با فرآیند ترجمه در گیاه آرابیدوپسیس، در تنش شوری مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور با تهیه یک پلت فرم واکنش زنجیره ای پلیمراز کمّی، پاسخ بیانی 170 ژن دستگاه ترجمه ای تحت تاثیر تنش کوتاه مدت (تا 24 ساعت) 150 میلی مولار کلرید سدیم مورد مطالعه قرار گرفت. بیان اکثر ژن ها دو ساعت پس از آغاز تنش شوری، کاهش یافتند، در حالیکه پس از چهار و شش ساعت، بیان اکثر ژن ها در مقایسه با نمونه کنترل افزایش پیدا کرد. با این وجود پس از اعمال زمان طولانی تر تنش (در هشت و 24 ساعت)، دوباره بیان بیشتر ژن ها نسبت به شرایط کنترل کاهش پیدا کرد. از آنجایی که مقدار رونوشت بسیاری از ژن ها در دو و 24 ساعت پس از اعمال تنش شوری در مقایسه با شرایط کنترل کاهش پیدا کرد، به نظر می رسد که تنش شوری منجر به القای پاسخ موقتی در سطح بیان ژن ها می گردد. در این مطالعه تعداد محدودی ژن مرتبط با فرآیند ترجمه که به طور معنی داری تحت تاثیر تنش شوری قرار گرفتند، شناسایی شدند که از جمله مهمترین آنها می توان به ژن prpl11 که کد کننده پروتئین ریبوزومی پلاستیدی شماره 11 است، اشاره کرد. با وجود اینکه در لاین جهش یافته این ژن، مقدار ریبوزوم های پلاستیدی و سر هم بندی پلی زوم ها متاثر نمی گردند ولی ترجمه زیر واحد بزرگ آنزیم روبیسکو، که تثبیت کننده دی اکسید کربن در استرومای پلاستیدها است، به شدت کاهش می یابد. فنوتیپ شدید جهش یافته این ژن که شامل کاهش شدید رشد گیاه و همچنین رنگ پریدگی برگ هاست، با نقش مهم این ژن در دستگاه ساخت پروتئین در پلاستیدها و عملکرد کلروپلاست ها منطبق است. بنابراین افزایش بیان وابسته به تنش شوری این ژن که در مطالعه حاضر مشاهده گردید، می تواند ناشی از تلاش در جهت افزایش پایداری کارکرد کلروپلاست ها، حداقل در مراحل ابتدایی تنش شوری باشد. مطالعه ارقام با توانایی بیش بیان این ژن می تواند برای مطالعه عملکرد این ژن در مقابل تنش شوری بسیار کارا باشد. ژن دیگر شناسایی شده در این تحقیق که کد کننده یک پروتئین اتصالی به آر. ان . ای. غنی از آدنین/ اوراسیل است و احتمالا نقش فعال سازی ترجمه را داراست، atab2 نام دارد. غیر فعال سازی این ژن منجر به نقصان شدید در سنتز غشای تیلاکوییدی در آرابیدوپسیس گردیده و در نهایت منجر به ایجاد فنوتیپ زالی در گیاه می گردد. فعال سازی بیان این ژن تحت تاثیر کلرید سدیم، که در این تحقیق مشاهده گردید می تواند به عنوان عاملی که در جبران اثرات منفی تنش شوری بر عملکرد دستگاه ترجمه و عمکرد گیاه نقش دارد، کارایی داشته باشد. در نهایت ژن pdf1b که کد کننده یک پپتید دی فرمیلاز اختصاصی گیاهی است و در جداسازی گروه ان. فرمیل از انتهای نیتروژنی پروتئین در حال ساخت در کلروپلاست نقش دارد، مورد شناسایی قرار گرفت. جهش یافته این ژن نیز در آرابیدوپسیس منجر به ایجاد فنوتیپ زالی می گردد. به علاوه نشان داده شده است که این ژن در نمو کلروپلاست در برنج نیز نقش مهمی دارد. بنابراین القای بیانی این ژن در تنش شوری که در بررسی حاضر گزارش شده است، می تواند در فعال سازی موقت ظرفیت و توانایی ترجمه ای در طی مراحل اولیه تنش شوری نقش داشته باشد. همان گونه که ذکر شد این ژن ها و سایر ژن های شناخته شده در این مطالعه نقش های مهمی را در زیست شناسی و عملکرد کلروپلاست دارا هستند و بنابراین می توانند به عنوان اهداف جدیدی برای بهینه سازی زیست فناوری مقاومت به تنش شوری در گیاهان در نظر گرفته شوند.

