Skip to main content
SUPERVISOR
بهرام شریف نبی (استاد مشاور) محمدرضا سبزعلیان دستجردی (استاد راهنما) اقافخر میرلوحی فلاورجانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Zahediyannzhad
مریم زاهدیان نژاد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
Symbiotic relationship between some members of Poacea family and a group of fungi called endophytes has been established. These symbionts belong to Clavicipitacae family previously known as simple parasites of plants. These fungi grow intercellularly in the leaf sheets of host plants then enter the seed through the overy and stay in aleuron layer until seed germination. Presence of these fungi in plants leads to resistance against drought, improves photosynthesis and resistance to pests and diseases. Several alkaloids such as lolin, peramin, lulitrom, and ergovalin produced by the endophytes are responsible for the plant resistance against biotic and a biotic stresses. Thus, knowledge on the genes involved in the alkaloids biosynthesis is useful in the field of plant breeding. Keeping these beneficial fungi in host crops may lead to persistant production during years and in different environments and will provide scientists with new sources of germplasm for selecting resistant plants . This study was designed to detect genes of endophytic fungi associated with insecticidal alkaloids in several forage grasses including Melica persica, Festuca arundinacea, Lolium prenne and Bromus tomentellus. After isolation morphological characteristics were investigated on PDA medium. Then genomic DNA was extracted from isolates to confirm the genus identity using specific primers IS1 / IS3, ITS1/ITS4 and 11-1/11-2. In most of the isolates the 444 bp band was amplified with the IS1/IS3 primer pair. Also in a number of isolates the 1000 bp band was amplified by 11-1/11-2 primers. No amplification was possible with ITS1/ITS4 primers. Based on morphological characteristics and specific primers most endophytes isolated from Festuca arundinaceae, Lolium prennea, Melica persica and Bromus tomentellus were identified as Neotyphodium. To detect genes involved in synthesis of alkaloids lolin, peramin, ergovalin and lolitrum PCR reactions were set using specific primers. Amplification of bands with the expected size was taken as evidence for the presence of the genes in the isolates. All the expected bands were amplified in an isolate (LpMd) that belonged to Lolium prennea. This may indicate the presence of all four genes in this isolate. On the other hand, no amplification was observed for isolates Lp and MpDe belonging to the hosts Lolium prennea and Melica persica respectively. Our result showed that designing specific primers it may be possible to detect genes responsible for insecticidal alkaloids in Neotyphodium isolated from different grass hosts.
رابطه همزیستی بین برخی از گیاهان خانواده گرامینه و قارچ های اندوفایت از خانواده Claviceptacea که پیش از این به عنوان انگل ساده گیاهان محسوب می شدند، شناخته شده است. این قارچ ها به صورت بین سلولی در غلاف برگ گیاهان رشد می کنند، سپس از طریق نفوذ در تخمدان، وارد بذر شده و در لایه آلورن باقی می مانند. حضور این قارچ ها در گیاه باعث ایجاد مقاومت در برابر خشکی، بهبود فتوسنتز و مقاومت به آفات و بیماری میزبان می شود که این مقاومت گیاه در برابر تنش های زنده و غیرزنده در اثر تولید آلکالوئید توسط قارچ اندوفایت در گیاه ایجاد می گردد. آلکالوئیدهای متعددی از قبیل لولین، پیرامین، لولیترم، ارگووالین در گیاهان همزیست با اندوفایت ها گزارش شده است. بنابراین آگاهی از حضور ژن های بیوسنتز کننده آلکالوئیدها، مطالعه جزئیات آنها و وظیفه این ژن ها در به زراعی و به نژادی گیاهان میزبان اندوفایت کمک فراوانی به شناخت این همزیستی خواهد نمود. نگهداری چنین جوامع سودمند در داخل میزبان های زراعی می تواند به پایداری تولید در طی سال ها ومکان ها منجر گردد و منابع ژرم پلاسم جدیدی را برای انتخاب گیاهان در مقابل انواع تنش های زیستی و غیرزیستی در اختیار محققین قرار دهد. در این پژوهش که به منظور ردیابی ژن های مرتبط با آلکالوئیدهای حشره کش در قارچ های اندوفایت موجود در گراس های علفی Melica persica ، Festuca arundinacea ، Lolium prenne و Bromus tomentellus صورت گرفت، ابتدا قارچ های اندوفایت Neotyphodium از این میزبان جداسازی و شناسایی گردید. خصوصیات مورفولوژیک هرکدام از جدایه های قارچی روی محیط کشت PDA مورد بررسی قرار گرفت و پس از استخراج DNA ژنومی از جدایه های اندوفایت، تعلق آن ها به جنس Neotyphodium با جفت آغازگرهای IS1 /IS3، ITS1/ITS4و 11-1/11-2 تائید گردید. تعدادی از قارچ های این جنس با آغازگر IS1/IS3 باندی با 444 جفت باز و تعدادی از جدایه ها نیز با آغازگر 11-/11-2 باندی با 1000 جفت باز تولید کردند، اما هیچ کدام از جدایه های قارچ با آغازگر ITS1/ITS4 باندی تشکیل ندادند. بر اساس خصوصیات مورفولوژیک و ترکیب آغازگر، اندوفایت هایی از جنس Neotyphodium از میزبان های F. arundinaceae ، L. prennea ، M . persica و B.tomentellus جداسازی شد. به منظور ردیابی ژن های موثر در سنتز آلکالوئیدهای لولین، پیرامین، ارگووالین و لولیترم از این جدایه ها از واکنش PCR و با به کارگیری جفت آغازگرهای اختصاصی ,lolA ,lolC ,lolF ,ltmBa ,ltmCa ,Per5' ,Per3 neo-per و lpsA استفاده شد که منجر به تکثیر قطعات (bp) 461، 273، 239، 403، 697، 519، 651 و 591 در طیف وسیعی از جدایه های قارچ اندوفایت گردید. حضور باندهایی با اندازه مشخص در تعدادی از نمونه های مورد بررسی به عنوان دلیلی بر احتمال وجود ژن های lpsA, lol, ltm, و perA ارزیابی شد. نتایج نشان داد که از بین کل جدایه ها ، تنها جدایه LpMd متعلق به میزبان Lolium دارای همه ی باندها با اندازه قطعات ذکر شده بود که احتمال حضور همه ژن های موردنظر را در این نمونه تائید می کند. در حالی که در جدایه LpSeمتعلق به میزبان Lolium وجدایه MpDe متعلق به میزبان Melica هیچ کدام از باندها مشاهده نشد، که دلیلی بر عدم وجود این ژن ها در نمونه های مزبور ارزیابی شد. به کارگیری چنین روشی و استفاده از آغازگرهای این ژن ها در تحقیق حاضر، نشان داد که ردیابی حضور توالی این ژن ها در قارچ های اندوفایت جدا شده از نمونه های گیاهی ایران با استفاده ازPCR ممکن می باشد و شاید روشی آسان و ارزان برای ارزیابی جمعیت های مختلفی از اندوفایت های مناطق مختلف کشور باشد. کلمات کلیدی: قارچ اندوفایت، همزیستی، PCR، آلکالوئید، ژن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی