نوترکیبی: نرعقیمی سیتوپلاسمی و برگرداندن باروری در گیاهان برتر(بخش دوم)

3- مکانیسمهای برگرداننده باروری

3-1 ژنتیک و عملکرد ژنهای برگرداننده باروری

اثر ژنهای برگرداننده باروری بر نسخه ها و پروتئین های چارچوب خواندن باز مرتبط با CMS به میزان زیادی مورد مطالعه قرار گرفته است. جدول یک مروری بر اعمال مورد بررسی گرفته ژنهای برگرداننده باروری، را ارائه می کند. اغلب ژنهای برگرداننده بنظر می رسد که بر میزان RNA یا حتی میزان ترجمه یا پس ترجمه اثر می گذارند. علاوه بر این، سیستمهای مختلف مارکری(RAPD, AFLP, RFLP, SSR) برای نقشه یابی ژنهای برگرداننده، بمنظور بدست آوردن مارکرهایی برای اصلاحگری برپایه مارکر (MAS) و مارکرهایی برای روشهای کلونینگ موضعی بمنظور ایزوله کردن ژنهای برگرداننده بکار گرفته شده اند. جدول 2 مروری بر آنالیز مارکری مرتبط با ژنهای برگرداننده را نشان می دهد. برای برخی گونه ها مکان ژنهای برگرداننده مختلف در ژنوم شناخته شده است.

در ذرت، برگردانندن باروری به سیتوپلاسم  Tنیازمند دو ژن غالب مکمل هسته ای رمز گذار برگردانندن باروری، Rf1 وRf2، است. امکان کلون کردن ژنهای برگرداننده Rf1 و Rf2از طریق کلونینگ بر پایه نقشه یابی و همچنین برچسب گذاری- transposon فراهم شده است. اول، هر دو ژن بوسیله مارکرهای RFLP با پیوستگی بسیار نزدیک، در پنج جمعیت مورد نقشه یابی، نقشه یابی شدند. ژن Rf1 بر کروموزوم 3 میان مارکرهای مولکولی umc97 و umc92، و ژن Rf2 بر روی کروموزوم9 میان مارکرهای umc153 و sus1 موقعیت یابی شد.

نوترکیبی: نرعقیمی سیتوپلاسمی و برگرداندن باروری در گیاهان برتر(بخش اول)

1- مقدمه

نرعقیمی سیتوپلاسمی(CMS) یک صفت توارث پذیر مادری در گیاهان برتر است که از بیان ژنهای جدید و اغلب شیمری واقع در ژنوم میتوکندری حاصل می شود. در بسیاری موارد، ژنهای غالب اختصاصی هسته، که تحت عنوان بازگرداننده باروری (Rf ) نامیده می شوند، از بروز فنوتیپ نرعقیم ممانعت کرده و باروری را به گیاهان حامل ژنومهای CMS میتوکندریایی برمی گردانند. اگرچه ژنهای میتوکندریایی مرتبط با نرعقیمی، برای بسیاری از سیستمهای CMS شناسایی شده اند، یادگیری جنبه های مولکولی ژنهای برگرداننده و پروتئینهای کد شده بوسیله آنها، به تازگی شروع شده است.

 برای سیستمهای برگرداننده باروری/CMS، دو سیستم پایه شناسایی شده اند: ساپروفیت و گامتوفیت. در سیستم ساپروفیت، ژنهای برگرداننده باروری، اثراتشان را در بافتهای ساپروفیت، مانند سلولهای tapetal یا سلولهای مادر گرده، بروز می دهند. بازگشت باروری می‌ تواند منجر به تولید دانه گرده هاپلویید زایا شود اگرچه گامتهای فرد ممکن است حامل ژن بازگرداننده باروری نباشند. در مقابل، عقیمی گامتوفیتی در مرحله هاپلوئید پس میوزی بیان می شود و قابلیت حیات گامت، به سبب حضورآلل برگرداننده در آن، بوسیله ژنوتیپ گامت تعیین می شود. 

نرعقیمی سیتوپلاسمی و بازگشت باروری، صفات مهم زراعی در گیاهانی چون ذرت، آفتابگردان، برنج و کلزا هستند که برای تولید بذور هیبرید در مقیاس تجاری لازم هستند. هیبریداسیون اجازه بهره بردن از هتروزیس را می دهد و بنابراین منجر به عملکرد بیشتر و پایداری بیشتر عملکرد می شود. علاوه بر تسهیل بهره برداری اقتصادی از سیستمهای CMS-Rf، مطالعه دقیق ژنهای Rf و CMS اطلاعات لازم برای افزایش آگاهی در مورد برهمکنشهای هسته، سیتوپلاسم را فراهم می کند.

2- مکانیسمهای نرعقیمی سیتوپلاسمی

2-1 چارچوبهای خواندن باز(Open Reading Frames) شناسایی شده بعنوان عامل نرعقیمی سیتوپلاسمی: