بررسی تغیر بیان ژنهایLTP و SOS1 درپاسخ به تنش شوری در ارقام مختلف گندم نان وخویشاوند وحشی آن : پایان نامه ارشد کشاورزی

بررسی تغیر بیان ژنهایLTP و SOS1 درپاسخ به تنش شوری در ارقام مختلف گندم نان وخویشاوند وحشی آن

دانلود پایان نامه ارشد کشاورزی

کشور عزیزمان ایران با توجه به تنوع اقلیم ، آب و هوای مطبوع و اراضی وسیعی که در اختیار دارد در صورت مدیریت در عرصه کشاورزی میتواند یکی از قطب های بلامنازع کشاورزی دنیا باشد و با پرورش دانش آموختگان خبره در گرایش های مختلف رشته کشاورزی میتوان به این مهم نایل آمد. مسترداک در ادامه به معرفی پایان نامه های کارشناسی ارشد رشته کشاورزی میپردازد. پایان نامه حاضر با عنوان”  بررسی تغیر بیان ژنهایLTP (پروتئین انتقال دهنده چربی)وSOS1 (آنتی پورتر Na+/H+ ) درپاسخ به تنش شوری در ارقام مختلف گندم نان وخویشاوند وحشی آن ” با گرایش بیوتکنولوژی و با فرمت Word (قابل ویرایش) تقدیم شما دانشجویان عزیز میگردد.

 

چکیده پایان نامه بررسی تغیر بیان ژنهایLTP (پروتئین انتقال دهنده چربی)وSOS1 (آنتی پورتر Na+/H+ ) درپاسخ به تنش شوری در ارقام مختلف گندم نان وخویشاوند وحشی آن:

شوری یکی از مهمترین تنش های غیر زیستی در گیاهان زراعی است. سطوح بالای سدیم سمی و مخالف تأثیر روند متابولیسم سلولی و تعادل یونی است. البته وجود مقادیر کم سدیم در سلول برای رشد گیاه حیاتی است. ژن مقاومت به شوری SOS1، آنتی پورتر Na+/H+غشای پلاسمایی را در گندم  Triticum aestivumرمز می نماید. cDNA آن ۳۴۲۹ نوکلئوتید طول دارد که یک پلی پپتید با ۱۱۴۲ اسید آمینه و وزن ۱۲۶ کیلو دالتون را رمز می نماید. یکی دیگر از ژن های موثر در مقاومت به شوری ژن LTP  است. به نظر می رسد که ژن LTP هنگام تنش شوری در انتقال برون سلولی لیپیدها برای تولید واکس کوتیکولی برگ نقش آفرینی می کند.

انواع پروتئین های LTP گیاهی دارای تعداد اسیدهای آمینه های مختلف از ۹۱ تا ۹۵ هستند. فاقد تریپتوفان بوده و دارای هشت باقیمانده  سیستئین در موقعیت حفاظت شده هستند.LTP ها در انجام بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی شامل تنظیم فعالیت ساختن پکتین، رسوب مواد در دیواره دانه گرده در حال توسعه، تشکیل موانع ساختاری و تحریک مسیر پیام رسانی سیستمیک و رویان زایی از سلول های رویشی نقش دارند. LTPها پروتئین های حدود ۹ کیلو دالتونی هستند که به مقادیر زیاد (حدود ۴% از کل پروتئین های محلول) در گیاهان عالی یافت می شوند. در این پژوهش به منظور بررسی سطح بیان ژن های LTPو SOS1 آغازگرهای forward  وreverse  درNCBI طراحی شدند. بذرهای گندم الموت (ژنوتیپ حساس)، ارگ (ژنوتیپ متحمل) و آجیلوپس (ژنوتیپ وحشی) کشت شده در محیط کشت هیدروپونیک، تحت تنش NaClبا غلظت ۱۵۰ میلی مولار قرار گرفتند و  سپس در زمان های صفر، ۳، ۶ و ۲۴ ساعت پس از تنش نمونه گیری انجام شد.

