عنوان يافته تحقيقاتي: ريزازدياد كلوني ژنوتيپهاي منتخب به روش كشت درون شيشه

مقدمه: چغندرقند يك گياه دو ساله و دگرگشن است. تكثير غير جنسي اين گياه به روش ريزازدياد كلوني در شرايط درون شيشه موجب دستيابي به يكنواختي بيشتر در اجراي آزمايشهاي تركيب پذيري و نيز حفظ منابع ژنتيكي مورد نياز برنامه هاي بهنژادي اين گياه مي گردد. توليد جوانه هاي نا به جا از بافتهاي گوناگون امكان پذير است. با توجه به اين كه صفات زراعي بوته هاي انتخاب شده در سال اول مورد بررسي قرار مي گيرد استفاده از بافت ساقه گلدهنده پس از اجراي اين بررسيها بهترين نتايج را حاصل مي آورد. بافت ساقه گلدهنده بوته هاي مورد نظر پس از نمونه برداري در آزمايشگاه استريل مي گردد و در محيط هاي غذايي منتخب حاوي هورمونهاي رشد در چرخه ازدياد قرار مي گيرد.

شرح يافته وتوصيه هاي كاربردي: آزمايشهاي به اجرا در آمده موجب كسب نتايج معتبر و قابل تكرار در زمينه مراحل مختلف كشت در شرايط آزمايشگاهي گرديده است. ساقه گلدهنده گياه ورناليزه شده چغندرقند پس از شستشو و استريليزاسيون با محلول الكل 70% و سپس با هيپوكلريت سديم 2-1% و آبكشي با آب استريل در محيطهاي 1- القا جوانه هاي رويشي 2- ازدياد جوانه ها 3- ريشه زايي حاوي تركيب نمكهاي اصلي و فرعي, هورمونهاي رشد، قند و ماده آگار كشت مي گردند. ميزان ازدياد جوانه ها در ژنوتيپها متغير است اما در هر چرخه 4 هفته, اين ميزان بين 5 و 7 برابر مي باشد. نگهداري جوانه ها در محيط سردخانه و نور ملايم امكان پذير مي باشد.

روش ازدياد و نگهداري جوانه هاي رويشي حاصل از ريزازدياد كلوني ژنوتيپهاي برتر در شرايط درون شيشه در حال حاضر بخشي از عمليات مورد نياز در برنامه هاي بهنژادي بسياري از گياهان از جمله چغندرقند مي باشد.

اهميت اقتصادي: يكنواختي، تكرارپذيري عمليات دورگ گيري و نگهداري منابع ژني مورد استفاده در برنامه هاي به نژادي موجب تسهيل و تسريع در امر دستيابي به نتايج تلاقي هاي گونه هاي زراعي و نيز گونه هاي وحشي و معرفي ارقام جديد چغندرقند مي گردد.

ريزازدياد كلوني

عنوان يافته تحقيقاتي: توليد گياهان هاپلوئيد و دابل هاپلوئيد با استفاده از روش كشت تخمك بارور نشده و تيمار كلشي سين در شرايط كشت درون شيشه

مقدمه : كشت گامت در گياهان با هدف شناسايي و تثبيت برخي از صفات زراعي و نيز ايجاد گياه هاپلوئيد به اجرا در مي آيد. در اغلب گياهان كشت دانه گرده با موفقيت روبرو شده است، در حالي كه در چغندر قند كشت اين سلول به نتيجه نرسيده و تخمك بارور نشده منشا توليد گياهان هاپلوئيد قرار گرفته است. آزمايشهاي گوناگون در رابطه با نمونه قابل كشت، محيط كشت مناسب و تركيب هورمون ها به اجرا در آمده است. در پژوهشهاي به اجرا در آمده در ايران لاينهاي هاپلوئيد حاصل از كشت تخمك بدست آمده است. اجراي تيمار كلشي سين براي دو برابر كردن تعداد كروموزمهاي گياهان هاپلوئيد در آزمايشهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفته و نهايتا در شرايط كشت بافت هاپلوئيد درون شيشه هاي كشت به كار گرفته شده است.

