Mohammad Majdi

Papaver plants, commonly known as poppies, are essential sources of morphine alkaloids used in the pharmaceutical industry. Endophytic fungi, living symbiotically with their host plants, can produce similar bioactive compounds. This study isolated endophytic fungi from four Papaver species (P. glaucum, P. fugax, P. argemone, and P. bracteatum) to investigate their potential for morphine biosynthesis. Healthy plants were collected from their natural habitats in Kurdistan province in the spring of 2017, yielding 17 fungal isolates. Six isolates, selected for their high-performance liquid chromatography (HPLC) profiles indicating the presence of morphine alkaloids, were further analyzed. The isolate with the highest concentrations of morphine and codeine was identified as Pithoascus kurdistanensis CBS 149789 through morphological characteristics and DNA sequencing of the ITS region, TUB2 gene, and TEF. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) confirmed the production of morphinan compounds by this new species. This research represents the first complete genome sequencing of the Pithoascus genus. The assembled genome of P. kurdistanensis, approximately 34 Mbp in size, consists of nine chromosomal-sized contigs and four smaller contigs, with contig 10 identified as the mitochondrial genome. Genome analysis revealed 8,292 gene-coding regions and 20,524 gene transcripts. Annotation identified 19 genes encoding 27 enzymes involved in the biosynthetic pathway of isoquinoline alkaloids, based on KEGG data. This study advances our understanding of the genomic landscape of endophytic fungi from Papaver species, particularly those capable of producing morphine alkaloids. These findings highlight the potential of endophytic fungi as sustainable sources of pharmaceutical compounds and provide a foundation for future research on gene transfer processes between hosts and endophytes. Comprehensive genomic analyses of fungi promise to enhance knowledge of fungal biology and the applications of fungal metabolites in various fields.

The Sunn pest, Eurygaster integriceps Puton, is a significant global wheat pest, inflicting substantial economic losses annually. This study addresses the unexplored area of neuropeptides and their G-protein coupled receptors (GPCRs) in E. integriceps, which are crucial in insect physiological and behavioral regulation and represent potential targets for novel bioinsecticide development. We employed Next Generation Sequencing (NGS) via the HiSeq2500 (Illumina) platform to examine the transcriptome of E. integriceps, with a focus on neuropeptide precursors and their GPCRs. Our approach included de novo transcriptome assembly using the Trinity assembler, analyzing RNA samples from whole adult insect body. This process yielded 409,588 contigs, with an N50 length of 693 for E. integriceps. The study identified 44 neuropeptide precursors, covering various known insect neuropeptide families, except Pyrokinin, Trissin, Vasopressin, and calcitonin. Additionally, 85 putative neuropeptide GPCRs were identified, covering three classes (A, B, C, and LGR). Notably, class C GPCRs, rarely reported in hemipteran insects, were among them. The identified GPCRs showed a remarkable 80% similarity to those in the brown marmorated stink bug (Halyomorpha halys). Transcriptome analysis post 0, 72-hour starvation, and 24-hour refeeding phases revealed significant differential expression in 498 genes, including crucial enzymes like tyrosine hydrolase and tyrosine kinase, and key neuropeptides such as Insulin-like peptide and Allatostatin A, which are integral to insect feeding behaviors. The RNA-Seq findings were validated through qRT-PCR analyses of neuropeptides implicated in feeding mechanisms. This research contributes valuable insights into the neuropeptide-modulated physiology and behavior of Eurygaster integriceps, offering a foundation for developing targeted neuropeptide-based strategies for Sunn pest management.

The production of hairy roots is a valuable system for studying the biosynthesis of secondary metabolites and the production of medicinal compounds. This research was conducted in order to optimize and produce secondary metabolites through the induction of hairy roots of Nigella sativa. Three different strains of Agrobacterium rhizogenes (A13, A4, MSU440) and three leaf, stem and node explants and two culture media MS, B5 were used to optimize the induction of hairy roots. The percentage of transfection, the number of hairy roots and the length of the roots were measured after scratching and inoculation of the explants with Agrobacterium rhizogenes strains. The results showed that all the strains induced hairy roots in leaf, stem, and node samples in MS and B5 media. The analyzes showed that the leaf explants have a better response to the induction of rooting. Also, A4 strain led to the highest percentage of transformation and the highest induction, number and length of root hairs. MS culture medium had better results than B5 culture medium. Transgenicity of hairy roots was confirmed by using specific primers of rolB gene with the help of PCR. In general, the optimization results showed that the type of bacterial strain and the type of explant and culture medium can have different effects on the production of hairy roots. In subsequent experiments, the production of secondary metabolites of thymoquinone in hairy roots and the elicitor effect of silver nitrate nanoparticle were investigated in order to increase the biomass of hairy roots. Extraction of hairy roots was done using methanol solvent. The amount of thymoquinone was measured by GC-MS method. The desired elicitor led to changes in biomass production and thymoquinone levels. In general, hairy roots induced under the effect of silver nitrate nanoparticle elicitor synthesized more metabolites than hairy roots without elicitor.

Fennel medicinal plant with scientific name Foeniculum vulgare Mill. It is a two or more year-old, diploid and herbaceous plant belonging to the Chetrian family. The existence of many secondary metabolites, including monoterpenes and sesquiterpenes, phenylpropanoids, hydroxycoumarins, pyranocoumarins, flavonoids, tannins, has caused the medicinal effect of fennel plant. This research was done in order to increase the regeneration rate of fennel medicinal plant. Experiments were carried out in two 1/2 MS and full MS culture environments and three types of leaf, stem and hypocotyl micro-samples. The percentage of callus formation, direct and indirect regeneration to culture medium, type of growth regulators and explants were measured. In the first experiment, the effect of different concentrations of 2,4-D and benzyladenine hormones in combination with each other on the callus formation of three leaf, stem and hypocotyl explants in two culture environments was investigated. The results showed that the highest amount (100%) of callus formation was obtained from the hypocotyl explant at concentrations of 1.5 mg/l benzyladenine and 0.5 and 1 mg/l 2,4-D in MS 1.2 medium and from the stem explant At the concentration of 2 mg/L of benzyladenine and 1 mg/L of 2,4-D, as well as hypocotyl at the concentration of 2 mg/L of benzyladenine and 1.5 mg/L of 2,4-D in MS medium. In the next step, the resulting calli were transferred to 1.2 MS culture medium containing 0.5 mg/liter of NAA hormone and 1.5 mg/liter of IAA hormone, which had the highest percentage of stem formation. Also, in the MS culture medium, the highest amount of stem formation was obtained with IBA hormone at a concentration of 1 mg/liter and BA hormone at a concentration of 1.5 mg/liter alone in the MS culture medium. In the rooting experiment, different hormones with different concentrations were used, and the highest rate of rooting was obtained with NAA hormone at a concentration of 1 and 2 mg/liter and IAA at a concentration of 1 mg/liter in 1/2 MS culture medium, as well as NAA at a concentration of 2 mg. per liter and IBA at a concentration of 1 mg/liter was created in MS culture medium. In the direct regeneration test, explants were used in different hormone concentrations, and the highest regeneration rate of leaf and hypocotyl explants in the culture medium of TDZ hormone with a concentration of 0.5 mg/liter and Zeatin hormone in a concentration of 0.5 mg in the culture medium was 1/2 MS Liter was seen. Also, the highest number of plant regeneration was obtained in leaf and hypocotyl explants in the culture medium of TDZ hormone at a concentration of 1 mg/liter and Zeatin at a concentration of 1 mg/liter in complete MS culture medium. In general, the results of callus induction and regeneration showed that the type of culture medium, growth regulators and explants can show different results.

Fennel medicinal plant with scientific name Foeniculum vulgare Mill. It is a two or more year-old, diploid and herbaceous plant belonging to the Chetrian family. The existence of many secondary metabolites, including monoterpenes and sesquiterpenes, phenylpropanoids, hydroxycoumarins, pyranocoumarins, flavonoids, tannins, has caused the medicinal effect of fennel plant. This research was done in order to increase the regeneration rate of fennel medicinal plant. Experiments were carried out in two 1/2 MS and full MS culture environments and three types of leaf, stem and hypocotyl micro-samples. The percentage of callus formation, direct and indirect regeneration to culture medium, type of growth regulators and explants were measured. In the first experiment, the effect of different concentrations of 2,4-D and benzyladenine hormones in combination with each other on the callus formation of three leaf, stem and hypocotyl explants in two culture environments was investigated. The results showed that the highest amount (100%) of callus formation was obtained from the hypocotyl explant at concentrations of 1.5 mg/l benzyladenine and 0.5 and 1 mg/l 2,4-D in MS 1.2 medium and from the stem explant at the concentration of 2 mg/L of benzyladenine and 1 mg/L of 2,4-D, as well as hypocotyl at the concentration of 2 mg/L of benzyladenine and 1.5 mg/L of 2,4-D in MS medium. In the next step, the resulting calli were transferred to 1.2 MS culture medium containing 0.5 mg/liter of NAA hormone and 1.5 mg/liter of IAA hormone, which had the highest percentage of stem formation. Also, in the MS culture medium, the highest amount of stem formation was obtained with IBA hormone at a concentration of 1 mg/liter and BA hormone at a concentration of 1.5 mg/liter alone in the MS culture medium. In the rooting experiment, different hormones with different concentrations were used, and the highest rate of rooting was obtained with NAA hormone at a concentration of 1 and 2 mg/liter and IAA at a concentration of 1 mg/liter in 1/2 MS culture medium, as well as NAA at a concentration of 2 mg. per liter and IBA at a concentration of 1 mg/liter was created in MS culture medium. In the direct regeneration test, explants were used in different hormone concentrations, and the highest regeneration rate of leaf and hypocotyl explants in the culture medium of TDZ hormone with a concentration of 0.5 mg/liter and Zeatin hormone in a concentration of 0.5 mg in the culture medium was 1/2 MS Liter was seen. Also, the highest number of plant regeneration was obtained in leaf and hypocotyl explants in the culture medium of TDZ hormone at a concentration of 1 mg/liter and Zeatin at a concentration of 1 mg/liter in complete MS culture medium. In general, the results of callus induction and regeneration showed that the type of culture medium, growth regulators and explants can show different results. Key words: fennel, growth regulators, regeneration, tissue culture

one of the most harmful pests of Zagros forests is The green oak leaf roller moth, Tortrix viridana (Lep. Tortricidae). This pest causes heavy damage to oak trees by feeding on the reproductive buds of the trees.The genetic differences in the host plant associated populations of oak leafroller moth have been assessed in the oak forests of northwestern Iran using 28s gene. The genetic diversity of collected T. viridana samples feed on the host oak species Quercus branti was investigated using the 28s gene sequence in in northern Zagros region. The samples were collected from the forest area of West Azerbaijan, Lorestan, Kurdistan and Kermanshah provinces. The collected samples, which were in the larval stage, were kept in laboratory until they turned into pupa and then into insects. DNA extraction was done by CTAB method. In order to amplify 28s region, 28s gene sequence of Tortrix genus from NCBI have been used for primer design. The desired region was amplified using PCR method and the PCR products were sequenced. 21 samples were selected to investigate genetic diversity using 28s gene, which 18 samples with higher quality of DNA sequence were used for fur-ther investigations. DNA sequences were edited using Bioedit software and aligned using MegaX software, and phylogenetic tree was drawn by neighbor-joining method with 1000 sampling repeti-tions. The results of phylogenetic tree showed that the different samples of the green oak leaf roller moth have diversity based on the geographical distance. Assessment of genetic structure of the popu-lations showed that higher diversity was demonstrated in intra-populations than inter-populations geographically.

Myrobalan 29c (Prunus cerasifera L.) rootstock is one of the rootstocks that is widely used for propagating of plum, apricot and some other stone fruit species. From the commercial point of view the rootstock of Myrobalan is very valuable, but due to the problems related to propagation it is less used. The successes obtained by using different methods of tissue culture for the rapid and low-cost propagation of vegetative rootstocks have caused these techniques to be widely used in the production of vegetative rootstocks. This research was carried out with the aim of micropropagation of Myrobalan 29c rootstock in two types of culture medium MS and DKW and also to determine the most suitable combination of plant growth regulators on in vitro propagation of this rootstock. For sterilizing axillary bud explants from two disinfectant treatment including the first treatment: 70% ethanol alcohol with 2% sodium hypochlorite and the second treatment including: 70% ethanol alcohol, 0.1% mercury chloride and 1% sodium hypochlorite was used. Based on the obtained results the second treatment was introduced as the best treatment for disinfecting the explants. In this research from two types of solid culture medium MS and DKW with different concentrations of growth regulators BAP (0, 1, 1.5, 2 and 2.5 mg/l) and GA3 (0, 0.05, 0.1 and 0.2 mg/l) in combination with a constant amount of 0.1 mg/l IBA was used to induce proliferation (shooting). In order to induce rooting also, plantlets from primary culture media (MS and DKW) to secondary culture media (MS, DKW and MS, DKW) containing IBA with concentrations of (0, 0.5, 1, 1.5 and 2 mg/l) were transferred. Based on the results of this research, the highest average number of shoot (19.66 shoot) was obtained in DKW culture medium containing BAP with a concentration of 2.5 mg/l along with 0.1 mg/l of IBA. In the rooting stage, the interaction effect of culture medium and IBA concentration on the traits of root number, root length and percentage of rooting was not significant. According to the results of this stage, after 60 days of explants cultivation, the transfer of plantlets from MS primary culture medium to DKW secondary culture medium containing 2 mg/l IBA resulted in the highest number of root (5.88 root), number of leave (32.18 leave) and maximum shoot length (6.48 cm). Also in the phase of transfer and adaptation, the plantlets were successfully adapted in the culture substrate containing soil, cocopeat, peat moss and perlite in the ratio of 1:1:3:1 and it shows that this protocol can be successfully used for the propagation of plum rootstock.

میوه گیاه توت فرنگی بدلیل طعم و رایحه منحصر بفرد و ارزش غذایی خاص بسیار مورد علاقه مصرف کنندگان می باشد. این میوه همچنین غنی از آهن، ویتامین C و سایر ترکیبات زیستی فعال از جمله آنتوسیانین ها است که رنگدانه های طبیعی و دارای خواص مفید برای سلامت انسان هستند. نور یکی از مهم ترین عوامل در تجمع و تولید آنتوسیانین ها است همچنین میوه بد رنگ و بی کیفیت یکی از نتایج کشت توت فرنگی در شرایط نوری نامناسب است. در نتیجه بنظر می رسد تکمیل شرایط نوری توسط تولید کنندگان می تواند در تولید میوه مناسب و با کیفیت موثر باشد. نورهای آبی و سرخ بطور کل دارای اثرات قوی بر رشد و متابولیسم گیاهان هستند. در این تحقیق ما اثر دو شدت متفاوت نور فرابنفش شامل 2 و 4 کیلو ژول بر ژن های دخیل در مسیر بیوسنتز آنتوسیانین ها را روی سه سطح متفاوت رسیدگی میوه شامل میوه با رسیدگی 25%، 50% و 75% مورد بررسی قرار داد یم. در نهایت بیان ژن های ANS، ANR و UFGT در میوه های تیمار شده و شاهد بعد از پرتودهی و همچنین در 3 و 6 روز پس از پرتودهی توسط PCR نیمه کمی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از تاثیر مثب تیمارهای یاد شده بر بیان دو ژن UFGT و ANS بود. این در حالی بود که این تاثیر برای بیان ژن ANR بصورت عکس مشاهده شد. بطوریکه بیان ژن ANR تحت تاثیر تیمار با اشعه ماورابتفش نسبت به شاهد کاهش یافت. نتایج همچنین حاکی از تفاوت معنادار بیان هر 3 ژن مورد بررسی در رسیدگی های مختلف در حالت های شاهد و تیمار بود. تیمار با اشعه UV باعث افزایش یا کاهش الگوی بیان ژن ها شده بود و تاثیری در تغییر الگوی بیان نداشت. بنظر می رسد تاثیر تیمار UV روی افزایش بیان ژن ANS یک تاثیر غیر مستقیم و تاخیری بود بطوری که ابتدا شاهد کاهش بیان ژن مذبور در روز سوم پس از تیمار و افزایش بیان ژن ANS در روز ششم پس از تیمار بودیم.

گل راعی (Hypericum perforatum) یکی از گیاهان دارویی با ارزش است که دارای متابولیت های ثانویه منحصر به فرد از جمله نفتودی انترون ها مانند هایپریسین و هایپرفورین می باشد. هایپریسین مهمترین متابولیت ثانویه گل راعی بوده که دارای خاصیت ضد افسردگی است. این ترکیب با ارزش به صورت گسترده استفاده می شود و دارای خواص دیگری از جمله خاصیت ضد ویروسی است. به منظور پیدا کردن راهکاری برای افزایش تولید هایپریسین از طریق ژن های کلیدی مسیر بیوسنتزی مانند Hphyp-1، HpPKS1 و HpPKS2 بیان این ژن ها بررسی شد. محرک های سالیسیلیک اسید و متیل جاسمونات با غلظت های صفر، 10 و 100میکرومولار (در مرحله قبل از گلدهی) به عنوان القاگرهای بیان ژن مورد استفاده قرار گرفتند. در زمان های صفر، 12، 24 و 48 ساعت پس از اعمال تیمارها از دو بافت برگ و ساقه نمونه برداری انجام شد. پس از استخراج RNA و سنتز cDNA ، میزان بیان ژن های کلیدی مورد نظر با استفاده از آغازگرهای اختصاصی طراحی شده با روش RT-PCR نیمه کمی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از دو محرک سالیسیلیک اسید و متیل جاسمونات نشان می دهد که هر سه ژن مذکور در هر دو بافت افزایش بیان نشان دادند. غلظت و زمان اثر این تیمارها بر میزان بیان ژنها معنی دار بود. تمام ژن های مورد مطالعه در غلظت 100 میکرومولار سالیسیلیک اسید و متیل جاسمونات بیشترین میزان بیان را نشان دادند. در تیمار سالیسیلیک اسید ژن Hphyp-1 در هر دو بافت برگ و ساقه و ژن HpPKS2 فقط در بافت ساقه، بیشترین میزان بیان را در زمان 24 ساعت پس از اعمال تیمار نشان داد. همچنین میزان بیان ژن HpPKS1 در هر دو بافت مورد مطالعه با افزایش غلظت و نیز گذشت زمان روندی افزایشی داشت. بررسی بیان این ژن ها تحت تیمار با متیل جاسمونات نشان داد که ژنهای Hphyp-1 و HpPKS1 در هر دو بافت برگ و ساقه و ژن HpPKS2 فقط در بافت برگ، با گذشت زمان و افزایش غلظت، افزایش بیان داشتند، در حالی که ژن HpPKS2 در بافت ساقه در غلظت 100 میکرومولار و در زمان 24 ساعت بیشترین میزان بیان را نشان داد. بررسی بیان ژن های مسیر بیوسنتز هایپریسین بیانگر این واقعیت است که این ژن ها تحت تاثیر تیمار سالیسیلیک اسید و متیل جاسمونات قرار می گیرند و هایپریسین در پاسخ به این تیمارها احتمالا افزایش می یابد.

سیاهدانه (.Nigella sativa L)، متعلق به خانواده آلاله، گیاهی یکساله و دیپلویید (2n=2x=12) و یکی از گیاهان مهم دارویی است که انواع متعددی از متابولیت های ثانویه گیاهی از جمله ترپن ها را تولید می کند. این مطالعه با هدف بررسی امکان القاء و بهینه سازی رشد ریشه های مویین، و همچنین به منظور بهینه سازی شرایط القای تشکیل کالوس و باززایی مستقیم و غیرمستقیم در سیاهدانه انجام گرفت. برای این هدف انواع مختلف ریزنمونه (ساقه، ریشه و برگ) از گیاهچه های30 روزه و سویه های ATCC15834 و A4 آگروباکتریوم رایزوژنز مورد بررسی قرارگرفتند. نتایج نشان داد که سویه ATCC، ریزنمونه ساقه با غلظت باکتریایی (8/0) به عنوان مناسب ترین فاکتورها برای القای ریشه مویین انتخاب شدند. مدت زمان آلودگی (20، 25، 30 و 35 دقیقه) و هم کشتی (24، 48 ،72 و 96 ساعت) ریزنمونه ها با باکتریATCC نیز بررسی شد. به منظور رشد و تکثیر مناسب ریشه ها از محیط کشت MS 1/2 استفاده شد. اما مرحله دوم این پروژه باززایی غیرمستقیم گیاه سیاهدانه به روش کالوس زایی بود، پس از رشد گیاهچه ها به منظور القای کالوس از ریزنمونه های بذر، ریشه، ساقه و برگ به قطر 5/0 سانتیمتر استفاده شد. ریزنمونه های مذکور روی محیط کشتMS 1/2حاوی غلظت های مختلف هورمون در 6 سطح تیمار متفاوت ](2 میلی گرم بر لیتر D-2,4 + 1/0 میلی گرم بر لیتر BA)، (4 میلی گرم بر لیتر D-2,4 + 1/0 میلی گرم بر لیتر BA)، (2 میلی گرم بر لیتر D-2,4 + 5/0 میلی گرم بر لیتر BA)، (4 میلی گرم بر لیتر D-2,4 + 5/0 میلی گرم بر لیتر BA)، (5/0 میلی گرم بر لیتر D-2,4 + 5/0 میلی گرم بر لیتر BA)، و (5/0 میلی گرم بر لیتر D-2,4 + صفر میلی گرم بر لیتر BA)[ کشت شدند. نمونه ها ی کشت شده درون شیشه ای به صورت مداوم ارزیابی شدند و تعداد ریزنمونه هایی که کالوس تولید کردند شمارش شده و درصد کالوس زایی برای هر تیمار و هر ریزنمونه به طور جداگانه محاسبه گردید. محیط کشت استفاده برای باززایی، محیط کشت پایه ایMS 1/2 با سطوح مختلف هورمون های BA و KT استفاده شد.

بومادران (Achillea millefolium L.) هزار برگ گیاهی خودگشن و چند ساله متعلق به خانواده Astreaceae است. این گیاه از جمله گیاهان دارویی ارزشمندی است که طبق تحقیقات اخیر اثرات آن در پیشگیری و معالجه انواع بیماری ها به اثبات رسیده است. کشت بافت برای افزایش سطح تولید گیاهان استفاده می شود، که با ایجاد یک سیستم کارآمد برای گیاه می توان تکثیر آن را افزایش داد. به منظور بررسی باززایی گیاه بومادران از ریزنمونه های برگ، ساقه و کوتیلدون و هورمون NAA و BAP استفاده شد. برگ مناسب ترین ریزنمونه و محیط کشت MS حاوی 5/0 میلی گرم در لیتر NAA و 6/0 میلی گرم در لیتر BAP بهترین ترکیب برای باززایی بود. باززایی کالوس های تولید شده فقط در محیط MS حاوی 75/0 میلی گرم در لیتر BAP مشاهده شد و مناسب ترین محیط ریشه زایی نوساقه های باززایی شده محیط MS 2/1 شامل 5/0 میلی گرم در لیتر NAA بود. القای پلی پلوئیدی یک تکنیک مهم و کاربردی در اصلاح گیاهان دارویی و معطر می باشد. در این پژوهش جهت القای پلی پلوئیدی درون شیشه ای از تیمار بذور خشک با غلظت-های مختلف کلشی سین (005/0، 02/.، 05/0، 1/0، 2/0 درصد) و مدت زمان های متفاوت (6، 12، 18، 24 ساعت) استفاده شد. نتایج این بررسی نشان داد که غلظت 2/0 درصد کلشی سین با مدت زمان تیمار 24 ساعت و بازدهی 87/54 درصد باعث القای گیاهان تتراپلوئیدی از کالوس شد و غلظت 1/0 کلشی سین با مدت زمان تیمار 24 ساعت سبب ایجاد گیاهان میکسوپلوئید شد. در گیاهچه های تتراپلویید باززایی شده افزایش تعداد نو شاخه ها نسبت به گیاهان دیپلوئید مشاهده شد. نتایج حاصل از ارزیابی خصوصیات مورفولوژیکی مانند روزنه در گیاهان تتراپلوئید و دیپلویید نشان داد طول و عرض روزنه به طور معنی داری در گیاهان تتراپلوئید بیشتر از گیاهان دیپلوئید است. همچنین تراکم روزنه در گیاه تتراپلوئید نسبت به گیاه دیپلوئید به طور معنی داری کمتر است که این کاهش تراکم در گیاه تتراپلوئید ناشی از افزایش اندازه سلول ها در نتیجه افزایش سطح پلوئیدی است.

ال- دوپا اولین بار در دهه 1960 میلادی شناسایی شد که مؤثرترین دارو در درمان بیماری پارکینسون می باشد. زیست تبدیل میکروبی ال ـ تیروزین به ال-دوپا، فرآیندی همسو و متناسب با محیط زیست بوده (شیمی سبز) و ال-دوپای تولیدشده به وسیله این فرآیندها جزء ترکیبات طبیعی طبقه بندی می شود. در این پژوهش، برای اولین بار در کشور زیست تبدیل میکروبی ال-تیروزین به ال-دوپا با استفاده از سویه های باکتری بومی آبزی به عنوان زیست واکنش گر مطالعه شد. 94 جدایه ی باکتریایی در محیط های کشت غنی کننده حاوی ال-تیروزین به دست آمد که تحمل-پذیری ذاتی آن ها از طریق روش رقت در آگار تعیین شد و 61 سویه باکتری دارای تحمل پذیری بالا نسبت به ال-تیروزین جهت آزمایش های بعدی برگزیده شدند. بر اساس نتایج به دست آمده از آنالیزهای کیفی TLC و کمی اسپکتروفتومتری، سویه باکتری CT4W که از سواحل بوشهر جدا شده بود به عنوان سویه برتر در تولید ال-دوپا مورد شناسایی فنوتیپی و مولکولی قرار گرفت. سویه CT4W دارای مشابهت بیش از 97 درصدی با گونه های Paenibacillus antarcticus بود.توالی نوکلئوتیدی ژن 16SrDNA سویه CT4W با شماره دسترسی KX507264 در بانک اطلاعات ژنی NCBI قابل دسترسی است. این مطالعه اولین گزارش از تولید زیستی ال-دوپا از ال-تیروزین در جنس Paenibacillus است. در ادامه با هدف افزایش بازده واکنش و جلوگیری از تجزیه متابولیت های تولیدی (ال-دوپا)، میزان ال-دوپای تولید شده تحت استراتژی سلول های در حال استراحت با استفاده از روش های بهینه سازی تک عاملی و طراحی آزمایش تاگوچی در سویه مذکور سنجش شد که در بهینه سازی تک عاملی، چهار عامل شامل ال-تیروزین، یون مس، عصاره مخمر و بیومس سلول بیش ترین تأثیر را داشتند. در طی بهینه سازی مرحله دوم از روش آماری تاگوچی جهت یافتن ترکیب بهینه عامل های مذکور استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده عوامل با تأثیر معنی داری بر زیست تبدیلی ال- تیروزین به ال- دوپا به ترتیب اهمیت یون مس، غلظت اولیه سوبسترای ال-تیروزین و بیومس ورودی تعیین شدند. تحت شرایط بهینه در سطوح انتخاب شده این عامل ها، حداکثر غلظت ال- دوپا در سطح معنی داری 5 % (p<0.05) 728/0 گرم در لیتر تخمین زده شده است. نتایج نشان داد که طراحی تاگوچی ابزاری قدرتمند برای بهینه سازی و زیست تبدیلی ال-تیروزین به ال-دوپا در این سویه بوده چون در مرحله اول بهین

نخود یکی از گیاهان مهم خانواده بقولات می باشد که بسیاری از بیماری های قارچی باعث بیماری و عامل محدودکننده این گیاه می باشد. یکی از مهم ترین بیماری قارچی در نخود، برق زدگی می باشد که در بسیاری از مزارع خسارت 100% به گیاه وارد می کند. در رابطه متقابل گیاه و پاتوژن، پس از شناسایی پاتوژن، مجموعه ای از مکانیسم های دفاعی از طریق انتقال آبشارهای سیگنالی، ژن های دفاعی متعدد در نخود بیان می شوند. در این مطالعه ژن های AFP-ca، CaD2، LRR و PGIP انتخاب شدند و پاسخ گیاه نسبت به پاتوژن در دو ژنوتیپ مقاوم و حساس به پاتوژن A. rabiei مورد بررسی قرار گرفت. کشت نخود در سه تکرار در سیستم گلخانه ای برای هر دو رقم انجام شد. هم چنین با گیاه شاهد در شرایط یکسان مورد آزمایش قرار گرفت. استخراج RNA از ژنوتیپ مقاوم ICC12004 و ژنوتیپ حساس FLIP82-150c با استفاده از کیت RNX-Plus در زمان های 0، 6، 12، 24، 48، 72 و 96 ساعت پس از مایه زنی گیاه با قارچ A. rabiei انجام شد. بیان ژن های انتخاب شده پس از مایه زنی با قارچ در ارقام مقاوم و حساس با استفاده از RT-PCR نیمه کمی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که سطح بیان ژن های CaD2، AFP-ca و PGIP در گیاه مقاوم نسبت به بیماری A. rabiei افزایش یافت. هم چنین نتایج نشان داد که بیان ژن LRR در مقایسه با سایر ژن های کاندید، سطح بیان در رقم مقاوم نسبت به رقم حساس کمتر بود. نتایج نشان داد که ژن های انتخاب شده CaD2 و AFP-ca از خانواده پپتیدهای ضدمیکروبی در ارقام مقاوم در زمان های اولیه 24-6 ساعت پس از مایه زنی و هم چنین ژن PGIP از خانواده پروتئین های مهارکننده گالاکتوروناز در زمان 48 ساعت پس از مایه زنی حداکثر بیان را نشان می دهند. به طور کلی می توان نتنیجه گیری کرد که تمام ژن های مورد بررسی این تحقیق از جمله ژن LRR، به فعالیت های درونی گیاه کمک کرده و در برابر بیماری برق زدگی پاسخ مقاومتی نشان می دهند.

مرزه سهندی Satureja sahandica، یک گیاه دارویی از خانواده نعناعیان ، بومی ایران و تنها رویشگاه آن غرب ایران است، که انواع مختلف متابولیت های ثانویه ی گیاهی از جمله ترپن ها را تولید می کند. مونوترپن های مهمی مانند تیمول و کارواکرول از اجزای اصلی تشکیل دهنده اسانس مرزه می باشند. اخیراً تلاش های زیادی درزمینه ی تولید متابولیت های ثانویه از طریق کشت ریشه های مویین گیاهان دارویی صورت گرفته است. تراریختگی به کمک آگروباکتریوم رایزوژنز پتانسیل بالایی در تولید متابولیت های ثانویه از طریق القای ریشه مویین در گیاهان دارویی دارد. به منظور بهینه سازی و تولید متابولیت های ثانویه از طریق القای ریشه های مویین در گیاه مرزه سهندی این پژوهش انجام شد. سه سویه متفاوت آگروباکتریوم رایزوژنز ATCC 15834)، A4 وLBA 9402 ) و چهار ریز نمونه مختلف گره، میان گره، برگ وکالوس در قالب طرح آزمایشی به منظور بهینه سازی القاء ریشه های مویین استفاده شد. درصد ترا ریختگی، طول و تعداد ریشه های مویین بعد از 20 روز خراش دهی و تلقیح ریز نمونه ها با سویه های آگروباکتریوم رایزوژنزاندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که سویه های ATCC 15834) ، A4 وLBA9402 ) رﻳﺸﻪ ﻫﺎی ﻣﻮﻳﻴﻦ را در ریز نمونه های گره و میانگره اﻟﻘﺎ نمودند و سویه LBA 9402 تنها در القای ریشه مویین در یک ریز نمونه کالوس موثر بود. بررسی های بیشتر نشان داد که ریز نمونه گره واکنش بهتری به القاء ریشه زایی داشت، به علاوه سویه LBA9402 منجر به بالاترین درصد تراریختگی و بیشترین القاء تعداد و طول ریشه های مویین گردید. تراریخته بودن ریشه های مویین با استفاده از پرایمرهای اختصاصی ژن rolB به کمک PCR تأیید شد. به طورکلی نتایج این بخش نشان داد که نوع سویه باکتریایی و نوع ریزنمونه می توانند اثرات متفاوتی در تولید ریشه مویین داشته باشند. اثر تیمارهای متیل جاسمونات و آمونیوم نیترات در راستای افزایش زیست توده ریشه های مویین و تولید تیمول بررسی شدند. عصاره گیری از ریشه های مویین و محیط کشت به ترتیب با استفاده از حلال "ان هگزان" و "اتیل استات" صورت گرفت. اندازه گیری میزان تیمول با روش های TLC و GC تعیین گردید. ترکیبات متیل جاسمونات و آمونیوم نیترات به کار رفته منجر به تغییر در تولید زیست توده و میزان تیمول گردیدند. به طورکلی نتایج اندازه گیری تیمول نشان داد که ریشه های مویین القا