به منظور دقت در کار دو ظرف به عنوان شاهد در نظر گرفته شد که در هر بار نمونه برداری در ساعت های مشخص از ظرف های شاهد هم نمونه برداری انجام شد. سپس بررسی بیان با استفاده از Real Time PCRانجام شد. بررسی بیانژن SOS1درتنش شوری ثابت کردکه باافزایش زمان در غلظت ۱۵۰ .با مقایسه میزان بیان ژن LTP بین بافت های برگ و ریشه ارقام الموت ، ارگ و ژنوتیپ آجیلوپس میتوان گفت که بیشترین میزان بیان در برگ آجیلوپس در ۶ ساعت و در ریشه آجیلوپس در ۳ ساعت بعد از تنش وجود داشته است و در تمام موارد تفاوت معنی داری بین برگ و ریشه آنها وجود دارد. همچنین، با مقایسه بین ارقام حساس( الموت ) و مقاوم( ارگ ) و ژنوتیپ وحشی( آجیلوپس ) می توان گفت که رقم مقاوم ارگ دربیانژنLTP عکسالعمل بهتری نسبت به رقم حساس الموت نشانداده است درنتیجه این مکانیسم درایجادمقاومت دررقم مقاوم مفیدتراست.

همچنین مشخص شد که ژن LTPدر ایجاد مقاومت به شوری در گیاهان نقش دارد. بعلاوه مقایسه میزان بیان ژن SOS1بین برگ و ریشه در ارقام الموت و ارگ و آجیلوپس نشان داد که در اینجا نیز تفاوت معنی داری بین برگ و ریشه در هر ساعت بعد از تنش وجود دارد که این تفاوت تنها در ۲۴ ساعت بعد از تنش در برگ و ریشه ارگ معنی دار نبود.

 

تنش شوری

افزایش نمک باعث سمیت یون درون سلول می شود.  غلظت های بالای نمک در محیط ریشه تنش های فوق اسمزی بوجود می آورد که از جذب و انتقال آب جلوگیری می کند. تنش های ثانویه مانند عدم تعادل غذایی و اکسیداسیون، اغلب در اثر سمیت یون و تنش فوق اسمزی رخ می دهند)(Zhu,2001.گیاهان با تغییر الگوی بیان ژن، فعالیت متابولیکی و انتقال یون و آب برای کاهش آسیب تنش و هموستازی دوباره یون و آب پاسخ  می دهند(Gaxiola et al.,1999).که دارای اهمیت بحرانی برای گیاه به تنش شوری می- باشد(Hasegawa et al.,2000). انتقال دهنده های یونی مختلفی تعیین کننده میزان نهایی هموستازی یونی هستند که قویاً در سطح رونویسی و بعد از رونویسی تنظیم می­شوند. گیاهان تحت شرایط فیزیولوژیکی ایده آل، به طور نسبی غلظت زیاد K+و غلظت کم Na+ را در سیتوزول سلول های خود نگه می دارند.(Binoza,1988) این میزان بالایK+به Na+  را در سیتوزولی از برداشت K+نسبت به Na+، عدم جذب Na+ و انتقال Na+به درون واکوئل نتیجه می شود. با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران وسعت ۲۵ میلیون هکتار اراضی تحت تأثیر نمک که معادل ۱۵ درصد تمام سطح کشور است (Kamkar et al.,2004)ضرورت شناخت کامل این بخش، به خوبی احساس می شود. در حال حاضر استفاده از ارقام مقاوم به شوری یکی از مهترین روش های موثر در بهره برداری و افزایش عملکرد در زمین های شور و نسبتاً شور نواحی خشک و نیمه خشک جهان به حساب می آید (جعفری و همکاران، ۱۳۸۷).

شوری و خشکی از مهمترین و موثرترین تنش ها می باشند (Bohnert et al.,1995).تخمین زده شده است که بیش از ۲۰ درصد زمین های قابل کشت کره زمین حاوی سطوح بالای نمک است که باعث تنش شوری بر گیاهان زراعی می شود و یک مشکل مهم مناطق خشک و نیمه خشک جهان است(Flowers,1995).

غلظت زیاد نمک ها با کاهش پتانسیل اسمزی محلول خاک، سمیت یون ها، به هم زدن مقادیر یون ها و با ایجاد  کمبود عناصر ضروری به گیاه صدمه می زنند (Greenway et al.,1980).

ایران کشوری است که به دلیل متوسط نزولات جوی پایین در منطقه خشک و نیمه خشک جهان قرار دارد. کمبود آب آبیاری و شور بودن آب اکثر مناطق و زمین های کشاورزی که هم اکنون جزو عوامل محدود کننده اصلی تولید محصولات زراعی در ایران می باشند، در آینده نزدیک مشکلات بیشتری ایجاد خواهد کرد. در آینده ای نه چندان دور، بحران آب قسمت های وسیعی از کشور را به صورت جدی تهدید خواهد کرد. با افزایش روز افزون جمعیت، نیاز به واردات محصولات زراعی جهت تأمین غذای مورد نیاز مردم بیشتر خواهد شد بنابراین بایستی راهکارهایی برای تأمین امنیت غذایی و راه های افزایش عملکرد و منابع غذایی جدید اندیشیده شود. خوشبختانه ایران یکی از منابع تنوع در تعدادی از محصولات زراعی می باشد(جعفری و همکاران، ۱۳۸۷).

امروزه مهندسی ژنتیک امکان ایجاد واریته­ها و گیاهانی را فراهم می­کند که دارای صفات جدیدی بوده و تولید آنها از روش های معمول غیر ممکن است. از جمله این صفات، صفات مقاومت به تنش های زیستی و غیره زیستیهستند که توجه محققین را به خود جلب کرده اند. انتقال همزمان چند ژن موثر در مقاومت یکی از راه های ایجاد مقاومت می باشد اما دارای محدودیت های خاصی است. بنابر این می توان مقاومت خوبی را نسبت به طیف وسیعی از انواع تنش های زیستی و غیر زیستی ایجاد کرد. از جمله این ژن ها می توان به[۱]sos1  و[۲]LTP  اشاره کرد.

 

 

اهداف پژوهش

۱- بررسی سطح بیان ژنهایLTPوSOS1

۲- اندازه گیری میزان فعالیت دو آنزیم پراکسیداز(POD[4]) و کاتالاز(CAT[5]).

[۱]آنتی پور یا تبادل گر دوسویه Na+/H+غشاء پلاسمایی

[۲]پروتئین انتقال دهنده لیپید

[۳]- Basal Metabolic Rate (BMR)

[۴] Peroxidase

[۵]Catalase

 

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه و اهداف ۱

۱-۱-مقدمه ۲

۱-۱-۱ – تنش شوری ۲

۱-۱-۲- اهمیت غلات ۳

۱-۱-۳- گیاه شناسی گندم ۴

۱-۱-۴-گندم امر ۵

۱-۱-۵- معرفی ژن SOS1 5

۱-۱-۶- معرفی ژنLTP 6

۱-۲- راهکارهای مقابله با شوری در عصر حاضر ۷

۱-۳- اهداف پژوهش ۷

فصل دوم: مروری بر پژوهش های پیشین ۸

۲-۱- خاک های شور ۹

۲-۲- چگونه شوری برای گیاه مشکل ایجاد می کند ۱۰

۲-۳- مکانیسم های مقابله با تنش شوری در گیاهان ۱۰

۲-۴- مکانیسم های مولکولی تحمل به تنش شوری ۱۱

۲-۵- انواع گیاهان بر اساس واکنش رشد به شوری ۱۱

۲-۶- ژنهای درگیر در تحمل به تنش شوری ۱۳

۲-۷- مسیر ژنهای SOSدر تحمل به تنش شوری ۱۴

۲-۸- شناسایی و نامگذاری ژن LTP 14

۲-۹- گروه بندی LTP ها ۱۶

۲-۱۰- معرفي واکنش Real-time PCR 17

۲-۱۱- معرفي روش کمي سنجي مطلق (Absolute Quantification) براي کمي کردن بيان ژن درReal-time  PCR  ۱۹

۲-۱۲-معرفي روش کمي سنجي نسبي Relative Quantification)) براي کمي کردن بيان ژن در Real-time PCR 20

۲-۱۳- تعيين راندمان Real-time PCR 20

۲-۱۴- کمي کردن نسبي بيان ژن در Real-time PCRبا فرض راندمان۱۰۰ درصد ۲۳

۲-۱۵- کمي کردن نسبي بيان ژن با Real-time PCRدر صورت متغير بودن راندمان يا کمتر از ۱۰۰ درصد ۲۴

۲-۱۶- تاثیر تنش­شوری بر ویژگی­های بیوشیمیایی ۲۴

فصل سوم: مواد و روش تحقیق ۲۷

۳-۱- انتخاب ژنوتيپ گندم ۲۸

۳-۲-تأیید مقاومت رقم  ارگ و حساسیت رقم الموت به تنش شوری ۲۸

۳-۳-کاشت بذر ها ۲۸

۳-۴- انتخاب نوع محيط کشت مايع ۳۰

۳-۵- شرايط کنترل شده محيط گلخانه ۳۲

۳-۶- اعمال تنش شوری با نمک (۱۵۰ میلی مولار)  ۳۲

۳-۷- نمونه‌گيري از بافت برگي و ریشه ۳۳

۳-۸- استخراجRNA از بافت برگ و ریشه ۳۳

۳-۹- تيمار DNAse براي حذف آلودگي ژنومي در RNA استخراج شده ۳۵

۳-۱۰- سنتز رشته اول cDNA از RNA 36

۳-۱۱- طراحي آغازگرهاي اختصاصي به منظور بررسي بيان ژنهای LTP و SOS1 38

۳-۱۲-تکثير ‌‌cDNAهای سنتز شده با استفاده از آغازگرهای LTP، ۱۸S rRNA وSOS1بوسیله واکنش زنجيره‌اي پليمراز (PCR)  ۴۰

۳-۱۳- واكنش Real time RT-PCR (Relative)براي cDNA هاي تهيه شده ۴۲

۳-۱۴- واكنش Real time RT-PCR ژن LTP وSOS1 و ژن‌های كنترل داخلي ۱۸S rRNA 42

۳-۱۵- روش نرمال‌سازي بيان ژنهای LTPوSOS1 پس از واكنش Real-time PCR 44

۳-۱۶- اندازه گیری میزان فعالیت آنزیم پر اکسیداز (POD)  ۴۴

۳-۱۷- اندازه گیری میزان فعالیت آنزیم کاتالاز(CAT)  ۴۵

۳-۱۸-آنالیز پروموتر ژن های LTP وSOS1 45

فصل چهارم: نتایج و بحث ۴۶

۴-۱- نتایج ۴۷

۴-۱-۱- استخراج RNA 47

۴-۱-۲- تعیین کمیت و کیفیت RNA استخراج شده ۴۷

۴-۱-۳-كمي كردن ميزان بيان ژن LTP در شرايط تنش شوری با استفاده از RT-PCRReal time…. 48

۴-۱-۴-كمي كردن ميزان بيان ژنSOS1در شرايط تنش شوری با استفاده ازRT-PCRReal time…… 53

۴-۱-۵- اندازه گیری میزان فعالیت آنزیم پر اکسیداز (POD)  ۵۸

۴-۱-۶- اندازه گیری میزان فعالیت آنزیم کاتالاز(CAT)  ۶۲

۴-۱-۷-نتایج آناليز پروموترژن‌SOS1و LTPدر گیاه برنج ۶۵

۴-۲- بحث ۶۸

۴-۲-۱- بررسیسطحبیانژنSOS1ونقشآندرسلول ۷۰

۴-۲-۲-  بررسیسطحبیانژنLTPونقشآندرسلول ۷۱

۴-۲-۳-تاثیر تنش ­شوری بر ویژگی­های بیوشیمیایی ۷۳

۴-۲-۴- نتیجه گیریکلی ۷۴

۴-۳- پیشنهاد ها ۷۵

فصل پنجم: منابع ۷۷

 