شرح يافته و توصيه هاي كاربردي: اجراي كشت تخمك بارور نشده با نمونه برداري از بوته هاي ورناليزه آغاز مي گردد. ساقه هايي كه گلي در قاعده آنها شكفته باشد جهت برداشت انتخاب مي شوند. از اين ساقه ها پس از استريليزاسيون در محيط استريل با استفاده از لوپ بينوكولر تخمك هاي بارور نشده از دورن غنچه گل خارج و در محيط غذايي انتخاب شده N6 حاوي هورمونهاي NAA و BA و ميزان قند 6% كشت گرديد. ميزان جوابگويي ژنوتيپها بين 1 تا 5/10% ثبت شده است. بافت و گياهچه هاي هاپلوئيد در محيط ازدياد تكثير و در شرايط دورن شيشه با محلول كلشي سين در غلظت 05/0% به مدت 48 ساعت تحت تيمار قرار مي گرفت. جوانه هاي حاصل از بافت و گياهچه هاي در حال تكثير در محيط عاري از اين ماده سطح پلوئيدي مضاعف نشان داده است . اين گياهان به نام گياهان دابل هاپلوئيد (DH) چغندرقند داراي ژنوم تثبيت شده مي باشند.

اهميت اقتصادي: لاينهاي دابل هاپلوئيد به عنوان والد هيبريد براي افزايش ميزان هتروزيس در برخي صفات زراعي و نيز به عنوان منابع ژني با صفات تثبيت شده مقاومت به بيماريها و آفات به كار مي روند. كاهش دوره سلكسيون براي تثبيت ژنها از مهمترين امتيازات اجراي روش هاپلوديپلوئيديزاسيون در گياهان مي باشد و به ويژه در گياهان دگر گشن حائز اهميت است.

 

عنوان يافته تحقيقاتي: توليد جنين سماتيكي چغندرقند از طريق اجراي تيمار TIBA/Proline در شرايط جوانه

زني بذر و اجراي كشت درون شيشه

مقدمه : توليد جنين غير جنسي يا رويشي در شرايط كشت درون شيشه يكي از روشهاي جديد ازدياد رويشي گياهان تلقي مي گردد. در اين روش سلولهاي رويشي بافت گياه در شرايط كشت مصنوعي ايجاد بافت جنين زا مي نمايد و جنين هاي رويشي حاصل كه مشابه جنين هاي زايشي به مرحله رسيدگي مي رسند يكنواختي ژنتيكي بيشتري دارند. دستيابي به جنين هاي رويشي در برنامه هاي به نژادي و توليد بذرتجاري به منظور انتقال ژن، ايجاد مقاومت به تنش هاي گوناگون، بررسيهاي مولكولي و توليد بذر مصنوعي مورد توجه قرار دارند.

شرح يافته وتوصيه هاي كاربردي: در اين تحقيق بافت كوتيلدوني و هيپوكوتيل جوانه بذري لاين ديپلوئيد منوژرم 9597 و متعاقباً قطعات كوچك بافت كال براي ايجاد كشت سوسپانسيون سلولي به كار رفته است. استفاده از آنتي اكسين TIBA و اسيدآمينه پرولين، موجب دستيابي به يك روند القا ، باززايي و رشد جنين هاي رويشي يا سوماتيكي گرديده است. استفاده از آنتي اكسين در القا جنين زايي در چغندرقند و پرولين در روند تكاملي بافت جنين زا توصيه مي گردد.

اهميت اقتصادي: ازدياد رويشي يكنواخت يك گياه براي برنامه بهنژادي اين گياه نيروي پتانسيل عظيمي ايجاد مي نمايد كه اگر مورد بهره برداري صحيح و علمي قرار گيرد زمينه هاي مختلف كاربردي دارد. از جمله انتقال ژن و دستيابي به گياهان ناقل ژن مطلوب زراعي در چغندرقند.

جنين هاي رويشي چغندرقند

 

عنوان يافته هاي تحقيقاتي: تلاقي بين گونه أي چغندرقند Beta vulgaris با گونه هاي وحشي گروه Procumbentes و كنترل ماهيت هيبريد توسط ماركرهاي مولكولي RAPD

مقدمه : گونه هاي وحشي چغندرقند از جمله گونه هاي گروه Procumbentes به علت دارا بودن ژنهاي مقاومت به آفات و بيماريها مورد توجه به نژادگردان قرار گرفته است. در اين تحقيق تلاقي بين چغندرقند L. Beta vulgaris توده تتراپلوئيد 37RT (والد مادري) و سه گونه وحشي (والد گرده افشان) به شرح زير انجام گرفت.

37RT(4n) × B. webbiana(2n) , 37RT(4n) × B. procumbens(2n) , 37RT(4n) × B. patellaris (4n)

براي اجراي تلاقي، بساكها از گلهاي والد مادري حذف شد و بعد از 2 الي 4 روز با گرده جمع آوري شده تلقيح به طور دستي انجام شد. مطالعه مراحل نمو جنين با واكنش تخمك هاي باور شده به محلول 1% تترازوليوم كلرايد كنترل شد. جنين هاي كامل در محيط كشت N6 حاوي هورمونهاي NAA , BA, GA3 كشت گرديد.كنترل ماهيت هيبريدها با استخراجDNA برگ گياهان بدست آمده در شرايط درون شيشه و استفاده از روش PCR با پرايمرهاي تصادفي OPX2, OPX15 به اثبات رسيده است.

شرح يافته وتوصيه هاي كاربردي: نتايج حاصل از بررسيها نشان داد كه ايجاد هيبريدهاي بين گونه أي از طريق نجات جنين در شرايط كشت درون شيشه امكان پذير است. جنين هاي مورد مطالعه در روز بيستم پس از تلقيح كاملا رشد يافته بودند و اين زمان جهت كشت تعيين گرديد. در مراحل اوليه ريشه زايي توسط اين جنين ها در چند مورد مشاهده شد اما اين ريشه ها نكروزه گرديدند. ماهيت هيبريد گياهان بدست آمده در ظروف كشت با استفاده از تكنيك PCR و پرايمرهاي OPX2 , OPX15 كنترل گرديد. وجود باندهاي مشترك گياهان والد در مكان مشخص در هيبريد ها به اثبات رسيد. ايجاد تنوع ژنتيكي از طريق اجراي تلاقي بين گونه أي و كنترل هيبريدها در سطح مولكولي در برنامه بهنژادي چغندرقند قابل توصيه مي باشد.

اهميت اقتصادي: استفاده از گياهان دورگ كه داراي ژنهاي مقاومت به بيماريها و آفات مي باشند در برنامه بهنژادي چغندرقند اهيمت به سزايي در افزايش سطح زير كشت، عملكرد محصول و كاهش مصرف سموم دفع آفات خواهد داشت.

جنين هيبريد بين گونه اي كامل

باندهاي حاصل از PCR پرايمر تصادفي

عنوان يافته تحقيقاتي: بررسي ميزان مقاومت به تنش شوري در لاينهاي سلولي و بافت جوانه زاي چغندرقند در شرايط درون شيشه

مقدمه : از سال 1367 در ايران آزمايشهاي متعددي در ارتباط با ارزيابي مقاومت به شوري در گياه چغندرقند در شرايط آزمايشگاهي در مرحله جوانه زني و رشد گياه كامل در محيط گلخانه و مزرعه صورت گرفته است. ميزان مقاومت به شوري در سطح رشد سلولي در شرايط درون شيشه با شرايط تنش در گياه كامل تطبيق دارد. باتوجه به نتايج مفيد تحقيقات به اجرا درآمده (1371 و 1375) ارزيابي اين مقاومت در لاينهاي سلولي و بافت كوتيلدوني جوانه زاي چغندرقند در شرايط درون شيشه بررسي شد. منابع گياهي حاصل از آزمايشها در مراحل بعدي از نظر تفاوتهاي موجود در سطح ماركرهاي مولكولي كنترل مي گردند.

شرح يافته وتوصيه هاي كاربردي: در آزمايشهاي به اجرا در آمده بافت هاپلوئيد باززا حاصل از كشت تخمك بارور نشده و بافت كوتيلدوني جوانه بذري در سطوح 100، 150 و 250 ميلي مول نمك كلرورسديم كشت گرديدند و جوانه هاي باززايي شده در كليه موارد در شرايط رشد ازديادي قرار داده شدند. اين جوانه ها به عنوان منابع گياهي مقاومت به شوري نگهداري خواهد شد. در حال حاضر از لاينهاي 261, H261.06 لاين نر عقيم و گرده افشان، 9597 و7233 جوانه هاي سلكسيون شده در سطوح بالاي نمك موجود مي باشد. به كارگيري محيط تنش شوري در آزمايشهاي به نژادي گياهان جهت ارزيابي هاي گوناگون در سطح بافت و يا مولكولي توصيه مي گردد.

اهميت اقتصادي: استفاده از شرايط كشت درون شيشه درآزمايشگاه با كنترل عوامل محيطيشرايط آزمايشي يكنواخت و قابل اطميناني را فراهم مي سازد كه در جوار آزمايشهاي مزرعه مي تواند موجب فراهم شدن تسهيلات و تسريع در پيشبرد اهداف به نژادي گردد.

 

شناسايي تحمل به شوري در لاين سلولي هاپلوئيد باززا

 

عنوان يافته تحقيقاتي: جداسازي و كشت پروتوپلاست چغندرقند و توليد بافت باززا در شرايط درون شيشه

مقدمه : بهره برداري از توان باززايي گياه كامل توسط يك سلول گياهي مي تواند موجب وسعت عمل در انتخاب و انتقال مزرعه آزمايشي به روي ميز كار آزمايشگاه گردد. به نژادگر مي تواند با استفاده از يك گرم بافت گياهي تعداد 10⁵×23 پروتوپلاست گياهي را در يك ميلي ليتر محلول شناور سازد و مطالعات گوناگوني را به اجرا بگذارد. بررسي جداسازي و كشت پروتوپلاست لاينهاي چغندرقند شامل انتخاب محلول آنزيمي، بافت مناسب كه بتواند منشا پروتوپلاست باشد و نيز روش خالص سازي و كشت پروتوپلاست بوده است. بافت مزوفيل برگ داراي كلروپلاست و نيز بافت سوسپانسيون سلولي فاقد كلروپلاست و داراي قدرت باززايي زياد در اين بررسيها به كار گرفته شد.

شرح يافته وتوصيه هاي كاربردي: مناسبترين تركيب، غلظت و مدت تيمار آنزيمي جهت جداسازي پروتوپلاست به شرح زير تعيين گرديد.

بافت مزوفيل برگ : سلولاز RS (g/l 5) + دري سلاز (g/l 1) + پكتيناز (g/l 5)

بافت سوسپانسيون سلولي : سلولاز RS (g/l10) + دري سلاز (g/l2) + پكتيناز (g/l10)

خالص سازي در شرايط ايده آل : دستيابي تراكم10⁵× 23 پروتوپلاست در ميلي ليتر منجر گرديد.

كشت پروتوپلاست و تشكيل ميكروكالها در محيط غذايي K8P و سپس N6 و محيط جنين زايي باعث ايجاد كالوس جنين زا گرديد. استفاده از بافت سوسپانسيون سلولي با منشا كالوس جنين زا و تازه موجب افزايش باززايي پروتوپلاست هاي ايجاد شده گرديد. بنابراين به نظر مي رسد كه به هنگام بهره گيري عملي از اين تكنيك بافت فوق بر بافت مزوفيل ارجحيت دارد.

اهميت اقتصادي: با تكميل تحقيقات مربوط به كشت پروتوپلاست، از تكنيك فوق مي توان در موارد زير بهره مند گرديد :

1-مهندسي ژنتيك چغندرقند ، 2 - انتقال ژن از طريق امتزاج پروتوپلاست ، 3- مطالعات پايه علوم سلولي

دستيابي به اين فن آوري در زمينه آموزش متخصصين و پيشبرد تحقيقات در داخل كشور از اهميت بسيار برخوردار است.

 

عنوان يافته تحقيقاتي: غربال نمودن لاينهاي چغندرقند از نظر مقاومت به تنش شوري در مرحله جوانه زني بذر در شرايط درون شيشه

مقدمه : ارزيابي ميزان مقاومت ارقام و يا لاينهاي چغندرقند در شرايط آزمايشگاهي با استفاده از محيط كشت غذايي حاوي نمك كلرورسديم در مرحله جوانه زني بذور كه مرحله حساس زراعت در ارتباط با مقاومت به شوري مي باشد براي تعدادي از لاينهاي مقاوم و حساس به اجرا در آمده است. مطالعات فيزيولوژيك و مرفولوژيك براي اين ارزيابي به كار گرفته شد. وضعيت ظاهري گياهچه ها و بروز علائم تنش در اندامهاي گياهچه مورد توجه قرار گرفت. سطوح آزمايشي نمك براي ايجاد شرايط جوانه زني در محيط كشت با ارزش هدايت الكتريكي (EC) 16 و 24 تنظيم گرديد.

شرح يافته وتوصيه هاي كاربردي: در محيط غذايي با هدايت الكتريكي 16 و 24 تعداد 20 لاين از منابع منوژرم و مولتي ژرم مورد ارزيابي قرار گرفته و پس از يك هفته يادداشت برداري جوانه زدن شروع شد بعد از چهار هفته (28 روز)بذرهاي جوانه زده يادداشت برداري و ثبت گرديد. با استفاده از طرح آماري كاملا تصادفي با دو تكرار نسبت به محاسبات آماري اقدام و درصد جوانه زده ها در هر هدايت الكتريكي جداگانه برآوردشد. مشخص گرديد در (EC) 24 ميلي موس بر سانتيمتر لاين هاي شماره 3 و 4 از اوريژين 7233 و لاين هاي 38 و 138 از اوريژين 8001 در مقايسه يا ساير اوريژن ها در اين محيط درصد جوانه بيشتري داشتند اين منابع جمع آوري و در جهت تكثير و نگهداري آن اقدام شد.

اهميت اقتصادي: با به كارگيري روش هاي آزمايشگاهي و بخصوص محيط كنترل شده كه حاوي غلظت هاي متفاوت نمك است در مقايسه با روش هاي مزرعه و گلخانه حداقل 50% در هزينه صرفه جويي مي شود. اين لاين هاي انتخاب شده از نظر ارزش تحقيقاتي هر كدام بيش از چند هزار دلار براي موسسه اهميت دارد. اگر موسسه بخواهد چنين منابعي را از خارج وارد نمايد در چهارچوب يك قرارداد علمي و تحقيقاتي و با پيش بيني پرداخت حق قرارداد زياد (حداقل 20000 دلار) انجام گيرد. از اين منابع در ايجاد واريته هاي مقاوم به شوري استفاده خواهد شد.

 

غربال كردن لاين ها

 

عنوان يافته هاي تحقيقاتي: ارزيابي جوابگويي به روش ريزازدياد كلوني در توده هاي تتراپلوئيد چغندرقند

مقدمه : روش ريزازدياد كلوني به عنوان روش ازدياد غير جنسي گياهان به ويژه گياهان دگرگشن به دليل نياز به ازدياد پايه هاي منتخب براي اجراي تلاقيهاي مورد نظر در به نژادي از اهميت زيادي برخوردار است. باتوجه به اين كه توده هاي تتراپلوئيد به عنوان والد گرده افشان بذر تريپلوئيد چغندرقند در تلاقي هاي گوناگون وارد مي گردد، ارزيابي جوابگويي اين توده ها به روش ريزازدياد كلوني در امر نگهداري كلون هاي نمونه يا سلكسيون شده مورد نياز مي باشد.

شرح يافته وتوصيه هاي كاربردي: در آزمايش مقايسه جوابگويي مراحل القا جوانه رويشي و سپس ازدياد جوانه هاي رويشي در چرخه ازدياد از بوته هاي توده هاي Lit13, C3-3, 37RT, 19669 نمونه گيري انجام گرفت. نمونه هاي استريل در محيط غذايي PGOB حاوي هورمونهاي IBA, GA3, BA در مرحله القا جوانه رويشي و در همان محيط حاوي هورمونهاي IBA, BA NAA, مرحله ازدياد قرار گرفتند. در ميان تودها، نمونه هاي توده C3-3 به واسطه بالاترين تعداد جوانه رويشي القا شده. با سه توده ديگر تفاوت معني دار نشان داد، اما ميزان نهايي ازياد جوانه در مرحله دوم با تعداد جوانه القا شده متناسب نبودتوليد جوانه نمونه هاي توده 37RT در هر دو مرحله يكنواختي بيشتري نشان داده ميزان ازدياد جوانه در مرحله دوم به عوامل ديگري چون اندازه، قدرت، شكل و تعداد برگها در جوانه القا شده اوليه ارتباط پيدا مي نمايد.

براي پيشبرد امر ريزازديادكلوني در توده هاي گوناگون، تعداد اوليه نمونه بايد مد نظر قرار گرفته شود و در مرحله ازدياد رويشي جوانه ها از نظر عواملي همچون اندازه، قدرت رشد، تعداد برگ، سلامت ظاهري و شكل طبيعي انتخاب گردند.

اهميت اقتصادي: با توجه به اين كه افزايش ميزان توليد جوانه رويشي در مرحله ازدياد موجب استفاده بهتر از امكانات شرايط رشد در محيط مصنوعي مي گردد. نگهداري نمونه هاي پر بازده كه جوابگويي بالاتري به شرايط رشد در محيط مصنوعي دارند مقرون به صرفه تر است.

درحالی که محصولات co2جذب شده درگیاهان به صورت پلی ساکاریدoligoتشکیل شده است بطوریکه درفصل 9بحث نمودیم اسیدآمینه هامحصولات جذبی نیترات راکه ذخیره شده اند بطوریکه این نوع پروتین ذخیره ای مخصوص پروتین هاست اغلب فعالیت enzymaticدرسلول مدت ها پروتین ساختاری توسط یک غشاجداقرارداده شده اندوendomembranceازشبکه آندوپلاسمی ودستگاه گلژی یاواکوئل ها مشتق شده اندپروتینهای ذخیره ای درسیب زمینی هم درواکوئل ذخیره شده اندوناشی بشودوریشه های آنهادربذرها ذخیره شده اندوtubersandهم درکامبیوم تنهادرطی زمستان که شکل گیری تندندارنددرجوانه های تخم داروتنه درختان وجوانه هاامکان بدهند درغلات پروتینهای ذخیره ای،دراندوسپرم واقع شده اندوبذوردرلپه هاکه بیشترازنیام بذرمیدهد درحالی که غلات مقدارپروتینش به 10%تا15%ازوزن خشک ودرمقداری بقولات آن به بالای 40-50ودرحدود85%ازاین پروتین هستند
پروتین های ذخیره ای اساس تغذیه انسان است:به هرحال درپروتینهای ذخیره ای گیاهان محتوی اسیدآمینه های ضروری خاص برای تغذیه انسانها هستندکه درحیوانات کمتراست درغلات برای مثال پروتین ذخیره ای تریپتوفان میباشدبنابراین درانسانهایی که کاملاگیاه خوارهستندکمبوداسیدآمینه که موجب خسارت ذهنی وفیزیکی به خصوص دربچه هامنجرشودکمتردارنداین مسئله درخوک وخوراک طیورهم میتواندباشددرمهندسان ژنتیک گیاهی دریک پژوهش به منظوربهترشدن نسبت اسیدآمینه وپروتینهای ذخیرهای درمحصولات خرمن توسط دانشمندان علاقه منددرپروتین گیاهی بوسیله دانشمندان ایتالیایی درسال1745صورت گرفتکه قبلاپروتین راازگندم جداکرده بودند
در1924درایستگاه تجربیb.t زمانیکه که ساختمان این پروتین هاتعیین شدمشخص شدگلوتلینهاوپرولامینهاازن ظرساختاری نزدیک به هم هستندولی نه مثل هم که تصورگذشته رامبنی برپرولامین هاازهمان گلوتلینهاهستندبرهم زد.دراین زمان تعدادی نمونه برای پروتینهای ذخیره ای گیاهی درطبیعت پیدانمودند.
14.1گلوبولینهافراوانترین نوع پروتین ذخیره ای:
درعمل درتمام گیاهان مقدارهای متفاوتی وجوددارد.مهمترین گلوبولینهابه گروه لگوم هاتعلق دارندکه این گلوبولینهابصورت رمزی شده توسط خانواده آمولتی ژن هاکه سبب تولیدتیره های مشترک ازیک پایه میباشد.لگومین فرم پروتین های ذخیره ای بذرهای بن شنی میباشد.برای موردباقالادرصداین پروتین به 75%متشکل ازپروتین ذخیره ای لگومین میباشد.لگومین یک هگزامرباجرم مولکولی بین300-400 kda میباشدمونومرهاشامل دوزنجیره پپتیدی که توسطیک رشته پلی (α-β)ی دی سولفیدبه هم وصل شده اندکه قسمت آلفابزرگ وجرم مولکولی آن درحدود35-40kdaوبتاکوچک باجرم مولکولی درحدود20kdaداردهگزامرهاازبه هم پیوستن گروهای (α-β)مونومرهابه هم ساخته می شونددرهگزامرهامولکولهای پروتین طوری چیده شدندکهaveryبسته عادیتدارک دیده شدندکه میتواننددراین فرم به پروتین ساختاری تبدیل شوند.مولکولهای پروتین که درزنجیره های پروتین هستندتاشده به طورصحیح به سوی این بسته به طورمتناسب حرکت مینمایدوتوسطپپتیدازها تنزل داده میشوند.اگرچه امروزه تغییرمحل اسیدآمینه هادریک پروتین نسبتابوسیله مهندسی ژنتیک آسان به نظرمیرسدامااین فرایندی بسیارپیچیده وسه بعدی میباشد.پیشرفت های اخیردربدست آوردن بلورها وآنالیزساختارآنهاتولیدپرو تین های سه بعدی پیش ماده را بخوبی ازپروتین های ساختاری بالغ امکان‌ساختند.این مطالعات آشکارکردپایداری پروتین های ساختاری‌وآنزیم های تجزیه کننده انها درواکوئلها هستندامااین پروتین های ذخیره ای بنابرحقیقت علیه تجزیه موادپروتینی محافظت شده هستند.
نمایش همانندسازی vicillinدردنباله اسیدآمینه اش درلگومین نشان میدهدکه مونومرهاعمدتامرتب ترندوناتوان دراستفاده ازپل پیوندیs-s .اغلب درلگومهاتضادنیزدرglycosylated vicillinsوجودداردآنهاباقیمانده ماده قندی مثل مانوز وگلوکزوn-استیل گلوکوزامین دربردارند

14.2 پرولامینهافرم ذخیره ای پروتین درعلفها(grasses)هستند:
پرولامینهاتنهادرگندمیان مرتعی مثل غلات هستند.آنهابه عنوان آمیخته چندشکلی گونه های متفاوت زیادی داراهستندبرخی ازاین هاتوسط
subunits s-sbridgeبههم متصل شدند.درگلوتنین هم که درغلاتی مثل گندم وچاودارمونومرهاتوسط پلs-s به هم متصل شده اند.مولکول گلوتنین دراندازه متفاوت است مناسب بودن اردنانوایی به مقدارومحتواوکیفیت گلوتنین آن وابسته است وآردغلاتی مانندجویولاف وبرنج بدلیل عدم داشتن کافی آن مناسب برای پخت نان نیستند.اززمانیکه گلوتن یک ضریب حساس درتعیین کیفیت غله نان محسوب شده تحقیق های زیادی برای بهبودکیفیت گلوتنین محتوی درغله نان بوسیله مهندسی ژنتیک شده 14.3 پروتینها
s- دربذرهای گیاهان دولپه ای حضوردارند: s-پروتینهاهم کاملاازپروتینهای ساختاری هستندآنهایک گروه نامتجانس پروتینهارانشان میدهندکه تعریف منحصربفرددارندکه ضریب رسوب گذاریشان درحدود2است.تحقیق هاازساختارشان آشکارکرده است که بیشتر25-پروتین ازیک ساختاربه هم مرطبت ساخته شده واحتمالابه همراهپرولامینهاازیک پروتین مادرمشتق شده اند.napinشکل یک پروتین ساختاری برجسته درشلغم روغنی است که مثالی ازیک25-پروتین هاست که بعدازاینکه روغن ازآن استخراج شده باقیمانده آن بعنوان علوفه به کاربرده‌شده است.اماتوجه داشته باشیم
14.4 پروتینهای مخصوص بذرازخورده شدن آنهابوسیله حیوانات حفاظت میکند:
پروتینهای ساختاری تعدادی ازبذرهاوپروتین های‌دیگراگرچه هم موقت باشندبذرراازخورده شدن محافظت میکنند.برای مثال:
1.
پروتین ساختاری ویلین یک کارکرددفاعی داردبوسیله بستن به بسترکشت باکیتین قارچ هاوحشره ها 2.
درتعدادی حشره آن باتوسعه لاروپشه مداخله میکند 3.
بذرتعدادی ازبقولات که به باقیمانده های شکربدون توجه به سفت شدن آزادوموادمتشکله گلیکولیپیدهایاگلیکوپروتین هاهست 4.
این بذرهاتوسط حیوانات مصرف شده‌ولکتین آنهابه گلیکوپروتین درروده تبدیل شده بدین گونه‌باجذب غذامداخله میکننددرواقع بذرتعدادی ازبقولات وانواع دیگرهم پروتینهایی که مانع ازگوارش‌دردستگاه حیوانات‌دارند. 5.
لوبیاهابه خاطرمانع شونده های که درمحتوای لکتینشان وپروتین خوددارندتنهابعدازتجزیه وتخریب‌آنهاتوسط حرارت دهی برای مصرف انسان مناسب میشوند 6.
امااینکه انسانها چطوربه پختن آن روی آوردندبه دلیل داشتن کرچک فوق العاده پروتینی سمی ریسین درآن میباشدکه چندمیلی گرم آن میتواندیک انسان رابکشد. 7.
لوبیاها هم مانع شونده های‌آمیلازدارندکه مخصوص آبکافت نشاسته بوسیله آمیلازهادردستگاه گوارش‌حشره های خاص جلوگیری میکند.مهندسان ژنتیک‌ازاین مانع شوندهای‌(alpha-amylase) استفاده نموده ودربذرهای نخودفرنگی‌ازآن استفاده نموده لاروپشه وسوسک درانبارکردن نخودفرنگی مشکل سازبودندکه باکمک مهندسی ژنتیک این مشکل حل شده است وارقام مقاوم علیه خسارت تولیدشده است.
14.5 سنتزپروتینهای ذخیره ای درشبکه آندوپلاسمی دانه هابه فرم پروتین ذخیره ای توسط ریبوزمهادرشبکه آندوپلاسمی زبر:
بتازگی باسنتزوترکیب نوعی پروتین باپروتینهای ذخیره ای درروزنه وپروتینهای ساختاری ودرموردپرولامینها و
2s-پروتینها پروتینهای ساختاری هستندبه فرمbudding from the membranceگلوبولینهاعمدتاازERتوسطحفره دستگاه گلژی (قسمت1.6)انتقال داده شده به واکوئل کهابتدابدنه پروتین توسط تجزیه تشکیل شده است .یک راه هم بوسیله پروتینهای خاص (مثال گلوبولینهادرآندوسپرم‌گند� �)که مستقیما توسط انتقال از حفره یERغشابه واکوئل بدون گذرازدستگاه گلژی حمل شده است. درواقع عکس عمل فرمیشن درلگوماهابصورت جزئی نشان میدهد.پروتین بافرم ریبوزمی تشکیل ترمینالی اززنجیره پلی پپتیدبایک قسمت بایک برش آبگریزکه یک دنباله برجسته میسازد.بعدازسنتزاین دنباله بابرگشت به یک توقف میرسدودنباله برجسته یک اجتماع باسه مولفه ی دیگرتشکیل میدهد.
شکل گیری این نتایج پیچیده دردهانه یک منفذغشادر
ER: o
باشکل برگشتی پروتین بتازگی تاسیس کرد o
باقیمانده پلی پپتیدهاشاملtermedبشکل موافق درلگوم ها o
زنجیره های بتا درلگوم‌هاکه یکs-sلینکاژدرداخل ERتشکیل شده است. o
همچنین سه مولکول ویراشگرتشکیل شده که این کاراتسهیل میکند o
دراینجایک انجمن کنترل کیفیت تاسیس شدکه توجه آنهابه کیفیت موادبوده که شاهداین هستندکه ازطریق دستگاه گلژی به واکوئلهاجاییکه آلفا-بتاانتقال داده شدهاندزنجیرهاتوسط یک پپتیدازجداشده اند. o
SUUNITSهادرلگومهابه شکل هگزامرتجمع یافته ودراین فرم باقی میمانند. پروتین های ذخیره ای درلگوم هاازتجزیه واکوئل ومشتقات آن حاصل شده اند.زنجیره های موادقندی ویسیلین گلیکوسیلات‌(مثلادرلوبیا)د� �دستگاه گلژی پیشرفته وپیچیده هستندکه به تازگی
2S-PROTEINوپرولامینهاراتوانستندترکی ب کنندکه درروزنهERهم یک دنباله برجسته داشته داشته باشدتکامل دراین پروتینهادرروزنه ERرخ میدهدکه پروتین ساختاری‌توسط جوانه زنی تشکیل میشود. .
14.6 رسوب آمینواسیدهاباعت تجمع پروتین ها وتولیدپروتئن ساختاری:
دانش ماراجع به تجهیزاسیدآمینه هاازپروتین های‌ذخیره ای دردرجه اول ازتحقیق برروی جوانه های تخمهانشات میگیرد.جوانه زدن دراغلب مواردتوسط جذب آب،موجب شده پروتین های ساختاری ترغیب شده‌که یک واکوئل تشکیل بدهندآبکافت پروتینهای ذخیره ای‌وکاتالیزرهابوسیله پروتیناز هااست بصورتیکه غیرفعال میمانندووبایکدیگرباپروتین های ذخیره ای‌،پروتین ساختاری تشکیل میدهند.وپروتینازدوباره‌از طریق روزنه
ERودستگاه گلژی به واکوئل منتقل شده‌تادوباره ترکیب شوند(قسمت14.2)درآغازاین آنزیم هاکمپلکس‌نافعال تشکیل میدهندسپس فعال سازی پروتئینازبوسیله تجزیه موادپروتینی به شکل محدودوکندپیش میرودتایک برش ازدنباله توسط یک قسمت خاص پپتیدازبرداشته شود.باقیمانده پلی پپتیدفعال راپروتئینازنشان میدهد.سیرقهقرایی پروتینهای‌ ذخیره ای‌هم توسطتجزیه موادپروتینی‌محدودشروع می شود.ابتدابرش کوچکی ازنتیجه دنباله پروتین درقالب پروتین ذخیره ای‌برداشته ودرغلات پروتینهای ذخیره ایS-Sپلی میزنندشکاف برداشته وکاهش یافته‌بازشده ودرلحظه حساس خودوآبکافت بوسیله پروتینازمیشودبرای مثال:اگزوپپتیدازهاکه ازاسیدهای آمینه غیرفعال استبعدازآخرین پروتین آمده واندوپپتیدهارادرداخل مولکول ایجادمیکندازمولکولهای دیکردراین فرآینداینست که پروتینهای ذخیره ای درواکوئل کاملاتنزل داده شده‌واسیآمینه های آزاردشده‌بعنوان موادساختمانی درگیاه‌درحال رشدبکارمیرود. 14.2)سنتزلگوم ها:پیش فرم درلگومها بافرم ریبوزمی تشکیل اولین لومن ازERرادرواکوئل دراخرتولیدمیدهد
15 . گلیسیرولیپیدهاموادمتشکله غشاوعملکردذخیره کربن:
گلیسیرولیپیدهااسترهای اسیدهای‌چرب گلیسیرین هستند.تری گلیسیریدشامل یک مولکول گلیسیرن با سه اسید چرب‌است‌برخلاف حیوانات که یک منبع انرژی استدرگیاهان تری گلیسیریدبیشتربه عنوان ذخیره کردن دربذرهاعمل میکندکه دارای روغن نباتی میشوندکه اینگونه بهتراست گلیسیرولیپیدقطبی شامل گلیسیرین ودواسیدچرب میباشدکه این چربی بیشتردرعبورموادازغشاعمل میکنند
منبع:وبلاگ مقالات کشاورزی