بسم الله الرحمن الرحیم

1. بسم الله الرحمن الرحیم

2. This presentation will probably involve audience discussion, which will create action items. Use PowerPoint to keep track of these action items during your presentation • In Slide Show, click on the right mouse button • Select “Meeting Minder” • Select the “Action Items” tab • Type in action items as they come up • Click OK to dismiss this box • This will automatically create an Action Item slide at the end of your presentation with your points entered. ظهور ژن هسته يخ ساز باكتريايي در گیاهان نام و نام خانوادگی: پریسا کاظمی رشته تحصیلی :زیست شناسی سلولی مولکولی-بیوشیمی واحد درسی:بیوتکنولوژی زیرنظر :مهندس بهشتی مآل 89-88

3. دراينجا به معرفي ژن هسته يخ ساز (inaz) می پردازیم pseudomonas به عنوان يك باكتري گرم منفي در nicotina tabacum از گونه هاي حساس يه يخ زدگي solanam commersonii از گونه هاي مقاوم دربرابر يخ زدگي مي پردازيم. ظهور ژن هسته يخ ساز باكتريايي در گياهان

4. دماي گرم ترين رویداد يخ زدگي در نمونه هاي گياهي از c12- درگونه هاي فاقد تغيير به در گونه هاي inaz داراي تغيير افزايش داده شده است گیاه تنباکو حساس به یخ زدگی

5. پروتئین ها • شايع ترين پروتئين يافت شده در گياهان ترانس ژنتيك با استفاده از كاوش هاي ايمنولوژيك پروتئين inaz قابليت حركت بالاتري را در ژل هاي SDS و پلي اكريل اميد نسبت به پروتئين inaz از منابع باكتريايي نشان داد • شواهد اساسي نشان گر اين است كه برخي از گياهان مقاوم ميتواند توان خود را تنها در هنگام ايجاد تشكيلات يخي در دماهاي گرم تر زيرصفر پيش از رسيدن به درجه سرماي زير نقطه انجماد حفظ نمايند.

6. گونه هاي گياهي مقاوم و غير مقاوم به دليل نداشتن عوامل هسته يخ ساز فعال در دماهاي بالاتر از c5- مي توانند به درجه سرماي زير نقطه انجماد برسند پس شكل گيري هسته يخ سازي در دماهاي زير انجماد كند شدن تبخير سلول ها را در محيط تعادل با يخ خارج سلولي به دنبال دارد در چنين مواقعی يخ زدگي باعث تخريب فشار و مرگ سلول مي شود . مقاومت گیاهان

7. گزارشات • siminovitch , scarth گزارش داده اند: • يخ زدگي يك مخرب درون سلولي در گياهان مقاومي كه به دماي زير انجماد مي رسند مي باشد • و تشكيلات يخي در دماهاي نزديك به c 0 مساعد براي حيات سلول آغاز مي شود . • در حالي كه olein مشاهده كرد كه رسيدن به دماي زير انجماد درگياهان مقاوم به دليل افزايش يخ زدگي نامتوازن آسيب رسان است • بافت گياه گندم زمستاني كه پس از رسيدن به نقطه زير انجماد -3c يخ مي زند در دماهاي بالاتر از آغازيخ زدگي زير c0 فاقد حيات مي شود .

8. باکتری یخ ساز • باكتري هاي فعال هسته يخ سازعبارتند از: • p.flaoresvs • pseudomonas syringe • و Erwinia herbicola • و Xantomonas compestris • ميتوانند تشكيل يخ در دماهاي -2c را تسريع كنند اين گونه ها عامل عمده هسته يخ ساز در گياهان بوده و آسيب ناشر از انجماد را در بسیار از گونه ها ایجاد مي كنند بر اين اساس میتوان اين فرضيه را مطرح كرد:

9. فرضیه • 1- توليد كافي هسته يخ ساز در سلول هاي گياهي ميتواند از رسيدن به نقطه انجماد بكاهد • 2- وجود هسته هاي يخ ساز مازاد در سلول هاي گياهي ميتواند قابليت تحمل يخ زدگي را در فرايند انجماد در گياهان مقاوم را افزايش دهد .