بوتریوسفراسه خانواده ای از قارچ ها است که دامنه وسیعی از میزبان ها ، به ویژه گیاهان چوبی دارد. بیشتر گونه های این خانواده به عنوان عوامل بیماریزا ضعیف عمل می کنندکه از طریق زخم ناشی از تنش خشکی، تگرگ، باد، یخبندان و هجوم حشرات موجب بیماریزایی گیاه می شوند. یا مستقیما از طریق عدسک، روزنه ها و دیگر شکاف ها بدون ایجاد علائم مشهود وارد گیاه شده و بیماریزایی ایجاد می کنند. پنج متابولیت به نام های تریموتین، تریموتین هیدرات، اپی ساروپسیدون ،4-کلرو تریموتین هیدرات و 4-هیدروکسی سوکسینات تریموتین هیدرات مربوط به خانواده دی هیدروتولئوکوینون است که از قارچ های بوتریوسفراسه به ویژه قارچNeofusicoccum parvum جداسازی شده است .تریموتین موجب القای بیان ژن های مختلف به ویژه ژن های دخیل در خنثی سازی سم می شود و از این لحاظ دارای اهمیت بوده و قابل توجه می باشد.برهمکنش بین گیاه میزبان و عوامل بیماریزا موجب تغییراتی در متابولیسم سلول ها و فعالیت آنزیم ها از جمله پلی فنل اکسیدازها و پراکسیداز می شود. پلی فنل اکسیداز در مراحل اولیه دفاع گیاه که در آن غشا آسیب می بیند نقش مهمی ایفا می کند و موجب آزادسازی اسیدکلرژنیک می شود. گلوتاتیون اس ترانسفرازها با محدود کردن القای تنش اکسیداتیو در حذف سم سلول های انگور نقش دارد. نقش سیستم GST در سم زدایی مستقیم متابولیت های قارچی و سم زدایی سلولی پس از شیوع اکسیداتیو مربوط به آن، پیشنهاد شد. در این تحقیق پس از ایجاد بیماریزایی برگ انگور به وسیله قارچ نئوفوزیکوکوم پاروم القای ژن های دفاعی گلوتاتیون اس ترانسفراز1 و پلی فنل اکسیداز1 در بازه های زمانی 36 و 48 ساعت پس از بیماریزایی نسبت به ژن مرجع مشاهده شد.

گیاهان ساز و کارهای زیادی برای محافظت از خود در مقابل پاتوژن های میکروبی و بیماری ها دارند. پروتیین های مرتبط با بیماری زایی (PR پروتیین ها) به عنوان بخشی از پاسخ دفاعی فعال برای جلوگیری از حمله پاتوژن تولید می شوند. اعضای جنس Botryosphaeria باعث ایجاد بیماری های مختلفی از جمله سرخشکیدگی (Botryosphaeria dieback) انگور می شوند. یکی از گونه های بیماری زای انگور B. dothidea می باشد که به آسانی زخم ها را آلوده می کند و معمولا در انگور بعد از زخم های ناشی از هرس، باعث ایجاد بیماری می شود. در این تحقیق تلقیح این قارچ روی گیاه انگور (Vitis vinifera) جهت القای مکانیسم دفاعی میزبان و بررسی بروز ژن های مرتبط با بیماری زایی انجام شد. نتایج آنالیز بیان ژن ها به روش PCR نیمه کمی نشان داد که بیان ژن کیتینازIII در زمان های 48 و 72 ساعت بعد از تلقیح و بیان ژن بتا 1 و 3 گلوکوناز 48 ساعت بعد از تلقیح در گیاهان آلوده نسبت به گیاهان شاهد افزایش یافت و شدت افزایش بیان ژن کیتیناز III نسبت به ژن بتا 1 و 3 گلوکوناز بیشتر بود. بر اساس نتایج به دست آمده میزان تغییرات ژن های دفاعی مختلف گیاه انگور در برهمکنش با قارچ متفاوت است.

چکیده رسوراترول (C4H12O3) (3، ˊ4، 5 تری هیدروکسی استیلبن) نوعی متابولیت ثانویه از دسته آنتی اکسیدان های موسوم به ترکیبات پلی فنولی هستند که به گروهی از فیتوالکسین ها به نام استیلبن ها تعلق دارد. انگور و بادام زمینی مهمترین تولید کننده رسوراترول بوده و انگور و فراورده های آن اصلی ترین منبع این ماده در رژیم غذایی انسان محسوب می شوند. جنس Vitis به علت وجود سطوح بالایی از ترکیبات پلی فنولی در اندام های مختلف آن، بسیار مورد مطالعه قرار گرفته است. در سال های اخیر تلاش های متعددی به منظور افزایش تولید رسوراترول از طریق کشت بافت و ریشه های مویین انگور صورت گرفته است. در این پژوهش القای ریشه های مویین به وسیله آگروباکتریوم رایزوژنز و تولید متابولیت ثانویه رسوراترول در سه ژنوتیپ انگور (رشه، W2، W16) انجام گرفته است. فاکتورهای مختلفی شامل سویه باکتریایی(ATCC15834 و A4) و ریزنمونه (میانگره، گره و دمبرگ) از این سه ژنوتیپ اندازه گیری گردید. نتایج این بررسی نشان داد که تلقیح ریزنمونه میانگره ژنوتیپ W16 با سویه ATCC15834 منجر به تولید ریشه های مویین در کوتاه ترین زمان با بالاترین درصد تراریختگی، درصد کالوس دهی و همچنین بیشترین طول و تعداد ریشه مویین از هر ریزنمونه گردید. تراریختگی ریشه های مویین به وسیله آنالیز PCR و با استفاده از پرایمرهای اختصاصی ژن rolB تأیید شد. بعد از بهینه سازی شرایط، اثر تیمارهای متیل جاسمونات، سدیم استات، استیک اسید و آمونیوم نیترات با غلظت های مختلف جهت تولید زیست توده ریشه مویین و در نهایت تولید رسوراترول سنجیده شد. استخراج رسوراترول با استفاده از حلال اتانول صورت گرفت. میزان رسوراترول تولیدی از طریق کروماتوگراف های TLC و HPLC تعیین گردید. به طور کلی نتایج این پژوهش ثابت کرد که ژنوتیپ گیاهی، سویه باکتریایی و نوع ریزنمونه تولید ریشه های مویین را تحت تأثیر قرار می دهند. در ریشه های مویین تولید زیست توده و رسوراترول نسبت به ریشه های طبیعی بیشتر بود. الیسیتورهای مختلف اثرات معنی داری در تولید زیست توده ریشه مویین و میزان رسوراترول داشتند. در این پژوهش تیمار استیک اسید با غلظت 3 میلی مولار و متیل جاسمونات با غلظت 50 میکرومولار به ترتیب سبب تولید بیشترین و کمترین میزان زیست توده ریشه مویین و رسوراترول گردیدند