فهرست جداول

جدول  ۳-۱- ترکیبات غذایی محيط کشت مايع هوگلند ۳۱

جدول ۳-۲- مواد مورد نياز براي تيمار DNAse شرکت فرمنتاز ۳۵

جدول۳-۳  – نوع و مقدار مواد مورد استفاده در سنتز cDNA 36

جدول۴-۳ – نوع و مقدار مواد مورد استفاده در سنتز رشته اول cDNAدر مرحله دوم ۳۷

جدول ۳-۵-اسامي و توالي آغازگرهاي طراحي شده با نرم افزارAlell ID 6و۱۰ Vector NTI به منظور بررسي بيان ژن LTP و SOS1 همچنین دمای اتصال و طول قطعه تکثیر شده ۳۹

جدول ۳-۶- نوع و مقدار مواد مورد استفاده در واکنش زنجيره اي پليمراز ۴۰

جدول ۳-۷- چرخه حرارتي واکنش زنجيره‌اي پليمراز و دماي اتصال با توجه به نوع پرايمر مورد استفاده تعيين شد که در جدول زیر آمده است ۴۱

جدول ۳-۸ – سيكل گرمايي استفاده شده در واكنش Real-time PCR ژن اصلي LTP  وSOS1 وكنترل داخلي ۱۸srRNA    ۴۳

جدول ۳-۹ – نوع و مقدار مواد مورد استفاده در واكنش  Real-time PCRبراي ژنهای اصلي LTP وSOS1و ژن كنترلي داخلي ۱۸srRNA  ۴۳

جدول۴ -۱- میزان آنزیم پر اکسیداز در ریشه و برگ ارقام آجیلوپس، ارگ و الموت تحت تنش شوری
۱۵۰ mM 58

جدول ۴ -۲ – میزان خطای محاسبه شده در ریشه و برگ ارقام آجیلوپس،ارگ و الموت تحت تنش شوری
۱۵۰mM 58

جدول۴-۳ – میزان آنزیم کاتالاز در ریشه و برگ ارقام آجیل وپس، ارگ و الموت تحت تنش شوری
۱۵۰ mM 62

جدول۴ -۴  -میزان خطای محاسبه شده در ریشه و برگ ارقام آجیلوپس،ارگ و الموت تحت تنش شوری
۱۵۰ mM 62

جدول ۴ -۵- مهمترین موتیف های عمومی و اختصاصی احتمالی موجود در پروموتر ژنSOS1در گیاه برنج که از سایت هایPhytozome  وPlantcare استفاده شد ۶۶

جدول۴ -۶ – مهمترین موتیف های عمومی و اختصاصی موجود در پروموتر ژن LTP در گیاه برنج………… ۶۶

 

مسترداک | آموزش زبان انگلیسی | اپلیکیشن | بانک اطلاعات | برنامه نویسی و طراحی وب سایت | قالب و افزونه | پایان نامه دکترا | تاریخ | تربیت بدنی | جغرافیا | حسابداری | حقوق | رشته های پزشکی | پزشکی | روانشناسی | زبان و ادبیات فارسی | علوم تربیتی | فقه و مبانی حقوق اسلامی | کشاورزی | کلام تطبیقی | مدیریت | پایان نامه کارشناسی | پایان نامه کارشناسی ارشد | تربیت بدنی | علوم انسانی | اقتصاد | تاریخ | باستان شناسی | جغرافیا | حقوق | رشته حسابداری | روانشناسی | زبان و ادبیات عربی | زبان و ادبیات فارسی | علوم اجتماعی | علوم تربیتی | علوم سیاسی | فقه و حقوق اسلامی | کتابداری و اطلاع رسانی | مدیریت | علوم پایه | زمین شناسی | زیست شناسی | شیمی | فنی و مهندسی | برق | صنایع غذایی | عمران | کامپیوتر و فناوری اطلاعات | کشاورزی | هنر و معماری | معماری | پروژه آموزشی | تحقیق و جزوات آموزشی | ترجمه مقالات ISI | طرح توجیهی | کتاب | گزارش کارآموزی | نرم افزار |

مراحل خرید فایل دانلودی
اگر محصول را می پسندید لطفا آنرا به اشتراک بگذارید.

دیدگاهی بنویسید

0