10. پيش گيري از رسيدن به دماي زير انجماد در آغاز شكل گيري يخ در دماي نزديك به0c گياهان فرصت حيات در دماهاي پائين تر را مي دهد.

11. تغیرات دمای آستانه هسته های یخ ساز • دماي استانه هسته يخ ساز مي تواند با حجم بافت افزايش يابد • در نمونه هاي با حجم كوچك تر دماي آستانه هسته يخ ساز در كل برگ هاي تغيير يافته N.tabcam در حدود-4c بوده است با اين تفاوت كه بافت فاقد تغيير شكل با حجم هايي همچون g40 در اين دما فعاليت هسته يخ ساز را نشان نمي دهد • فعاليت هسته يخ ساز در گياهان تغيير شكل يافته تحت تاثير دوز ژن قرار دارد

12. This presentation will probably involve audience discussion, which will create action items. Use PowerPoint to keep track of these action items during your presentation • In Slide Show, click on the right mouse button • Select “Meeting Minder” • Select the “Action Items” tab • Type in action items as they come up • Click OK to dismiss this box • This will automatically create an Action Item slide at the end of your presentation with your points entered. براي مثال فعاليت هسته يخ ساز در گياهان ديپلوئيد هموزيگوت inaz تقريباً 4 برابر گياهان هتروزيگوت است در گياهان به دليل كارآيي پائين نسخه برداري inaz و جايگزيني نادرست پروتئين inaz بازده توليد هسته يخ ساز دماي سرد پائين تر از باكتري در هر واحد توده سلولي است . در باكتري پروتئين هاي هسته يخ سازغشا خارجي مرتبط مي باشد ولي هنوز مشخص نشده كه چه بخشي از پروتئين inaz باغشاء سلول گياهي مرتبط است

13. تفاوت پروتئین گیاهی وباکتریایی • غالب گونه هاي پروتئين inaz از گياه ترانس ژنيك در مقايسه با inaz بدست امده از p.syringa اندكي كوچك تر است • اين مطلب بيان گر تجزيه بالاتر پروتئين در گياه نسبت به سيستم باكتريايي است • در نتيجه استخراج پروتئين inaz از غشاهاي گياهي دشوارتر از باكتريايي است • تغيير پروتئين پس از ترجمه مانند افزودن ليپيدهاي مازاد مي تواند قابليت حركت پائين غير نرمان در PAGE را به دنبال داشته است

14. افزايش دماي انجماد • ما قادر به افزايش دماي انجماد در نمونه هاي كوچك از-4cتا12cو در برگ هاي سالم و كامل از -4c تا-7cهستيم. • براي پيش گيري از يخ زدگي يا رهايي از رسيدن به نقطه زير انجماد گرم ترين دماي هسته سازي مي تواند در بالاي به وقوع بپيوندد كه پروتئين inaz قادر به ايجاد هسته يخ ساز در باكتري هاي با اين دما مي باشد . • هم چنين گليكوپروتئين موجود در INA در غشا خارجي باكتري ها كه شامل توالي تكراري از آمينواسيدها مي باشد مي تواند در فرايند تشكيل برف دخيل باشد .

15. کاربرد پروتئین یخ ساز • پروتئين هاي يخ ساز براي تهيه بستني و مواد غذايي مشابه قابليت كاربرد دارند وبيان آنها در گياهان تراژنس به اقتصاد كمك به سزايي خواهد كرد. • درمناطق اسکی این باکتریها کمک میکنند به ساخت برف تا در هزینه های تجهیزات پاشش برف مصنوعی صرفه جویی شود.

16. تولید برف مصنوعی • زمانی تولید برف مصنوعی کار مشکلی نبود برخی میتوانستند با آسیاب کردن یا خرد کردن قالب های یخ این مواد سائیده شده را پخش کنند • یا از مواد جانشین مثل پودر سلولز یا تکه های کاغذ استفاده کنند • طراحی وساخت ماشین برف ساز با توجه به کاربرد آن در ورزش اسکی بهینه سازی شده است

17. مطلب بسیار مهم در ساختن برف • برای اسکی اطمینان از ترکیب صحیح دما ورطوبت است . • در دمای -5 درجه ماشین برف ساز به مواد دانه ای مثل کائولین صابون وقارچ نیاز است تا به عنوان مکان های هسته ساز به آب افزوده شود • Dirift به عنوان یک فراورده بارشی میزان پیوند هیدروژنی در آب را کاهش میدهد برای مثال یک شرکت انگلیسی ویژه تهیه برف مصنوعی برای فیلم های سینمایی تاسیس شده است.

