چهارشنبه 06 بهمن 1395      العربیه | English
کمينه
معرفی مدیریت
پژوهشگر- عضو هیات علمی- ریاست بخش تحقیقات فیزیولوژی مولکولی
بابک ناخدا
ایمیل: b.nakhoda@abrii.ac.ir
تلفن داخلی: 224
کمينه
بخش تحقیقات فیزیولوژی مولکولی
 نیروی انسانی
 مقالات
 طرح ها و پروژه های تحقیقاتی
 پایان نامه ها

رییس بخش :

بابک ناخدا

-شناخت سازو کارهای مولکولی تحمل به تنش های غیرزیستی از جمله خشکی و شوری

سال تاسیس 1379

کشاورزان از دیرباز با گزینش گیاهان برتر سعی در بهبود خصوصیات زراعی و تغذیه ای آنها داشته اند.امروزه با افزایش جمعیت و تغییرات شدید آب و هوایی و کاهش منابع آبی و زمینهای زراعی نیاز به افزایش تولید محصولات زراعی بیش از پیش احساس می شود. بطوری که کشاورزان امروزه مجبورند با نهادههای کمتر، تولید بیشتری داشته باشند. این موضوع یکی از چالشهای اصلی کشاورزی در عصر حاضر به شمار میرود.  تنشهای محیطی از جمله خشکی، شوری و گرما همیشه از تهدیدات اصلی تولید به شمار میرفتهاند. امروزه  با روند تغییرات آب و هوایی و گرم شدن کره زمین در نتیجه فعالیتهای بشری خسارت ناشی از تنشهای محیطی بسیار گسترش یافته است و هر ساله مقادیر معتابهی از تولیدات کشاورزی و حتی زمین های مستعد کشت در اثر این تنشها و فشارهای ناشی از آنها از بین میرود که خسارات فراوانی را به کشاورزان و اقتصاد کشور تحمیل می کند.
ايران كشوري است كه از نظر جغرافيايي در منطقه خشك و نيمه خشك جهان قرار گرفته است. در اين منطقه از جهان خشكي و مسايل و مشكلات ناشي از آن جزء جدايي ناپذير زندگي انسانها به خصوص جوامع روستايي است. تابستان‌هاي گرم و طولاني با تبخير بالا و زمستان‌هاي سرد با  بارش نامطمئن و با پراكنش نامناسب از خصوصيات بارز آب و هوايي اين منطقه از جهان مي‌باشد.  متوسط بارندگی سالیانه در ایران 230 میلی متر است. این در حالی است که متوسط تبخیر و تعرق سالیانه به بیش از 2400 میلی متر میرسد.
مقابله با این تنش ها مستلزم بکارگیری راهکارهای مختلفی از جمله بهبود زیرساختها، استفاده بهینه از منابع آب و خاک و اصلاح نبات میباشد. در این میان اصلاح گیاهان برای افزایش تحمل به تنشهای محیطی یکی از مؤثرترین روشهای مقابله با تنشها و کاهش اثرات سوء آنها میباشد. از طرفی روشهای اصلاح کلاسیک به منظور نيل به این هدف با مشکلات عديده اي روبرو بوده و روند آن نسبتا کند میباشد. بخش عمده این مشکلات به پیچیدگی مکانیسمهای تحمل و دخیل بودن تعداد بسیار زیاد ژن در این مکانیسمها برمیگردد.
با توجه به مسایل و مشکلات فوق بخش تحقیقات فیزیولوژی مولکولی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی در راستای اهداف پژوهشکده در جهت حل مشکلات بخش کشاورزی و رفع تنگناهای تولید در حوزه اختیارات و شرح وظایف خود در زمینه بررسی سازوكارهاي فیزيولوژیک تحمل به تنشهای محیطی در گیاهان مهم زراعی و باغی، شناخت سازوكارهاي مولکولی سیگنالینگ سلولی در تنشهای محیطی با تأکید بر تنشهای خشکی، شوری، و گرما فعالیت مینماید.
زمینههای فعالیتهای تحقیقاتی شامل بررسی نحوه جذب و انتقال و کده بندی یونها در شرایط تنش شوری در ژنوتیپهای با واکنش کرانهای، بررسی ساخنمان و عمل کانالهای یونی، بررسی فعالعیت ژنها و پروتئینهای پاسخ دهنده به تنش و دخیل در افزایش تحمل به تنشهای محیطی، تهیه پروفایلهای یونی و متابولیتها در گیاهان در شرایط محیطی نامساعد و با رویکرد زیست شناسی سیستمها میباشد.
برنامه های تحقیقاتی در این بخش دامنه وسیعی از تکنیکهای سلولی و مولکولی را در بر میگیرد؛ از جمله زیست شناسی سلولی و مولکولی، بیوشیمی، ژنتیک، ژنومیکس عملکردی، نشانگرهای مولکولی و پروتئینی و همچنین مطالعات دقیق میکروسکوپی.
به منظور انجام اينگونه مطالعات گیاهان در شرایط طبیعی مزرعه و در محیطهای کنترل شده و در شرایط اقلیمی مختلف کشور تحت تنشهای خشکی، شوری و یا گرما مورد  ارزیابیهای مرفولوژیک و فیزیولوژیک قرار گرفته و ژنوتیپهای با پاسخهای کرانهای به تنش پس از انتخاب برای درک بهتر سازوكارهاي دخیل در تحمل به تنش تحت بررسیهای دقیق فنوتیپی قرار میگیرند.  این ارزیابیها همچنین شامل مطالعات اومیکسی (ترانسکرپتومیکس، پروتئومیکس، متابولومیکس، یونومیکس و ...) با رویکرد زیست شناسی سیستمها میباشد. اطلاعات حاصل از این بررسیها سپس در بخش تحقیقات ژنومیکس با نتایج مطالعات مولکولی تلفیق شده و به منظور شناسایی ژنها یا نشانگرهای مولکولی دخیل در تحمل به تنشهای محیطی مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین از این اطلاعات میتوان برای نقشه یابی ارتباطی (Association mapping) و یافتن تنوع هاپلوتایپی (Haplotyping) ارقام متحمل ایرانی استفاده میشود.
 

اولويت هاي پژوهشي:

  • شناسایی صفات و سازوكارهاي مولكولي،  مکان یابی و جداسازي ژن‌هاي دخیل در تحمل به تنشهای خشكي، شوری و گرما در راستاي ايجاد ارقام متحمل در گندم و جو در زراعتهای آبي و ديم
  • شناسایی صفات و سازوكارهاي مولكولي،  مکان یابی و جداسازي ژن‌هاي دخیل در تحمل به تنش خشكي در راستاي ايجاد ارقام متحمل در كلزا در زراعت آبي و ديم
  • بکارگیری تجهيزات پيشرفته بخش جهت شناسایی متابولیتهای ثانویه و مسير بيوسنتز آنها از جمله اهداف ديگر بخش میباشد. بدين منظور پروژههاي متعددي با همكاري ساير بخشهای تحقیقاتی در زمينه روشهاي بيوتكنولوژيك و تكنيكهاي فيزيولوژيك براي شناسايي سازوكارها و مسيرهاي بيوسنتز متابوليتها در گياهان، در ارتباط با بيماريهاي سرطان، ديابت و MS در دست اجرا دارد.


وظایف بخش تحقیقات فیزیولوژی مولکولی:

  •  ابداع و توسعه و بکارگیری روشهای فیزیولوژی مولکولی برای تأمین اهداف کلان تحقیقات بیوتکنولوژی پژوهشکده
  •  غربالگری و مطالعات مزرعهای گونههای وحشی و زراعی برای صفات مهم  فیزیولوژیک با تأکید بر تنشهای محیطی
  • شناسایی سازوكارهاي فیزیولوژیک مرتبط با تحمل به تنشهای محیطی در سطح مولکولی و گیاه کامل
  •  فتوتایپینگ جمعیتهای نقشه یابی و گیاهان تراریخته
  •  مطالعه و شناسايي متابوليتهاي ثانويه و مسيرهای بيوسنتز آنها در گياهان دارويي
  •  انجام مطالعات فیزیولوژیک در طرح ها و پروژههای  مختلف سایر بخشهای تحقیقاتی پژوهشكده
  • بررسی برهم کنش گیاهان زراعی با علفهای هرز و میکروبها و روابط اکولوژی مولکولی آنها