%37تخفیف

بررسی بیان ژن در دو رقم وحشی و زراعی گندم در برابر زنگ قهوه‌ای گندم با استفاده از روش Real-time PCR

تعداد 101صفحه فایل word قابل ویرایش

چکیده:

با توجه به جمعیت روز افزون جهان، تقاضا برای مواد غذایی خصوصا گندم رو به افزایش است. گندم یکی از مهمترین محصولات زراعی است. زنگ قهوه ای یا زنگ برگی گندم با عامل Puccinia triticina، یکی از مهمترین عوامل بیماری های گندم به شمار می رود. با توجه به اینکه استفاده بیش از حد از مواد شیمیایی در کشاورزی جهت کنترل بیماری های گیاهی، سبب آلودگی محیط زیست و همچنین مقاومت پاتوژن ها به این مواد شیمیایی می شود، پیدا کردن روشی جایگزین جهت مقابله با بیماری ها امری ضروری به نظر می رسد. امروزه پیشرفت های گسترده در عمل بیولوژی مولکولی،  فهم بشر را از تعاملات بین گیاه و بیمارگر، ژن های دخیل در مقاومت و مسیرهای سیگنال دهی بهبود بخشیده است. این یافته ها می تواند راهکار ژنتیکی مناسب و کارآمدی را به منظور افزایش مقاومت گیاهان به بیمارگر پیش روی محققین قرار دهد. در این میان ژن های مقاومت گیاهان (R Genes)، منابع ژنتیکی با ارزشی هستند که می توان از آن ها در راستای تولید گیاهان تراریخت مقاوم به عوامل تنش زا استفاده کرد. این پژوهش با هدف بررسی پاسخ دو رقم وحشی و زراعی گندم در تعامل با قارچ P. triticina   انجام شد. با توجه به نتایج غربالگری، رقم تجن به عنوان رقم حساس و گندم اجیلوپس تاوشی به عنوان ژنوتیپ مقاوم انتخاب شدند. گیاهچه های گندم، در مرحله دو برگی، با سوسپانسیون اسپور قارچ P. triticina   تیمار و نمونه برداری از برگ های اول در ساعات مختلف پس از آلودگی (0، 12، 24، 48) انجام شد. RNA کل از نمونه های برگی استخراج و پس از ساخت DNA مکمل (cDNA)، بیان ژن ها با استفاده از تکنیک Quantitative Real Time PCR (QRT-PCR) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد بیان ژن های PR1، PR2، PR3، PR5 و LTPدر رقم مقاوم اجیلوپس نسبت به رقم حساس تجن، پس از مایه زنی به شدت افزایش یافت. در آزمون مقایسه اس T-student نیز تفاوت معنی داری در بیان هر یک از این ژن ها، بین ژنوتیپ های مقاوم و حساس مشاهده شده است. یافته های حاصل از این بررسی حاکی از نقش فعال ژن های فوق در مکانیسم های مقاومت گیاه گندم در تعامل با قارچ P. triticina می باشد.

واژه های کلیدی: ژن های مقاومت، بیماری زنگ قهوه ای، گندم، qRT-PCR.

فهرست

چکیده 1

فصل اول. 3

کلیات تحقیق.. 3

مقدمه. 3

1-1-گیاه شناسی گندم. 5

1-2-تکامل گندم. 6

1-3-طبقه بندی گندم. 6

1-4-اهمیت موضوع. 7

1-4-1- بیماری های قارچی گندم. 7

1-4-2- بیماری های باکتریایی.. 7

1-4-3- بیماری های ویروسی.. 8

1-4-4- بیماری نماتد گندم. 8

1-5-پاسخهای دفاعی گیاه در برابر عوامل بیماری زا 8

1-6-1-انواع مقاومت در برابر با عوامل بیماری زا 10

1-6-1- مقاومت براساس وجود. 10

1-6-1-1- مقاومت ذاتي.. 10

1-6-1-2- مقاومت القایی: 11

1-6-3- مقاومت براساس پاسخ میزبان: 11

1-6-3-1 مصونیت : 11

1-6-3-2- تحمل: 11

1-6-3-3 مقاومت: 11

1-6-4- مقاومت براساس کنترل ژنتیکی: 12

1-6-4-1 الیگوژنتیک : 12

1-6-4-2- پلی ژنتیک: 12

1-6-4-3- سیتوپلاسمیک: 12

1-6-5- مقاومت براساس درجه و محدوده مقاومت: 14

1-6-5-1- مقاومت عمودی: 14

1-6-5-2- مقاومت افقی: 14

1-7-کنترل بیماری.. 15

1-8-ژنهای مرتبط با بیماریزایی(PR پروتینها) 17

1-8-1- تاریخچه. 17

1-8-2- نامگذاری.. 17

1-8-3- بررسی شناخته ترین پروتئین های مرتبط با بیماری زایی.. 18

1-8-3-1- پروتئین های خانواده PR1. 18

1-8-3-2- پروتئینهای خانواده PR2. 19

1-8-3-3- پروتئینهای خانواده PR3. 19

1-8-3-4- پروتئینهای خانواده PR5. 21

1-8-3-5- پروتئینهای خانواده PR6 (بازدارندههای پروتئیناز) 22

1-8-3-6- پروتئین های خانواده PR7. 23

1-8-3-7- پروتئین های خانواده PR8. 23

1-8-3-8- پروتئین های خانواده PR9. 23

1-8-3-9- پروتئین های خانواده PR10. 23

1-8-3-10- پروتئین های خانواده PR12. 24

1-8-3-11- پروتئین های خانواده PR13 )تیونینها) 25

1-8-3-12- پروتئین های خانواده PR14 )LTP) 26

1-8-3-13- پروتئینهای خانواده PR15 و PR16. 26

1-8-3-14- پروتئین های خانواده PR17. 27

1-9-دیگر ژنهای شناخته شده دخیل در مقاومت… 27

1-9-1- NPR1. 27

1-9-2- PAL. 28

1-9-3- Lipase. 29

1-10-بيان ژن. 29

1-10-1-اندازه گیری بیان ژن. 29

1-10-1-1- تعریف و مفهومReal-time PCR. 29

1-10-1-2-ژن رفرنس یا خانه دار. 30

1-10-1-3- مزایای روشReal-time PCR. 30

1-10-1-4- استفاده از رنگ‏آمیزی فلورسنت DNA مانند SYBR Green. 30

1-10-2- روش بررسی کمی بیان ژن یا quantetive real-time PCR.. 31

1-10-3- آنالیز کمی mRNA با استفاده از Real-Time PCR.. 32

1-10-4- متدهای قابل استفاده برای کمیت نسبی با استفاده از یک ژن رفرنس… 32

1-11-فرضیات پژوهش: 33

1-12-اهداف پژوهش….. 33

فصل دوم 35

مروری بر تحقیقات انجام شده 35

2-1- مطالعات ژنتیک مقاومت زنگ قهوه ای.. 36

فصل سوم 42

مواد و روش ها 42

3-1- جمع آوری نمونه و تولید گیاهچه مناسب… 42

3-1-1- تهیه نمونه. 42

3-1-2- تولید گیاهچه جهت تکثیر اسپور. 42

3-1-3- ذخیره و نگهداری اسپور. 43

3-2- مطالعات بیماریزایی.. 44

3-3- آلوده سازی ارقام انتخاب شده برای بررسی بیان ژن. 45

3-4- استخراج RNA.. 45

3-5- بررسی کمی و کیفی RNA استخراج شده 46

3-6- ساخت DNA مکمل (cDNA) 47

3-7- بررسی کیفیت cDNA با استفاده از واکنش زنجیره پلی مراز (PCR) 48

3-7-1- برنامه واکنش PCR: 49

3-7-2- ارزیابی محصول PCR بر روی ژل آگارز: 49

3-8- بررسی بیان ژنها به کمک تکنیک Quantitative real time PCR.. 49

3-9- آنالیز دادهها: 52

فصل چهارم 53

نتایج و بحث.. 53

4-1- ساخت DNA مکمل (cDNA) از RNA کل.. 53

4-2- بهینه سازی شرایط برای Real Time PCR.. 54

4-3- بررسی بیان ژنهای دفاعی در ارقام آجیلوپس تاوشی و تجن پس از آلودگی با قارچ P. triticina. 56

4-3-1- بررسی الگوی بیان ژن PR1-1 در ارقام آجیلوپس تاوشی و تجن در تعامل با قارچ P. triticina. 56