18. Snomax • Snomax به عنوان پروتئین خشک شده منجمد که از فعالیت گرانولی سلول های 31a باکتری p.syringea] تولید شده که DNAاین سلول ها لیز شده است اگر با بیومولکول هایی نظیر پروتئین اسید های نوکلئیک در خاک پراکنده شود قادر به فساد هستند • اگرچه snomax اضافه شده به آب در غلظت 8/0گرم در هزار لیتر از آب باعث کریستاله شدن وخرد شدن آب میشود

19. مزا یای snomax • 1-افزایش کریستالیزه شدن دما • 2-افزایش ضخامت برف که موجب کاهش آسیب به گیاهان میشودکه این کار مستلزم فشرده کردن هواست وهمچنین کاهش در مصرف انرژی ایست • 3- حاصلخیزی خاک واصلاح گیاهان • 4-افزیش نیتروژن موجود در خاک

20. کاربرد پروتئین مقاوم به یخ • هم چنين كشف pr هاي ضد يخ در ماهي هاي اب هاي سرد قطب كمك فراواني به صنايع مواد غذايي كرده است و مقاومت انها را نسبت به ذوب وانجماد افزايش داده است . ماهی در حال نفس کشیدن زیر یخ در قطب

21. خلاصه • 1-p.syrinea از باکتریهای پاتوژن گیاهی است که با سنتز پروتئین های هسته یخ ساز در دمای پایین باعث آسیب گیاه میشود • 2-در غیاب پروتئین های یخ ساز روی سطح برگ هوای سرد شبانه به گیاه آسیبی وارد نمیکند چون در سلول گیاهی قبل از شکل گیری کریستالهای یخ آب باید به چندین درجه زیر دمای انجماد برسد • 3-یکی از راههای جلوگیری از آسیب های گیاهی ناشی از یخ زدگی بوسیله این باکتری در محصولاتی مثل توت فرنگی این است که با یک باکتری جهش یافته روی گیاه اسپری کنیم که این جهش یافته ها به کمک تکنیک نوترکیبی DNA بوجود میآید

22. 4-بعد ازباکتریهای موجود در خاک که توانایی ارتقائ رشد گیاهی را دارند میتوانند در دمای 5درجه رشد کرده وپروتئین های ضد یخی را به محیط اطراف خود در دمای پایین ترشح کنند • 5-در داخل باکتری کریستال های یخ وسعت چندانی پیدا نمیکنند چون باکتریها در دماهای پایین حجم خود را کاهش میدهند این کاررا با پمپ کردن مقداری از آب داخل باکتری به خارج انجام میدهند • 6-بعدازجداسازی ژنهای پروتئین ضد یخ باکتریایی این امکان وجود دارد که آنها را به رده ی مشخصی از باکتریهای ارتقا دهنده رشد انتقال دهیم که دارای توانایی مقاومت وتکثیر در دماهای پایین باشد

23. منابع وماخذ • بیوتکنولوژی مولکولی: دکتر طباطبایی • بیوتکنولوژی مولکولی:ترجه دکتر جواد بهروان دکتر رضا انتظاری • بیوتکنولوژی میکروبی :ترجمه دکتر ملک زاده • Dawn.A.Baertlein,Stiven E.Linow,Nicholasj.Panopoulos • Expression of a bacterial ice nucleation gene in plants 1730-1736[1992] • R.A,Goodnow,MDHarrison,,in a sytheetic snow & environmental microbiology, july 1990,p.2223-2227 • Synthetic snow & snomax[david walker, kathleen wilkinson 2.th july 2090 Francoise Dinger Ingenieur de recherche • Fat of ice nucleation-Active Pseudomonasrinyea in alpin soil in synthetic snow

24. متشکرم

25. پایان 6/8/1388