گیاهان منبع بسیاری از مواد شیمیایی گیاهی هستند،که به عنوان ترکیب دارویی مورد استفاده قرار گرفته اند. گیاهان دارویی خانواده گل ستاره ای (Asteracea) به دلیل انعطاف اکولوژیک بسیار زیاد نسبت به اقلیم های متنوع، ذخایر ژنتیکی مهمی محسوب می گردند. بومادران هزار برگ (Achillea millefolium subsp. millefolium) گیاهی خودگشن از خانواده گل ستاره ای است که انواع متعددی از متابولیت های ثانویه گیاهی از جمله ترپنوییدها و فنیل پروپانوییدها راتولید می کند. ژن های کدکننده 1 دی اکسی دی زایلولز 5 فسفات - - - ردوکتوایزومراز (DXR) و ژرانیل دای فسفات سنتاز (GPPS) از ژن های مهم در بیوسنتز مونوترپن ها در مسیر 2 -C- متیل اریتریتول 4 فسفات - (MEP) و ژن های فنیل آلانین آمونیا لیاز (PAL) و چالکون سنتاز (CHS) از ژن های مهم در بیوسنتز فنیل پروپانوییدها می باشد. در این تحقیق ژن های DXR و GPPS از مسیر MEP و ژن های PAL و CHS از مسیر فنیل پروپانویید برای اولین بار جداسازی شدند و بیان ژن های DXR ، GPPS ، لینالول سنتاز (LIS) ، PAL و CHS با استفاده از PCR نیمه کمی در مراحل مختلف نموی برگ و تحت تیمارهای متیل جاسمونات و اسید ترانس سینامیک در بافت های برگ و گل بررسی شد. جهت تعیین وضعیت بیان ژن های مورد مطالعه درکرک های غده ای، حذف کرک های غده ای از سطح برگ به وسیله کلروفرم انجام شد. نتایج حاصل از RT-PCR نیمه کمی نشان داد که ژن های DXR ، GPPS ، PAL و CHS بیان بیشتری در بافت گل و ژن LIS بیان بیشتری در برگ های جوان دارد. به علاوه بیان ژن های مذکور تحت تیمارهای متیل جاسمونات و اسید ترانس سینامیک تغییرات معنی داری را نشان دادند، به طوری که در ژن های مربوط به بیوسنتز مونوترپن ها شامل DXR ، GPPS و LIS تحت تیمار متیل جاسمونات و اسید ترانس سینامیک افزایش بیان و در ژن های مربوط به مسیر فنیل پروپانوییدها شامل PAL و CHS تحت تیمار متیل جاسمونات افزایش و تحت تیمار اسید ترانس سینامیک کاهش بیان نسبت به گیاهان شاهد مشاهده شد. بررسی بیان ژن های DXR ، LIS ، PAL و CHS بعد از قرار گرفتن در کلروفرم کاهش بیان را نشان داد که نشان دهنده میزان بیان بیشتر این ژن ها درکرک های غده ای می باشد اما میزان بیان ژن GPPS نسبت به برگ های شاهد مشابه بود. آنالیز ترکیبات اسانس به وسیله دستگاه کروماتوگرافی گازی متصل به طیف سنج جرمی انجام شد که از بی

پیرتروم با نام علمی (Chrysanthemumcinerariaefolium) متعلق به خانواده گل ستاره ای هاو یکی از منابع مهم گیاهی بوده و به عنوان حشره کش های طبیعی به شمار می آید که یکی از مهمترین پیرترین ها را به عنوان ماده ضد حشره به نام پیرترین نوع 1 را تولید می کند. پیرترین نوع 1 دارای یک سر اسیدی و یک سر الکلی می باشد که سر اسیدی این ماده یک مونو ترپن بوده که دارای یک حلقه سیکلو پروپان است و در مسیر 2-سی-متیل اریترول 4-فسفات (MEP) ساخته می شود و سر الکلی این ماده از مسیر اگزوپیلین با استفاده از لیپید های غشایی ساخته می شود و در نهایت سر الکلی و سر اسیدی ساخته شده از دو مسیر جداگانه توسط آنزیم چند عملکردی GLIP لیپاز (TcGLIP) به یکدیگر متصل می شوند. در این تحقیق قسمتی از دو ژن 1-داوکسی دی-زایلوز 5 –فسفات (DXS) از مسیر MEP و آلن اکساید سنتاز (AOS) از مسیر لیپوکسی ژناز با استفاده از آغاز گر های اختصاصی طراحی شده برای هر کدام جدا سازی شدند و همچنین بیان ژن های 1-داوکسی دی-زایلوز 5 –فسفات (DXS)، کریزانتمیل دی-فسفات سنتاز (CDS)، فارنسیل دی-فسفات سنتاز (FPP)، آلن اکساید سنتاز (AOS)، 13-لیپوکسی ژناز (13-LOX) و GLIPلیپاز (TcGLIP) تحت تیمار های متیل جاسمونات، اسید سالیسیلیک، اسید ترانس سینامیک و اشعه ماورا بنفش بررسی شد. همچنین محل اصلی بیان ژن های دخیل در ساخت این ماده نیز با استفاده از معرف های وِیژه برای شناسایی متابولیت ها و بررسی بیان بعد از حذف کرک های غده ای به وسیله کلروفرم نیز تعیین شد. همچنین آنالیز بیان این ژن ها با بیان احتمالی بالا در کرک های غده ای در سه مرحله نمو برگی نیز انجام گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ژن های CDS، FPP و 13-LOX بیان بالاتری را در کرک های غده ای دارند و با توجه به نتایج به دست آمده کرک های غده ای محل اصلی تجمع و بیوسنتز پیرترین می باشنذ و همچنین بیان بیشتر این ژن ها در مرحله برگ جوان می باشد. همچنین آنالیز بیان ژن های دخیل در سنتز پیرترین نوع 1 تحت تیمار های متیل جاسمونات، اسید سالیسیلیک و اشعه ماورا بنفش باعث افزایش بیان ژن های مورد بررسی نسبت به حالت شاهد نشان داد.

کروسین پیکروکروسین و سافرانال سه آپوکاروتنویید اصلی زعفران به ترتیب عامل رنگ، طعم و عطر ویژه زعفران هستند. اهمیت دارویی و اقتصادی زعفران ناشی از وجود این ترکیبات در بافت کلاله است. دو ژن کلیدی مسیر بیوسنتز این مواد (carotenoid cleavage dioxygenase)CCD2 و(Crocus sativus UDP-glucosyltransferase)CsUGT2 هستند که به ترتیب واکنش های ابتدا و انتهای مسیر بیوسنتز کروسین را کاتالیز می کنند. با هدف بررسی فعالیت یا عدم فعالیت این مسیر بیوسنتزی در چهارگونه زعفران وحشی استان کردستان، بیان این دو ژن با استفاده از تکنیک RT-PCR در کلاله، تپال، برگ و بنه آنها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین بخشی از ژن CsUGT2در هر چهار گونه توالی یابی شد. ترکیبات موجود در تپال زعفران کردستان با استفاده از GC-MS بررسی شد. براساس نتایج RT-PCR ژن های CCD2 و CsUGT2 در بافت کلاله هر چهار گونه بیان می شوند. در زعفران کردستان این ژن ها علاوه بر کلاله در تپال نیز بیان می شوند. بر اساس نتایج توالی یابی، توالی آمینواسیدی ژن CsUGT2 در گونه های وحشی دارای %55 تا 88% تشابه با زعفران زراعیاست. با استفاده از آنالیز GC-MSچهار عدد از ترکیبات فرار اصلی کلاله زعفران زراعی و مالتول که یک ترکیب فرار طعم دهنده و دارویی شناخته شده است در تپال زعفران کردستان شناسایی شد.

طبق برآوردهای صورت گرفته در سال های اخیر، ارزش جهانی داروهای گیاهی که شامل گیاهان دارویی و فرآورده های آن هاست، همواره با رشد رو به افزایش و قابل توجهی همراه بوده است. گیاه مرزه (Satureja hortensis L.) از جمله گیاهان مهم دارویی در جهان و نیز ایران می باشد که انواع مختلف متابولیت های ثانویه ی گیاهی از جمله ترپن ها را تولید می کند. مونوترپن های مهمی مانند تیمول و کارواکرول از اجزای اصلی تشکیل دهنده اسانس مرزه می باشند. ژن های 1-دی اکسی دی زایلولز-5-فسفات ردوکتوایزومراز و گاماترپینن سنتاز نقشهای مهمی در بیوسنتز مونوترپن ها را دارند. لذا با توجه به اهمیت آن ها، در این تحقیق جداسازی و بررسی بیان این دو ژن در گیاه مرزه مورد توجه قرار گرفت. ابتدا با استفاده از آغازگرهای اختصاصی طراحی شده، جداسازی این ژن ها با موفقیت صورت گرفت. سپس بیان این ژنها (1-دی اکسی دی زایلولز-5-فسفات ردوکتوایزومراز و گاماترپینن سنتاز) به کمک ژن خانه دار عامل افزایش طول 1 آلفا (EF1α) به عنوان ژن مرجع، تحت تیمارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نواحی توالی یابی شده این ژن ها با سایر ژن های توالی یابی شده در خانواده نعناعیان (Lamiaceae) و دیگرخانواده های خویشاوند ونیز آنالیزهای فیلوژنتیکی نشان داد که این ژن ها مشابهت زیادی با ژنهای 1-دی اکسی دی زایلولز-5-فسفات ردوکتوایزومراز و گاماترپینن سنتاز دارند. همچنین نتایج حاصل از RT-PCR نیمه کمی جهت اندازه گیری های بیان ژن نشان داد که این ژن ها در تمامی بافت های مورد مطالعه بیان شده و در بافت های گل آذین و برگ بیشتر از ساقه و ریشه بیان می شوند. به علاوه بیان ژن های مذکور تحت تیمارهای اسیدسالیسیلیک، متیل جاسمونات و اشعه UV تغییرات معنی داری را شان دادند، به طوری که در بسیاری از موارد افزایش در گیاهان تیمار شده نسبت به گیاهان شاهد مشاهده شد.به طور کلی نتایجحاصل از این پژوهش می تواند در مطالعات تکمیلی و راه کارهای افزایش متابولیت های تیمول و کارواکرول مفید واقع شود.

آویشن (Thymus vuggaris L.) متعلق به خانواده نعناعیان، از جمله گیاهان دارویی مهم می باشد که انواع متعددی از متابولیت های ثانویه گیاهی از جمله ترپن ها را تولید می-کند. مونوترپن ها یکی از مهمترین گروه های تشکیل دهنده ترپن ها می باشد. تیمول یکی از مونوترپن های فنلی موجود در گیاه آویشن می باشد که 38 درصد از ترکیبات اصلی اسانس فرار این گیاه را به خود اختصاصی داده است. ژن 1-داوکسی دی زایلوز 5-فسفات ردوکتوایزومراز(DXR) به عنوان یک نقطه کنترلی مهم عمل می کند، زیرا اولین مرحله اصلی و متمایزکننده مسیر 2-سی متیل اریتریتول 4-فسفات(MEP) می باشد، که برای بیوسنتز ترکیبات مونوترپنی مهم می باشد. در این مطالعه ژن DXR از گیاه آویشن باغی جداسازی شد.جداسازی و تعیین توالیقسمتی از ژن DXRبا استفاده از آغازگرهای اختصاصی از گیاه آویشن انجام شد. همچنین بیان ژن های DXR، گاماترپینن سنتاز، CYP71D178 و CYP71D180 در بافت های برگ و گل و تحت تیمار با متیل-جاسمونات، اسید سالیسیلیک و ترانس سینامیک و همچنین اشعه UV با استفاده از آغازگرهای اختصاصی و ژن مرجع با استفاده از تکنیک RT-PCR نیمه کمی مورد بررسی قرار گرفتند.جهت تعیین وضعیت بیان ژن های مورد مطالعه در کرک های غده ای، حذف کرک های غده ای به وسیله کلروفرم انجام شد. مقایسه توالی های آمینواسیدی ژنDXR در آویشن باغی با گیاهان دیگر در پایگاه داده انجام شد، که بیش ترین درجه یکسانی را با دو گونه ی نعناع (Mentha x piperita) و مریم گلی (Salvia miltiorrhiza) از خانواده نعناعیان با 97% یکسانی را نشان داد. نتایج حاصل از RT-PCR نیمه کمی نیز نشان داد که بیان ژن-های DXR، گاماترپینن سنتاز، CYP71D178 و CYP71D180در بافت گل بیشتر از بافت برگ می باشد، همچنین میزانبیان این ژن ها تحت تیمار با اسید سالیسیلیک، متیل جاسمونات، ترانس سینامیک و اشعه UV بعد از 24 ساعت نسبت به قبل از اعمال تیمار افزایش یافت. بررسی بیان ژن هایDXR، گاماترپینن سنتاز، CYP71D178 و CYP71D180بعداز قرار گرفتن در کلروفرم، کاهش بیان این ژن های گاماترپینن سنتاز، CYP71D178 و CYP71D180 را نشان داد، ولی میزان بیان ژن DXR نسبت به حالت کنترل مشابه بوده است.

گیاهان دارویی از مهمترین منابع دارویی می باشند که ازهزاران سال پیش در طب سنتی مورد استفاده بوده اند و بسیاری از دارو های شیمیایی نیز با الگو برداری از ترکیبات گیاهی ساخته می شوند. گیاهان Digitalisاز جمله گیاهان دارویی مهم می باشند که انواع مختلفی از متابولیت های ثانویه را تولید می کنند. گل انگشتانه نروسا Digitalis nervosa متعلق به خانواده Scrophulariaceae، تنهاگونه گل انگشتانه بومی ایران است که درمناطق وسیعی ازشمال وغرب کشورمی روید .برگ گیاه گل انگشتانه محل تجمع گلیکوزید های قلبی است، و در درمان بعضی از بیماری های قلبی مورد استفاده قرار می گیرد. تری بتا-هیدروکسی استروئید دهیدروژناز(3β-HSD) یک ژن کلیدی مهم در مسیر بیوسنتزی گلیکوزید ها است که شناسایی و دست ورزی ژنتیکی آن می تواند تاثیر مهمی در تولید لاناتوزید C داشته باشد. بنابراین داشتن اطلاعات مولکولی مرتبط با این ژن می تواند در راستای افزایش این متابولیت مهم گیاهی موثر باشد.در این پژوهش ابتدا با استفاده از آغازگرهای طراحی شده از نواحی حفظ شده ژن 3β-HSD در گونه های متعلق به جنس دیجیتالیس و انجام واکنش RT-PCR اقدام به جداسازی و سپس توالی یابی این ژن در گیاه گل انگشتانه نمودیم. همچنین بیان ژن 3β-HSD و سه ژن مهم دیگر که مرتبط با تنظیم ژنهای درگیر در متابولیتهای ثانویه در شرایط تنش می باشند ( mlncRNA23, mlncRNA28, mlncRNA30 ) به روش RT-PCR نیمه کمی انجام شد. ابتدا بررسی توالی حاصل نشان داد که ژن 3β-HSD در گونه نروسا مشابهت زیادی با همین ژن در سایرگونه های خویشاوند این گیاه دارد. به علاوه آنالیز فیلوژنتیکی نیز این نتایج را تایید کرد. نتایج حاصل از RT-PCR نیمه کمی جهت بررسی بیان ژن ها نشان داد که میزان بیان ژن 3β-HSD در بافت -های ساقه و برگ به طور معنی داری بیشتر از بافت ریشه می باشد. همچنین بیان هر چهار ژن مورد بررسی تحت تاثیر تنش های غیر زنده از قبیل سرما و کم آبی به همراه تیمار با اشعه ی UV و تیمارهای هورمونی سالیسیلیک اسید و متیل جاسمونات 1/0 میلی مولار بررسی شد. نتایج نشان داد که بیان این ژن ها دراثر تیمار با متیل جاسمونات، سالیسلیک اسید و اشعه ی UV-B نسبت شاهد تغییرات معنی داری نشان می دهند که می تواند دلیلی بر نقش سالیسیلیک اسید و متیل جاسمونات و نیز تنش های اعمال شده دیگر مانند سرما و کم آبی بر روی ژن های درگیر در

گندم نان معمولی خویشاوندان زیادی در تبار تریتیسه دارد که این تبار منبع ارزشمندی برای افزایش تنوع ژنتیکی بوده و ممکن است ژن هایی را برای مقاومت به آفات و بیماری ها در بهبود گندم در اختیار ما قرار می دهد. روش های مختلفی برای انتقال ژن از گونه های بیگانه به گندم براساس ارتباطات تکاملی گونه ها مورد استفاده قرار گرفته است. یک گام مهم در انتقال بیگانه تولید جابجایی رابرتسونی است، این نوع جابجایی می تواند به سرعت و از طریق مکانیسم شکست و اتصال برای کروموزوم های مورد نظر ایجاد گردد. به وجود آوردن لاین های گندم دارای جابجای کروموزوم های بیگانه استفاده عملی از آنرا در بهبود گندم آسان خواهد کرد. هدف از این مطالعه تولید گندم دارای جابجایی رابرتسونی شامل کروموزوم های 2B گندم و 2Eb تینوپایروم بیسارابیکوم از طریق مکانیسم شکست و اتصال سانترومری است. جابجایی رابرتسونی از طریق تقسیم نادرست سانترومر یونی والنت ها در آنافاز یک و به دنبال آن حرکت کروموزوم های تلوسنتریک ایجاد شده به یک قطب و اتصال انتهاهای شکسته شده طی اینترکینزیز میوز II ایجاد می شود. این مکانیسم هر دو نوع جابجایی جبرانی و غیر جبرانی را ایجاد می کند. هدف از این تحقیق مهندسی هدفمند کروموزوم از طریق کوتاه کردن کروموزوم تینوپایروم بسارابیکوم در لاین دارای جابجایی 2Eb(2B) که قبلا ایجاد شده بود می باشد و در این راستا حصول لاین های دارای جابجایی رابرتسونی دور از انتظار نخواهد بود. بسته به اینکه کدام کروموزوم ها در گندم جابجا شده است، شرایط محیطی چگونه است، جابجایی رابرتسونی مورد نظر را می توان با فراوانی نسبتا بالایی در نسل F2 و F3 بدست آورد. طی این تحقیق یک جمعیت F2 متشکل از 41 بذر از تلاقی این لاین دارای جابجایی DS2Eb(2b) گندم نان رقم روشن به وجود آمد. این بذرها در گلدان کشت شده و41 لاین F2(L1-L41) بدست آمد وساختار کروموزومی 41 لاین حاصل با استفاده از 3 نشانگر PLUG که قبلا بر روی کروموزوم های 2Eb و 2B نقشه یابی شده بودند مطالعه شد. در بین گیاهان F2 دو لاین دارای جابجایی رابرتسونی (حدود 5 درصد) شناسایی شد. لاین دارای جابجایی T2EbS.2BL دارای ریشک های بلندتری نسبت به والدین خود بود این گیاه از نظر سیتوژنتیکی پایدار بود و ممکن است برای بهبود گندم مفید باشد. لاین های F3 (بذور حاصل از گیاهان F2) در پاییز سال 1392در مزرعه کشت شده

سیاه دانه(Nigella sativa L.)متعلق به خانواده آلاله، جزء گیاهان دارویی مهم می باشدکه انواع متعددی از متابولیت های ثانویه ی گیاهی از جمله ترپن ها را تولید می کند. مونوترپن ها و تری ترپن ها از مهم ترین گروه های تشکیل دهنده ی ترپن ها می باشند. در مسیر بیوسنتزی مونوترپن ها تحت عنوان مسیرMEP واقع در پلاستید، ژن های مختلفی دخیل می باشند که مونوترپن سنتازها تحت عنوان ژن های محدودکننده سرعت واکنش در این مسیر شناخته شده اند. در طی مسیر بیوسنتزی مونوترپن ها، آنزیم ژرانیل دی فسفات سنتاز مسئول کاتالیز ژرانیل دی فسفات به عنوان پیش ماده عمومی مونوترپن ها می باشد. اکسیدواسکوآلن سیکلازها از مهم ترین آنزیم های کاتالیزکننده مسئول بیوسنتز تری ترپنوییدها می باشند که بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز از جمله ی این آنزیم ها هستند. به منظورجداسازی ژن مونوترپن سنتازی، آغازگرها براساس نواحی حفظ شده پروتیینی طراحی شدند. با استفاده از تکنیک رونوشت برداری معکوس و سپس واکنش زنجیره ای پلی مراز با استفاده از cDNA بافت برگ به عنوان الگو، یک ژن مونوترپن‎سنتازی از گیاه سیاه دانه برای اولین بار جداسازی والگوی بیان آن بررسی شد. مقایسه توالی به دست آمده با توالی های موجود در پایگاه های اطلاعاتی موجود نشان داد که توالی های گیاهان سیاه دانه و تاج الملوک مربوط به خانواده آلاله بیشترین شباهت را نسبت به هم دارند. در این پژوهش بیان ژن های مختلف شامل ژن مونوترپن سنتازی، ژرانیل دی فسفات سنتاز، بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز بررسی شد. بیان نیمه کمی ژن های مونوترپن سنتاز، ژرانیل دی فسفات سنتاز، بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز در سطح رونوشت در اندام های ریشه، ساقه، برگ، کپسول و بذر بررسی شد و نتایج نشان داد که الگوی بیان این ژن ها در بافت های مختلف متفاوت است. هم چنین بررسی الگوی بیان این ژن ها در برگ های تیمارشده با متیل جاسمونات و اسیدسالیسیلیک نشان دهنده ی تغییر بیان این ژن ها در پاسخ به متیل جاسمونات و اسیدسالیسیلیک می باشد .

سایکلوتایدها گروهی از پپتیدهای ضد میکروبی گیاهی هستند که به دلیل وجود خواص ساختاری منحصر به فرد از قبیل اتصال انتهای C و N و ساختار حلقوی، در کنار 6 عدد سیستئین حفظ شده و 3 پل دی سولفیدی دارای خواص زیستی متنوعی مانند سمیت زدایی سلولی، فعالیت ضد میکروبی، ضد سرطانی، حشره کشی، نماتد کشی و نرم تن کشی هستند. این پپتیدها اغلب در گونه های دو لپه ی و غیر زراعی کشف و بررسی شده ند، و بیشتر مطالعات انجام شده، روی خواص دارویی و درمانی این پپتیدها صورت گرفته است. تحقیقات بیوانفورماتیکی انجام شده روی غلات منجر به کشف توالی هایی شد که شبیه به سایکلوتایدها ولی فاقد ساختار حلقوی بودند لذا این توالی ها شبه سایکلوتاید نامیده شدند. به نظر می رسد با توجه به خاصیت دفاعی سایکلوتایدها، شبه سایکلوتایدها نیز دارای چنین نقش هایی در گیاه هستند. با توجه به نقشی که غلات در تامین غذا انسان دارند در صورت وجود چنین نقشی برای شبه سایکلوتایدها می توان از آن ها بعنوان گزینه در ایجاد و افزایش مقاومت این گیاهان در برابر تنش ها بهره جست. در این تحقیق بیان دو ژن شبه سایکلوتاید با نام های Zm cyc1 و Zm cyc5 در گیاه ذرت با استفاده از Real time PCR بررسی شد و بیان این دو ژن در بافت ها، سنین مختلف برگی و همچنین تحت اثر تنش های زنده و غیرزنده از قبیل خشکی، شوری، تنش حشره و بیماری های قارچی به همراه تیمارهای هورمونی با سالیسیلیک اسید و متیل جاسمونات 1 میلی مولار بررسی شد. نتایج نشان داد که بیان ژن های تحت بررسی در اثر تیمار با زخم، متیل جاسمونات و تنش حشره نسبت به قبل از تیمار و گیاه شاهد افزایش قابل توجهی یافت که می تواند دلیلی بر نقش دفاعی شبه-سایکلوتایدها در برابر حمله حشرات گیاه خوار باشد. چنین نتایجی در تیمار با سالیسیلیک اسید و آلودگی با قارچ های Fusarium grminearum و Ustilago maydis با افزایش بیان بیشتری مشاهده شد لذا می توان برای این 2 ژن بیشتر نقش دفاعی در برابر بیماری های گیاهی را متصور بود. بررسی بیان ژن های Zm cyc1 و Zm cyc5 در گیاه تحت تنش های شوری و خشکی نشان دهنده افزایش بیان برای هر دو ژن بود که می تواند نشان دهنده نقش های متنوع تری برای سایکلوتایدها باشد.

استفاده از گیاهان به عنوان دارو از ابتدای تمدن انسان شروع شده و تاکنون ادامه دارد. از جمله گیاهان دارویی مهم، گیاه سیاه دانه (Nigella sativa L) می باشد که انواع متعددی از متابولیت های ثانویه ی گیاهی از جمله ترپن ها را تولید می کند. مونوترپن ها یکی از مهمترین گروه های تشکیل دهنده ترپن ها می باشند که به صورت موادی چون لیمونن، کارواکرول و تایموکینون در گیاه سیاه دانه وجود دارند. یکی از ژن های مهم اثر گذار در مسیر بیوسنتزی مونوترپن ها ژن ژرانیل دی فسفات سنتاز است که تولید کننده پیش ساز مونوترپن ها می باشد. هدف از این تحقیق بررسی بیان این ژن در ژنوتیپ های گیاه دارویی سیاه دانه بود لذا استخراج RNA، سنتز cDNA، جدا سازی و تعیین توالی این ژن از گیاه دارویی سیاه دانه انجام شد و در ادامه بیان ژن ژرانیل دی فسفات سنتاز از طریق RT-PCR نیمه کمی، با استفاده از آغازگرهای اختصاصی GPPS و ژن خانه دار GAPDH انجام شد. بررسی قسمت توالی یابی شده نشان داد که ژن ژرانیل دی فسفات سنتاز سیاه دانه مشابهت زیادی با همین ژن در سایر گیاهان دارد، همچنین رسم دندروگرام نیز نشان داد که دو گیاه سیاه دانه و تاج الملوک در یک گروه و سایر گیاهان هم خانواده نیز در گروهای مجزا قرار می گیرند. نتایج حاصل از RT-PCR نیمه کمی نشان داد که بیان این ژن در بافت های ساقه و برگ به طور معنی داری بیشتر از بافت های ریشه، کپسول و بذر می باشد.