1-1- تولیدکنندگان برنج
2-1- کشت برنج در ایران
3-1- متابولیت های ثانویه در گیاهان
به دلیل كاربردهای فراوان، متابولیتهای ثانویه موضوع جالبی برای تحقیقات اصلاح نباتات از طریق روشهای مولكولی و مهندسی ژنتیـك محسـوب میشوند. مطالعه در زمینه وظایف این تركیبات در گیاهان، یک موضوع جالب و مهم برای بسیاری از پروژه های تحقیقاتی شده است و نقش تعدادی از این تركیبات مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است.
در ده سال گذشته تحقیقات چندانی در ارتباط با متابولیتهای ثانویه انجام نشده است. مانع بزرگ در انجام این تحقیقات اطلاعات اندك از مسیرهای تولید زیستی متابولیتهای ثانویه و برهم كنش آنزیم های درگیر در این مسیر همچنین اطلاعات محدودی از ژنهای مربوط به متابولیتهای ثانویه در دسترس است. یكی از مسیرهایی كه مطالعات بیشتری در سطح ژنهای دست اندركار آن نسبت به دیگر متابولیتهای ثانویه انجام شده است، مسیـر تولید فلاوونوئیدها و آنتوسیـانینها است (20). اكثـر ژنهای درگیر در مسیر تولید آنتوسیانینها همسانهسازی شده و مطالعات فراوانی در سطح بیوشیمیایی، مولكولی و ژنتیک این دست از متابولیتهای ثانویه صورت گرفته است. یكی از مهمترین دلایل مطالعات بیشتر در این زمینه، آسانی بررسی این مواد از روی رنگ گلها، نوک دانه و پایه ساقه در گیاهانی همچون برنج است که بر اساس فنوتیپ قابل ارزیابی است (73). هدف از مهندسی ژنتیک مسیر یک متابولیت ثانویه، افزایش مقدار یک ماده خاص یا گروهی از تركیبات و یا حتی كاهش مقدار این تركیبات است. برای دستیابی به هدف دوم كه كاهش میزان تولید یک ماده خاص یا گروهی از مواد ناخواسته است، راه های مختلفی وجود دارد. این مواد ممكن است تركیبات سمی در یک محصول گیاهی، مواد مانع خالص سازی یک فرآورده صنعتی یا موادی از این دست باشد. یكی از این راه ها، مسدود كردن یک مرحله از مسیر تولید متابولیت ثانویه و مختل كردن تولید یا فعالیت آنزیم مربوط به آن مرحله است. این هدف می تواند با كاهش میزان mRNA مسئول تولید این آنزیم، با بهره گرفتن از فناوری آنتیسنس، RNAi یا بیان بالای یک آنتیبادی علیه آنزیم مسئول محقق شود. فناوری آنتیسنس برای تغییر رنگ به طور گستردهای استفاده شده است. راه های دیگر دستیابی به این هدف،
خرید اینترنتی فایل کامل :
تغییر مسیر به سوی مسیرهای موازی یا افزایش كاتابولیسم محصول نهایی است. اما ممكن است هدف از انجام تحقیقات، افزایش تولید یک تركیب خاص در گیاه بوده یا انتقال ژنهای مربوط به مسیر تولید یک متابولیت ثانویه به یک گیاه یا یک ریزسازواره مورد نظر باشد. همچنین ممكن است تولید یک ماده جدید كه به صورت طبیعی در گیاهان تولید نشود هدف یک پروژه تولیدی- پژوهشی باشد. در بـرخی روشها با تغییر میزان بیان یک یا چند ژن، بر موانع تولید یک ماده غلبه می كنند و در روش های دیگر، با حذف مسیرهای موازی (رقابتی) یا كاهش كاتابولیسم ماده مورد نظر، مقدار آن ماده را در گیاه میافزایند. ایجاد تغییراتی در بیان ژنهای تنظیمی كه كنترل مسیر تولید زیستی متابولیتهای ثانویه را برعهده دارند نیز از جمله روشهای افزایش یا كاهش تولید تركیب مورد نظر است.
4-1- تهیه نقشه های ژنتیک
ریشه بسیاری از محدودیتهای روشهای مختلف اصلاح نباتات، نبود زیر بنا و مقدمات ضروری اساسی برای مطالعات ژنتیک است. یکی از اجزای کلیدی و زیر بنایی و ابزار اساسی مورد نیاز برنامه-های آینده اصلاح نباتات، تهیه نقشههای ژنتیک است. شاید یکی از مهمترین کاربرد نشانگرهای DNA تهیه نقشه-های ژنتیک باشد که براساس آن میتوان جایگاه ژنی و کروموزومی ژنهای تعیین کننده صفات مطلوب (ترتیب و فاصله ژنها و نشانگرها از یکدیگر بر روی کروموزوم ها) را تعیین کرد.
با دانستن جایگاه یک ژن روی نقشه ژنتیک، میتوان از نشانگرهای مجاور آن برای احراز جود یک صفت متناظر استفاده کرد. بدین ترتیب نیازی به انتظار برای ظهور آثار ژن نیست. با بهره گرفتن از نشانگرهای DNA می توان صفات و مشخصات آینده یک نشای برنج را پیش بینی کرد. در نتیجه تاثیری مثبتی بر اصلاح و پیشبرد گیاه دارد.
هدف از این پژوهش، مطالعه ژن کنترل کننده رنگ پایه ساقه در ژنوم برنج و شناسایی جایگاه ژنومی آن از طریق مارکرهای همبسته و ارزیابی نشانگرهای مولکولی ریزماهواره در شناسایی ارقام دارای ژن کنترل کننده رنگ پایه ساقه میباشد. این مطالعه پیش نیاز مطالعات مولکولی بوده و مواد اصلاحی با ارزشی را برای آنها از طریق شناسایی نشانگرهای مولکولی همبسته با ژن فراهم میآورد.
فصل دوم: کلیات و مرور منابع
1-2- مشخصات گیاهشناسی برنج
برنج یکی از گیاهان تیره غلات و متعلق به Poaceae (Gramineae) و قبیله Oryzae است، دارای جنسها و گونه های زیادی است که مهمترین آن جنس Oryza sativa است.
ساقه برنج[1] راست، استوانهای و جز در قسمتی که گرهها وجود دارد توخالی است. ارتفاع ساقه از 60 تا 200 سانتیمتر متفاوت میباشد. برنج علاوه بر ساقه اصلی، 4 تا 5 ساقه فرعی دارد. برگهای برنج بصورت متناوب در دو توالی در دو طرف ساقه قرار گرفتهاند. برگ برنج دارای غلاف، پهنک، زبانک و گوشوارک است. همچنین برنج مانند گندم، دارای گلآذین خوشهای میباشد که دانهها در آن قرار می گیرند. سنبلهها به طور انفرادی و با فاصله کم روی پانیکل قرار گرفتهاند. هر سنبلچه شامل یک عدد گلچه بارور است و هر گلچه دارای دو گلوم کوتاه میباشد. برخلاف سنبلچههای گندم، جو و ذرت که فشرده و نزدیک بهم هستند، سنبلچههای برنج بصورت غیرفشرده روی محورهای اصلی و فرعی گلآذیـن قرار می گیرد. خوشه برنج دارای گلهای دوجنسی انفردی است که در خوشچههای تک گلی قرار دارند (4).
[1] – Culm