جوانه زنی قبل از برداشت در گندم به پدیده ای اطلاق می شود که دانه گندم روی گیاه و قبل از برداشت، در مواجهه با شرایط رطوبتی ناخواسته شروع به جوانه زنی کند و غالبا در مناطقی که شرایط آب و هوایی مرطوب، به همراه بارندگی زیاد دارند، اتفاق می افتد. در واقعیت آن چیزی که در جوانه زنی قبل از برداشت روی می دهد، جوانه زنی دانه در زمان نامناسب است که باعث کاهش عملکرد، افت کیفیت محصول نهایی و به طور کلی زیان اقتصادی می شود. این صفت مانند بسیاری دیگر از صفات گیاهان، علاوه بر اینکه تحت تاثیر محیط، صفات فنولوژیکی و مورفولوژیکی گیاه است، تحت تاثیر ژنتیک گیاه نیز قرار دارد. عواملی مانند خواب بذر، رنگ دانه، زمان خوشه دهی، از عوامل موثر در بروز این پدیده به شمار می آیند. محققان با بررسی و مطالعه ژن های دخیل در جوانه زنی قبل از برداشت، به معرفی نشانگرهای مولکولی پرداخته اند. طی بروز این پدیده آنزیم آلفا آمیلاز با فعالیت خود سبب تجزیه نشاسته دانه شده و جنین از انرژی حاصله برای جوانه زنی استفاده می کند، که این خود سبب کاهش کیفیت دانه گندم و آرد استحصالی می شود. بوسیله تکنیک فالینگ می توان فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز را تخمین زد. به طوری که هرچه فعالیت این آنزیم بیشتر باشد، عدد فالینگ (falling number) کاهش می یابد. بنابراین در ارقام مستعد برای بروز جوانه زنی قبل از برداشت عدد فالینگ کمتر مورد انتظار است. در این مطالعه ارقام مختلف گندم به لحاظ عدد فالینگ و نشانگرهای مولکولی vp-1b3، xgwm155، mst101 و wmc104 مورد ارزیابی قرار گرفتند. نشانگرهای مذکور در ارتباط با جوانه زنی قبل از برداشت معرفی شده اند و به منزله آغازگرهای اختصاصی تلقی می گردند. در نشانگرvp-1b3 دو باند bp 652 (حساس به جوانه زنی پیش از برداشت) و bp 569 (مقاوم به جوانه زنی پیش از برداشت) و در نشانگر mst101 دو باند bp 425 (حساس) و bp400 (مقاوم) مشاهده شد. در هر کدام از نشانگرهای wmc104 و xgwm155 چهار نوع باند مشاهده شد که طول آن ها در محدوده bp 100 تاbp 200 قرار داشت. این چهار باند بر اساس افزایش اندازه با شماره های 1 الی 4 مشخص گردیدند. در نشانگر xgwm155 به ترتیب در باندهای 3 ،4 ،2 ،1 و در نشانگر wmc104 به ترتیب در باندهای 2 ،4 ،3 و 1 از مقاومت کاسته شده و بر حساسیت افزوده می شود. یعنی در نشانگر xgwm155 باند3 بالاترین مقاومت و باند1 کمترین مقاومت را نشان می دهد. مجموع باندهای ظهور یافته توسط نشانگرها، با عدد فالینگ برای هر رقم همبستگی خوبی نشان دادند. از بین ارقام مورد بررسی تعداد نه رقم، ارقام با مقاومت کم، تعداد نوزده رقم، ارقام نیمه مقاوم و تعداد چهار رقم، مقاوم شناخته شدند.

گسترش روزافزون مقاومت دارویی در بین باکتری ها سبب شده است تا توجه بیشتری به یافتن روش های پیشگیری از بروز مقاومت و نیز یافتن داروهای مناسب با اثرات سمی و عوارض جانبی کمتر معطوف شود و برای این منظور استفاده از گیاهان دارویی مورد توجه خاص قرار دارد. سودوموناس آئروژینوزا یک بیماریزای فرصت طلب و یکی از مهمترین عوامل عفونت های بیمارستانی در طیف وسیعی از بیماران دارای نقص سیستم ایمنی شامل مبتلایان به سیستیک فیبروزیس، سوختگی ها و... است. این باکتری دارای عوامل بیماریزایی متعدد می باشد و به دلیل تولید بیوفیلم، مقاومت زیادی نسبت به اکثر آنتی بیوتیک های متداول دارد. تولید بسیاری از فاکتورهای بیماریزایی در این باکتری تحت کنترل سیستم ژنی موسوم به سیستم حس گر حدنصاب ، که به باکتری قدرت وفق پذیری بالایی می دهد، است. در این تحقیق اثر عصاره برخی از گیاهان داروئی ایران بر رشد، تولید برخی از فاکتورهای بیماریزایی و بیان برخی از ژن های اساسی سیستم qs مورد مطالعه قرار گرفت. برای اندازه گیری میزان رشد باکتری در حضور عصاره های گیاهی از کشت در محیط مایع و رسم منحنی های رشدی استفاده شد. همچنین فاکتورهای بیماریزایی بیوفیلم و پایوسیانین، از محیط کشت های حاوی باکتری رشد کرده در معرض عصاره های گیاهی استخراج شده و مورد اندازه گیری قرار گرفتند. به منظور ثبت اثرات عصاره ها بر فنوتیپ فاکتورهای بیماریزایی از باکتری نشانگر کرموباکتریوم استفاده شد. برای اندازه گیری بیان ژن ها از روش rt-pcr استفاده شد. مشاهده شد که گیاهان آویشن باغی، اکالیپتوس و زیره بر رشد باکتری اثرات بازدارندگی داشتند. تمام عصاره های استفاده شده، به جز کندل، تاثیر کاهنده معنی داری بر میزان تولید پایوسیانین داشتند. اثرات ضدqs عصاره آنغوزه موجب تغییر در تولید فاکتورهای بیماریزایی باکتری شد در حالی که عصاره آویشن و زیره به دلیل اثرات بر رشد، بر میزان این فاکتورها اثر گذاشتند، این نتیجه گیری بر اساس نمایه بیانی ژن ها صورت گرفت. همچنین عصاره آنغوزه اثرات آنتاگونیستی در مقابل کرموباکتریوم نشان داد.

آگاهی از پارامترهای ژنتیکی کنترل کننده ی صفات از جمله وراثت پذیری و نوع عمل ژن ها در انتخاب روش اصلاحی و مدیریت آن بسیار مهم است. بدین منظور یک آزمایش دای آلل کامل در پنج رقم گندم نان اجرا شد. 20 هیبرید بدست آمده در پاییز 1391 به همراه والدین تلاقی ها در غالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در مزرعه پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد کشت شدند جهت انجام تجزیه دای آلل از دو روش گریفینگ و هیمن- جینکز استفاده گردید. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بجز صفت تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی اختلاف معنی داری بین ژنوتیپ ها وجود دارد. مقدار وراثت پذیری خصوصی صفات بین 5 تا 51 درصد بدست آمد که به ترتیب مربوط به طول دوره پرشدن دانه و طول برگ پرچم بود. در صفات ارتفاع بوته، تعداد سنبلچه در سنبله و طول پدانکل وراثت پذیری متوسط به بالا و در صفات شاخص برداشت، طول ریشک، وزن هکتولیتر و تعداد پنجه بارور وراثت پذیری پایینی مشاهده شد. سهم اثر افزایشی ژن ها در کنترل صفات تعداد روز تا سنبله دهی، طول دوره پرشدن دانه، ارتفاع بوته، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و وزن هکتولیتر بیش از سهم اثر غیر افزایشی ژن ها بود و در دو صفت تعداد سنبلچه در سنبله و طول پدانکل اثر افزایشی ژن ها عامل اصلی کنترل کننده ی این صفات بود. در صفات طول برگ پرچم، شاخص برداشت و طول ریشک سهم اثر غیر افزایشی ژن ها در کنترل آن ها بیش از سهم اثر افزایشی بود. همچنین برای صفات طول سنبله و طول برگ پرچم اثر فوق غالبیت و برای طول ریشک اثر غالبیت کامل مشاهده شد. بنابراین توصیه میشود برای اصلاح صفات طول دوره پرشدن دانه، تعداد سنبلچه در سنبله، طول پدانکل و ارتفاع بوته از روشهای گزینش انفرادی یا توده ای، برای صفات شاخص برداشت، طول برگ پرچم و طول ریشک از روش های مبتنی بر دورگ گیری، وبرای سایر صفات از روشهای گزینش در نسل های در حال تفکیک استفاده شود.