4-3-2- بررسی بیان ژن PR2 در ارقام آجیلوپس تاوشی و تجن در تعامل با قارچ P. triticina. 58

4-3-3- بررسی بیان ژن PR3 در ارقام آجیلوپس تاوشی و تجن در تعامل با قارچ P. triticina. 59

4-3-4- بررسی الگوی بیان ژن PR5 در ارقام آجیلوپس تاوشی و تجن در تعامل با قارچ P. triticina. 60

4-3-5- بررسی بیان ژن LTP در ارقام آجیلوپس تاوشی و تجن در تعامل با قارچ P. triticina. 62

4-4- بحث… 64

4-4-1- غربالگری ارقام تجاری و لاینهای تقریبا ایزوژنیک در شرایط همسان با عامل زنگ قهوهای.. 66

4-4-2- بیان PR پروتئینها در گندم پس از تلقیح با قارچ P. triticina. 67

4-4-2-1- ژن PR1-1 در مقاومت به قارچ P. triticina در گندم نقش دارد. 68

4-4-2-2- ژن -1,3-glucanase)  PR2 (   در مقاومت رقم آجیلوپس تاوشی به قارچ P. triticina دخالت دارد  68

4-4-2-3- نقش مثبت ژن PR3 (Chitinase) در مقاومت رقم آجیلوپس تاوشی به قارچ P. triticina. 69

4-4-2-4- نقش مثبت ژن PR5 (Thaumatin-like proteins) در مقاومت رقم آجیلوپس تاوشی به قارچ P. triticina  69

4-4-2-5- افزایش نرخ بیان ژن  LTP (Lipid transfer protein) در رقم مقاوم آجیلوپس تاوشی در برابر قارچ P. triticina. 70

فصل پنجم. 73

نتیجه گیری. 73

پیشنهادات.. 74

منابع. 75

Abstract 89

فهرست جدول ها

جدول 1-1 لیست خانواده­های شناخته شده PR پروتئین­ها (وان لون و همکاران، 2006) ………………………………….17

جدول 3-1- غلظت و مقادیر حجمی ترکیبات مورد نیاز جهت ساخت DNA مکمل (cDNA) از نمونه های RNA استخراجی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..47

جدول 3-2- غلظت و مقادیر حجمی ترکیبات مورد نیاز جهت ساخت DNA مکمل (cDNA) از نمونه های RNA استخراجی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..48

جدول 3-3- ترکیب و غلظت مواد مورد استفاده برای انجام واکنش PCR…………………………………………………………48

جدول 3-4- ترکیب و غلظت مواد مورد استفاده در واکنش q-PCR……………………………………………………………….49

جدول 3-5- نحوه رقیق­سازی جهت رسم منحنی استاندارد……………………………………………………………………………..50

جدول 3-6- شرایط دمایی و زمانی مراحل مختلف واکنش q-PCR………………………………………………………………..51

جدول 3-7- لیست ژن ها و توالی آغازگرهای مورد استفاده در این تحقیق………………………………………………………..51

جدول 4-1 بررسی درجه خلوص و غلظتRNA استخراجی با استفاده از دستگاه  اسپکتروفتومتر………………………..54

فهرست نمودار ها

نمودار4-1- نرخ بیان ژن PR1-1 در ارقام آجیلوپس تاوشی و تجن پس از آلودگی با قارچ P. tritici…………….57

نمودار 4-2- نرخ بیان ژن PR2 در ارقام آجیلوپس تاوشی و تجن پس از آلودگی با قارچ P. triticina…………59

نمودار 4-3- نرخ بیان ژن PR3 در ارقام آجیلوپس تاوشی و تجن پس از آلودگی با قارچ P. triticina…………60

نمودار 4-4- نرخ بیان ژن PR5 در ارقام آجیلوپس تاوشی و تجن پس از آلودگی با قارچ P. triticina…………62

نمودار 4-5- نرخ بیان ژن LTP در ارقام آجیلوپس تاوشی و تجن پس از آلودگی با قارچ P. triticina…………63

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “بررسی بیان ژن در دو رقم وحشی و زراعی گندم در برابر زنگ قهوه‌ای گندم با استفاده از روش Real-time PCR”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo