موضوعات = بیوتکنولوژی کشاورزی
بیوتکنولوژی کشاورزی

تاثیر عصاره سیانوباکتری اسیلاتوریا روی رده سلولی سرطان پستان و بیان ژن NM23

دوره 9، شماره 3، تابستان 1397، صفحه 411-415

فاطمه اکبری، علی صالح‌زاده، اکرم سادات نعیمی

چکیده اهداف: سیانوباکتری‌ها که به‌عنوان یکی از منابع دریایی هستند، به‌دلیل داشتن ترکیبات موثر سبب فعال‌شدن روند مرگ سلولی در سلول‌های سرطانی می‌شوند و لذا ممکن است بتوانند به‌عنوان منبع جدید مورد استفاده قرار بگیرند. هدف این پژوهش بررسی تاثیر عصاره سیانوباکتری اسیلاتوریا روی رده سلولی سرطان پستان و بیان ژن NM۲۳ بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، سیانوباکتری اسیلاتوریا در محیط کشت زایندر منفی در دمای ۲۶ تا C۲۸
º با شدت نور ۳۵۰ تا ۳۵۰۰لوکس و تحت شرایط ۱۲ ساعت روشنایی و ۱۲ ساعت تاریکی، کشت و رده سلولی MCF-۷ نیز تهیه شد. سلول‌های سرطان پستان توسط عصاره هیدروالکلی اسیلاتوریا با غلظت‌های مختلف تیمار شدند. تاثیر عصاره بر زنده‌ماندن سلول‌ها توسط آزمایش MTT assay ارزیابی و اثر عصاره روی تغییرات بیان ژن NM۲۳ توسط Real Time PCR بررسی شد.
یافته‌ها: مورفولوژی رده سلولی MCF-۷ نشان داد که عصاره سیانوباکتری اسیلاتوریا تغییرات قابل توجهی در سلول‌های تیمارشده در مقایسه با سلول‌های کنترل در خصوصیات مورفولوژی سلول‌ها ایجاد کرد. با افزایش غلظت، زنده‌ماندن سلول‌ها کاهش یافت و اختلاف معنی‌داری نسبت به نمونه کنترل داشت. عصاره پس از گذشت ۲۴ ساعت، باعث مهار ۵۰درصدی بقای سلول‌ها در غلظت ۰/۶میلی‌گرم بر میلی‌لیتر (۰/۰۰۱p<) شد. بیان ژن NM۲۳ در زمان ۲۴ ساعت به‌طور معنی‌داری نسبت به نمونه کنترل افزایش یافت.
نتیجه‌گیری: عصاره سیانوباکتری اسیلاتوریا باعث کاهش در رده سلولی سرطان پستان و افزایش بیان ژن NM۲۳ می‌شود.

بیوتکنولوژی کشاورزی

مقایسه پایداری ترمودینامیک و بازتاخوردگی سینتیک آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی و برخی جهش‌یافته‌های آن

دوره 9، شماره 3، تابستان 1397، صفحه 417-425

زهرا سلگی، خسرو خلیفه، سامان حسین‌خانی، بیژن رنجبر

چکیده اهداف: احتمال برقراری میان‌کنش‌های الکتروستاتیک به‌علت فراوانی رزیدوهای باردار آب‌دوست به‌ویژه آرژنین به‌عنوان مهم‌ترین فاکتور پایدارکننده دمایی آنزیم‌های گرمادوست مطرح شده است. هدف این مطالعه، مقایسه پایداری ترمودینامیک و بازتاخوردگی سینتیک آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی و برخی جهش‌یافته‌های آن بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر، پایداری گرمایی و نحوه بازتاخوردگی آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی لامفیریس ترکستانیکوس و ۳ جهش‌یافته ERR, ERR/I۲۳۲R, ERR/Q۳۵R/I۱۸۲R/I۲۳۲R توسط تکنیک‌های مختلف اسپکتروسکوپی بررسی شد. ‌به‌منظور بیان بالای پروتئین‌ها یک تک‌‌کلونی ‌از هر یک از نمونه‌ها انتخاب و ‌به ۱۰میلی‌لیتر محیط ‌کشت LB دارای کانامایسین با غلظت ۵۰میکروگرم بر میلی‌گرم تلقیح و در دمای C°‌۳۷ و با هوادهی مطلوب به‌مدت ۱۵-۱۲ ساعت انکوبه شد. ‌به‌منظور تهیه محتوای سلولی از باکتری‌ها، محیط کشت القاشده به‌مدت ۵ دقیقه‌ در ۵۰۰۰گرم و دمای C°‌۴ سانتریفوژ شد. نتایج از طریق مطالعات با روش‌های طیف‌سنجی دورنگ‌نمایی دورانی در ناحیه دور، نزدیک و فلورسانس ذاتی، مطالعات کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) و آزمایش‌های سینتیکی با استفاده از تکنیک جریان متوقف مبتنی بر فلوئورسانس به دست آمد.
یافته‌ها: همراه با افزایش تعداد رزیدوی آرژنین در سطح پروتئین، پایداری و فشردگی ساختاری آنزیم‌های جهش‌یافته در مقایسه با آنزیم وحشی افزایش یافته و ترموگرام‌های حاصل از مطالعات کالریمتری روبشی تفاضلی نیز بیانگر افزایش اندکی در Tm و آنتالپی کالریمتری پروتئین‌های جهش یافته نسبت به پروتئین وحشی بودند.
نتیجه‌گیری: ثابت سرعت بازتاخوردگی آنزیم‌های جهش‌یافته نسبت به نوع وحشی افزایش پیدا کرده است. بهبود پارامترهای ترمودینامیک و سینتیک ناشی از بهبود میان‌کنش‌های الکترواستاتیک است که منجر به درجه بالاتری از فشردگی و تراکم ساختاری می‌شود.

بیوتکنولوژی کشاورزی

اثر حلال فرازودگداز بر پایداری و ساختار آنزیم ماتریکس متالوپروتئیناز 9 با هدف درمانی

دوره 9، شماره 3، تابستان 1397، صفحه 427-433

سارا محسنی، خسرو خواجه، طاهره توحیدی‌مقدم، بهاره دبیرمنش، مژده حدادی

چکیده اهداف: آنزیم ماتریکس متالوپروتئیناز ۹ در پیشرفت روند بسیاری از بیماری‌ها مانند پریودنتیت، آترواسکلروزیس و سرطان‌ها نقش بسزایی دارد. یکی از روش‌های پایداری آنزیم استفاده از حلال‌های فرازودگداز است. هدف این پژوهش، بررسی اثر حلال فرازودگداز روی پایداری و ساختار آنزیم ماتریکس متالوپروتئیناز ۹ با هدف درمانی بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، آنزیم ماتریکس متالوپروتئیناز ۹ فرم فعال (۷۰۷-۱۰۷ توالی رزیدوی آمینواسیدی) با استفاده از وکتور بیانی pET۲۱a در باکتری اشریشیا کلی سویه BL۲۱ بیان و تخلیص و ریفولدینگ آنزیم توسط روش گرادیان شیب اوره به‌طور همزمان روی ستون نیکل سفارز انجام شد. سپس تاثیر حلال فرازودگداز بر پایه کولین‌کلراید و گلیسرول با نسبت مولی ۱:۱ بر فعالیت، پایداری و ساختار آنزیم ماتریکس متالوپروتئیناز ۹ بررسی شد. فعالیت آنزیم در غلظت‌های مختلف ژلاتین در حضور حلال‌های فرازودگداز ۱۵ و ۳۰% حجمی/حجمی در ۷/۸=pH برای به‌دست‌آوردن Vmax و km با رسم نمودار میکائیلیس- منتن و استفاده از نرم‌افزار Prism version ۵.۰ مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: با افزایش درصد حلال‌ها تا ۳۰%، فعالیت ویژه آنزیم افزایش یافت و پس از آن روند کاهشی داشت و در حضور حلال ۳۰% حجمی/حجمی در دو دمای ۵۰ و ۶۰
ºC در مقایسه با حلال ۱۵% و عدم حضور حلال دارای فعالیت باقیمانده بیشتری بود. نتایج نشان‌دهنده پایداری بیشتر آنزیم در حلال ۳۰% بود.
نتیجه‌گیری: آنزیم ماتریکس متالوپروتئیناز ۹ در حضور حلال فرازودگداز ۳۰% حجمی/حجمی بر پایه کولین‌کلراید و گلیسرول دارای بیشترین فعالیت و پایداری است. افزایش پایداری حرارتی آنزیم را می‌توان به فشردگی ساختار آن در حضور حلال فرازودگداز نسبت داد.

بیوتکنولوژی کشاورزی

مقایسه سمیت اسانس‌های گیاهی ساتوریا خوزستانیکا و ساتوریا رشینگری روی لارو بارناکل گونه آمفیبالانوس آمفیتریت

دوره 9، شماره 3، تابستان 1397، صفحه 435-440

مهدیه امیری‌نژاد، مرتضی یوسف‌زادی، میترا آرمان، مهسا رحیم‌زاده

چکیده اهداف: بارناکل‌ها سخت‌پوستانی کف‌زی هستند و جایگاهی آهکی دارند. آنها در حالت بلوغ ساکن بوده و با پایه‌ای خود را به اجسام داخل آب می‌چسبانند. چرخه زندگی بارناکل‌ها به‌طور معمول دو مرحله دارد. هدف مطالعه حاضر بررسی سمیت اسانس‌های گیاهی ساتوریا خوزستانیکا (S. khuzestanica) و ساتوریا رشینگری (S. rechingeri) روی مراحل مختلف لاروی بارناکل آمفیبالانوس آمفیتریت (Amphibalanus amphitrite) بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر برگ گونه‌های خوزستانیکا و رشینگری جمع‌آوری شدند. اسانس‌گیری ۳ تا ۴ساعت طول کشید. شناسایی ترکیب اسانس با آنالیز کروماتوگرافی– طیف‌سنج جرمی (GC-MS) انجام شد. به‌منظور ارزیابی میزان سمیت، اثر اسانس‌های گیاهی با غلظت‌های ۵۰، ۲۵، ۱۲/۵، ۶/۲۵، ۳/۱۲۵، ۱/۵میکروگرم در میلی‌لیتر روی مراحل مختلف لارو کشتی چسب آمفیبالانوس آمفیتریت مورد بررسی قرار گرفتند. این تست براساس تعیین LC۵۰ در یک دوره ۲۴ساعته روی پنج مرحله مختلف لاروی صورت گرفت. برای تحلیل داده‌ها آنالیز واریانس یک‌طرفه، نرم‌افزارهای SPSS ۱۶، Probit analysis با بازه اطمینان ۹۵% و Excel ۲۰۱۰ استفاده شدند.
یافته‌ها: هر دو گونه رشینگری و خوزستانیکا اثر سمیت بالایی روی لارو بارناکل آمفیبالانوس آمفیتریت داشتند، به‌طوری که در غلظت ۵۰میکروگرم بر میلی‌لیتر ۱۰۰% اثر کشندگی داشتند و با افزایش غلظت، مرگ‌ومیر بیشتری در مراحل لاروی بارناکل مشاهده شد. گونه خوزستانیکا با LC۵۰ برابر ۲۳/۴۸- میکروگرم بر میلی‌لیتر اثر قوی‌تری روی مرحله ۲ ناپلیوسی داشت. همپنین مراحل ۵ و ۶ لارو بارناکل حساسیت بیشتری نسبت به بقیه مراحل نشان دادند.
نتیجه‌گیری: هر دو گونه ساتوریا رشینگری و ساتوریا خوزستانیکا اثر سمیت بالایی روی لارو بارناکل آمفیبالانوس آمفیتریت دارند.

بیوتکنولوژی کشاورزی

غربالگری و جداسازی باکتری هالوفیل مارینوباکتر (جدایه S-14) تولید‌کننده آنزیم خارج‌سلولی لیپاز از چشمه آب شور باداب‌سورت

دوره 9، شماره 3، تابستان 1397، صفحه 441-449

لیلا ستاری‌فقیهی، سلمان احمدی اسب‌چین، باقر سیدعلیپور، غلامحسین ریاضی

چکیده اهداف: امروزه توانایی تولید آنزیم‌های هیدرولازی که در غلظت‌های بالای نمک فعال هستند، به‌عنوان رویکرد تازه‌ای در استفاده از باکتری‌های هالوفیل در بیوتکنولوژی مطرح است. هدف این پژوهش، غربالگری و جداسازی باکتری هالوفیل مارینوباکتر (جدایه S-۱۴) تولید‌کننده آنزیم خارج‌سلولی لیپاز از چشمه آب شور باداب‌سورت بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، ۴۲ کلنی خالص باکتری، از نمونه‌های مختلف آب، خاک، رسوب و لجن یکی از چشمه‌های آب شور باداب‌سورت با تکنیک غربالگری روی محیط کشت اختصاصی باکتری‌های هالوفیل جداسازی شدند. جدایه S-۱۴ که بیشترین فعالیت لیپازی را از خود نشان داد، برای شناسایی توسط روش‌های بیوشیمیایی و آنالیز ژن ۱۶S rRNA انتخاب شد. به‌منظور بهینه‌سازی شرایط رشد جدایه با درنظرگرفتن بیشینه زمان رشد باکتری (۷۲ ساعت)، دما، غلظت نمک، pH، میزان مصرف کربوهیدرات و آسیدامینه بررسی شدند. نتایج حاصل با استفاده از نرم‌افزار Chromas pro ۲.۱.۱ ویرایش و با اطلاعات بانک اطلاعاتی EzTaxon مقایسه شد. سویه‌هایی که تشابه بیشتری با جدایه منتخب داشتند، مشخص شدند. آنالیز توالی ۱۶S rRNA توسط نرم‌افزارهای BioEdit ۷.۱.۹، Clustal-۲X ۲.۱ و MEGA ۶ انجام و درخت فیلوژنی توسط الگوریتم اتصال- همسایگی ترسیم شد.
یافته‌ها: جدایه S-۱۴ با تشابه بیش از ۹۹% با دو گونه مارینوباکتر فلاویماریس (Marinobacter flavimaris) و مارینوباکتر ادهارنس (Marinobacter adhaerens) تجانس داشت. جدایه S-۱۴ بیشترین میزان رشد را در غلظت نمک ۵%، دمای C˚۳۵ و میزان اسیدیته ۷/۰ نشان داد.
نتیجه‌گیری: جدایه S-۱۴، تولید‌کننده مناسبی برای آنزیم خارج‌سلولی لیپاز است و می‌تواند از فروکتوز و اسیدآمینه فنیل‌آلانین به‌عنوان تنها منبع کربن و انرژی استفاده کند.

بیوتکنولوژی کشاورزی

تاثیر جایگزینی اسیدآمینه آرژینین 39 با لیزین روی واسرشتگی گرمایی فتوپروتئین نمیوپسین 1

دوره 9، شماره 3، تابستان 1397، صفحه 451-457

فروغ حکیمی‌نیا، خسرو خلیفه، رضا حسن‌ساجدی، بیژن رنجبر

چکیده اهداف: مطالعات مبتنی بر پایداری گرمایی به‌عنوان یکی از روش‌های بررسی خواص فیزیکوشیمیایی پروتئین‌ها در زیست‌فناوری مطرح هستند. هدف تحقیق حاضر بررسی اثر جایگزینی اسیدآمینه آرژینین (Arg) شماره ۳۹ با لیزین (Lys) روی واسرشتگی گرمایی فتوپروتئین نمیوپسین بود.
مواد و روش‌ها: در تحقیق تجربی حاضر، جهش‌یافته R۳۹K با پروتئین وحشی مقایسه شد (در آن اسیدآمینه آرژینین ۳۹ به اسیدآمینه‌ لیزین تبدیل شده است). برای بررسی اثر جهش روی محتوای ساختار دوم، تکنیک دورنگ‌نمایی دورانی به کار رفت. به‌منظور بررسی تغییرات احتمالی در میزان پایداری حرارتی پروتئین جهش‌یافته و وحشی، اندازه‌گیری‌های واسرشتگی دمایی توسط دستگاه کالری‌متری روبشی تفاضلی صورت گرفت. از نرم‌افزارهای بیوانفورماتیک برای مقایسه ساختاری دو نوع پروتئین استفاده شد.
یافته‌ها: فشردگی جهش‌یافته‌ R۳۹K نسبت به پروتئین وحشی کاهش یافت. تغییر قابل ملاحظه‌ای در مقادیر پارامترهای ترمودینامیک به‌ویژه Tm مشاهده نشد. بالاتربودن جنبش‌های مولکولی اسیدآمینه‌ آرژینین شماره ۱۸۷ در پروتئین جهش‌یافته نسبت به پروتئین وحشی پایداری این پروتئین را کاهش داد. افزایش سطح در دسترس لیزین شماره ۱۸۸ در پروتئین جهش‌یافته موجب افزایش پایداری آن شد.
نتیجه‌گیری: در پایداری حرارتی پروتئین جهش‌یافته R۳۹K عوامل مختلفی شامل جنبش‌های مولکولی اسیدآمینه‌ها، سطح در دسترس آنها و محتوای ساختارهای دوم پایدارکننده پروتئین تاثیرگذار هستند. این جهش فشردگی جهش‌یافته‌ R۳۹K را نسبت به پروتئین وحشی کاهش می‌دهد، افزایش ASA مربوط به اسیدآمینه Lys۱۸۸ در جهش‌یافته R۳۹K نسبت به پروتئین وحشی موجب افزایش پایداری پروتئین می‌شود ولی کاهش میزان ساختار دوم در این جهش‌یافته همراه با بالاتربودن جنبش‌های مولکولی در اسیدآمینه Arg۱۸۷ در جهت کاهش پایداری این جهش‌یافته عمل می‌کند.

بیوتکنولوژی کشاورزی

تاثیر میدان الکترومغناطیسی و نیتریک‌اکسید بر بیان مارکر پروتئینی تمایز عصبی و درصد زنده‌مانی سلول‌های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان موش صحرایی

دوره 9، شماره 3، تابستان 1397، صفحه 459-464

نازنین حقیقت، پرویز عبدالمالکی، مهرداد بهمنش، جواد پرنیان

چکیده اهداف: نیتریک‌اکسید (NO) در حفظ حالت بنیادی سلول نقش مهمی دارد و دامنه تاثیرگذاری میدان الکترومغناطیسی (EMF) برخلاف میدان الکتریکی بسیار عمیق است. هدف این پژوهش، بررسی تاثیر میدان الکترومغناطیسی و نیتریک‌اکسید بر بیان مارکر پروتئینی تمایز عصبی و درصد زنده‌مانی سلول‌های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان موش صحرایی بود.
مواد و روش‌ها: پژوهش تجربی حاضر روی سلول‌های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان موش صحرایی نژاد ویستار اجرا شد. به‌منظور تیمار سلول‌ها از دو غلظت بالا (یک‌میلی‌مولار) و پایین (۱۰میکرومولار Deta-NO) به‌عنوان مولکول آزادکننده نیتریک‌اکسید و میدان الکترومغناطیسی با فرکانس ۵۰هرتز استفاده و با گروه بدون تیمار (کنترل) مقایسه شد. درصد زنده‌زمانی سلول‌ها با آزمایش MTT، بیان ژن مسیر تمایز عصبی با روش RT-PCR و بیان پروتئین مارکر تمایز عصبی با ایمنوسیتوشیمی بررسی شد. داده‌ها با نرم‌افزار SPSS ۱۳ از طریق آزمون تحلیل واریانس یک‌طرفه تحلیل شدند.
یافته‌ها: بعد از ۲۴ ساعت تیمار سلول‌ها با نیتریک‌اکسید و EMF، درصد زنده‌مانی سلول‌ها در گروه‌ها نسبت به گروه کنترل به‌صورت معنی‌داری کاهش یافت. بعد از ۴۸ ساعت، EMF به‌تنهایی و همچنین با غلظت پایین نیتریک‌اکسید، کاهشی در درصد زنده‌مانی سلول‌ها ایجاد نکرد و رشد سلول‌ها نسبت به گروه کنترل افزایش یافت. در گروه تیمارشده با غلظت بالای نیتریک‌اکسید به‌همراه EMF، پروتئین MAP۲ در سلول‌های بیشتری نسبت به گروه کنترل و تیمارشده با EMF بیان شد.
نتیجه‌گیری: میدان الکترومغناطیسی به‌همراه غلظت بالای نیتریک‌اکسید از تعداد سلول‌های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان موش صحرایی می‌کاهد و با افزایش اندازه سلول، بیان ژن و پروتئین مارکر تمایز عصبی، تمایز آنها را به سمت سلول‌های شبه عصب تسهیل می‌کند.

بیوتکنولوژی کشاورزی

مقایسه سمیت نانوذرات نقره شیمی و زیست‌تولیدی "در محیط زنده" در مدل جانوری ماهی گورخری (مرحله جنین و بالغ)

دوره 9، شماره 3، تابستان 1397، صفحه 465-472

سکینه مشجور، مجتبی علیشاهی، زهرا طولابی دزفولی

چکیده اهداف: سمیت‌سنجی زیستی نانوذرات نقره در زیست‌بوم آبی و یافتن غلظت‌های کشنده این ماده دارای اهمیت است. هدف این پژوهش، مقایسه سمیت نانوذرات نقره شیمی و زیست‌تولیدی "در محیط زنده" در مدل جانوری ماهی گورخری (مرحله جنین و بالغ) بود.
مواد و روش‌ها: مطالعه تجربی حاضر روی ۳۰ قطعه تخم لقاح‌یافته و ۳۰ قطعه ماهی گورخری بالغ اجرا و اثرات سمیت نانوذرات نقره شیمیایی و زیست‌تولیدی توسط عصاره آبی جلبک دریایی قهوه‌ای (Sargassum boveanum) در مراحل تکاملی جنین و بالغ با یک گروه شاهد و در غلظت‌های متوالی افزایشی بررسی شد. نرخ تلفات در زمان‌های ۲۴، ۴۸، ۷۲ و ۹۶ ساعت بعد از مجاورت، ثبت شد. داده‌ها با نرم‌افزارهای EPA Probit Analysis ۱.۵ و SPSS ۱۹ توسط آنالیز واریانس یک‌طرفه و پس‌آزمون چنددامنه دانکن تحلیل شدند.
یافته‌ها: سمیت دو نوع نانوذره نقره در دو مرحله تکاملی با افزایش غلظت و زمان روند افزایشی داشت (۰۵/۰p<). پس از ۹۶ ساعت، غلظت ایجادکننده LC۵۰ در ماهی بالغ نسبت به نانوذرات نقره شیمیایی ۰/۷۸۸ و برای نانوذرات زیست‌تولیدشده ۰/۴۰۹میلی‌گرم بر لیتر بود. LC۵۰ در مرحله تکاملی جنینی در مواجهه با نانوذرات شیمیایی ۰/۲۵۰ و برای زیست‌تولیدی ۰/۳۷۵میلی‌گرم بر لیتر بود. درصد تلفات در بالاترین غلظت (۳میلی‌گرم در لیتر) از نانوذرات نقره در زمان‌های ۷۲ و ۹۶ ساعت در همه گروه‌ها به نرخ ۱۰۰% تلفات رسید.
نتیجه‌گیری: هر دو مرحله تکاملی این ماهی نسبت به سمیت هر دو نوع نانوذرات نقره حساس بوده، لکن این حساسیت در مراحل جنینی بالاتر است و نانوذرات نقره زیست‌تولیدی در قیاس با همتای شیمیایی آن، اندکی سمی‌تر است.

بیوتکنولوژی کشاورزی

مکان‌یابی ژن‌های کنترل‌کننده صفات مورفولوژیک در زاده‌های F3 جو حاصل از تلاقی ارقام بیچر×کویر

دوره 9، شماره 3، تابستان 1397، صفحه 473-482

رباب دغاغله، حسین صبوری، حسین حسینی‌مقدم، عیسی جرجانی، حسین علی فلاحی

چکیده اهداف: دستاورد مهم تجزیه ژن‌های کمّی کنترل‌کننده صفات مورفولوژیک (QTL)، تسهیل مطالعه توارث صفات مندلی ساده است. هدف این پژوهش، مکان‌یابی ژن‌های کنترل‌کننده صفات مورفولوژیک در زاده‌های F۳ جو حاصل از تلاقی ارقام بیچر×کویر بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر به‌منظور شناسایی QTL، ۱۰۳ خانواده نسل F۳ جو حاصل از تلاقی ارقام بیچر×کویر در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سال زراعی ۹۴-۱۳۹۳ در سه تکرار کشت شد. تعداد بذر جوانه‌زده، طول دوره پُرشدن دانه، ارتفاع بوته، طول پدانکل، وزن دانه و شاخص برداشت ارزیابی شدند. نقشه پیوستگی با نشانگرهای SSR، iPBS، IRAP و ISSR تهیه شد. QTLها با نرم‌افزار QGENE ۴.۰ شناسایی شدند و تجزیه QTL با مکان‌یابی فاصله‌ای مرکب انجام شد.
یافته‌ها: QTLهای شناسایی‌شده با نمره لود ۲/۰۰۷، ۸/۶% واریانس فنوتیپ تعداد بذر جوانه‌زده؛ نمره ۲/۲۲، ۹/۵% واریانس فنوتیپ طول دوره پُرشدن دانه؛ نمره ۲/۷۴، ۱/۱۶% واریانس ارتفاع بوته؛ نمره ۲/۱۹، ۹/۳% واریانس صفت طول پدانکل؛ نمره ۲/۰۴، ۸/۷% واریانس وزن دانه و نمره ۲/۳۸، ۲/۳۸ و ۲/۱۶ به‌ترتیب ۱۰/۱، ۱۰/۱ و ۹/۲% واریانس شاخص برداشت را توجیه نمودند.
نتیجه‌گیری: برای صفات تعداد بذر جوانه‌زده، یک QTL روی کروموزوم ۶ و پیوسته به نشانگر ISSR۳۸-۴، طول دوره پُرشدن دانه، یک QTL روی کروموزوم ۷ در فاصله نشانگری iPBS۲۰۷۶-۶-iPBS۲۰۸۵-۱، برای ارتفاع بوته، یک QTL روی کروموزوم ۲ در فاصله نشانگری iPBS۲۰۸۳-۳-HVBKASI، برای طول پدانکل، یک QTL روی کروموزوم ۶ و پیوسته به نشانگر ISSR۳۸-۴، برای صفت وزن دانه، یک QTL واقع بر کروموزوم ۳ در فاصله نشانگری iPBS۲۰۷۵-۵-ISSR۳۸-۷ و برای صفت شاخص برداشت، ۳ QTL وجود دارد.

بیوتکنولوژی کشاورزی

بیان، تخلیص و تعیین خصوصیات دومین متصل‌شونده به IP3 نوع 2 انسانی

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 165-169

مرضیه نخعی امرودی، فرنگیس عطائی

چکیده اهداف: IP۳ یک مولکول کلیدی تنظیم‌کننده در مسیر انتقال پیام است و با اتصال به گیرنده‌های درون‌سلولی IP۳R روی سطح ذخایر کلسیم داخل‌سلولی باعث آزادسازی کلسیم به درون سیتوپلاسم می‌شود. هدف این پژوهش، بیان، تخلیص و تعیین خصوصیات دومین متصل‌شونده به IP۳ )IP۳BD:۱-۶۰۴ aa( نوع ۲ انسانی بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، پلاسمید pET-۲۸a حامل ژن IP۳BD با روش شیمیایی به داخل باکتری‌های بیانی E.coli سویه BL۲۱) DE۳( منتقل شد. برای بهینه‌سازی بیان در سیستم باکتریایی، بیان در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفت و دماهای بیان مختلف از جمله ۱۶، ۱۸، ۲۰ و C۲۴
º، زمان‌های مختلف بعد از القا، نوع القاکننده و غلظت‌های مختلف آن بررسی شد. باکتری‌های القاشده براساس شوک حرارتی از طریق کروماتوگرافی تمایلی ستون نیکل- سفارز تخلیص و میزان خلوص پروتئین از طریق SDS-PAGE بررسی شد. نشر فلورسانس دومین متصل‌شونده به IP۳ در حضور و عدم حضور لیگاند IP۳ در طول موج ۲۹۵نانومتر اندازه‌گیری شد.
یافته‌ها: پروتئین در محیط‌های LB و TB و ۲xYT بیان قابل توجهی نداشت و در زمان‌های مختلف تغییری در آن مشاهده نشد. بیان پروتئین باکتری در دمای C۲۰
º براساس شوک حرارتی C۴۲º نسبت به تمام حالات بیشتر بود. تخلیص باکتری‌های القاشده براساس شوک حرارتی به‌سختی تکرار می‌شد و نمونه‌های خالص‌شده نیز غلظت بالایی نداشتند. نشر فلورسانس پروتئین در حضور لیگاند IP۳ کاهش یافت.
نتیجه‌گیری: بیان باکتریایی دومین متصل‌شونده به IP۳ از گیرنده نوع ۲ گونه انسانی ضعیف است، ولی با القای شوک C۴۲
º بیان پروتئین تا حدود نسبتاً زیادی افزایش می‌یابد.

بیوتکنولوژی کشاورزی

بهینه‌سازی فرآیند جذب سطحی کروم از محلول آبی با استفاده از نانوذرات پالادیوم بیوسنتزشده توسط میکروجلبک اسپیرولینا پلاتنسیس

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 171-177

نرگس سلمانی، محمدحسین صیادی، محمدرضا رضایی

چکیده اهداف: کروم دارای آثار مخرب زیست‌محیطی است و تاکنون روش‌های شیمیایی مختلفی برای حذف کروم مورد بررسی قرار گرفته است، اما هزینه نسبتاً بالا و مشکلات زیست‌محیطی باعث شده است تا از روش‌های نوین برای حذف کروم استفاده شود. هدف این پژوهش بررسی و بهینه‌سازی فرآیند جذب سطحی کروم از محلول آبی با استفاده از نانوذرات پالادیوم بیوسنتزشده توسط میکروجلبک اسپیرولینا پلاتنسیس (Spirulina platensis) بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر، نانوذرات پالادیوم با استفاده از عصاره اسپیرولینا پلاتنسیس، سنتز و به روش طیف‌سنجی مادون قرمز، XRD و SEM مورد بررسی قرار گرفتند. در فرآیند جذب سطحی کروم عامل‌های pH، زمان تماس، غلظت اولیه کروم و مقدار جاذب بهینه‌سازی شد. همچنین ایزوترم‌های جذب کروم روی نانوذرات پالادیوم براساس آزمون مدل‌های ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ تعیین شدند.
یافته‌ها: عصاره جلبک اسپیرولینا پلاتنسیس توانایی سنتز نانوذرات پالادیوم را داشت. مقادیر بهینه حذف کروم در pH معادل ۲، غلظت کروم ۰/۱میلی‌گرم در لیتر، زمان تماس ۲۰دقیقه و غلظت جاذب ۰/۵گرم در لیتر بود. کارآیی حذف با افزایش مقدار ماده جاذب افزایش یافت، به‌طوری که وقتی مقدار ماده از ۰/۰۱گرم به ۰/۵گرم افزایش پیدا کرد، درصد حذف از ۶۸/۹% به ۹۸/۱% تغییر کرد. RL برای نانوذرات پالادیوم در محدوده ۰/۹۵-۰/۱۷ بود که نشان داد، مدل لانگمویر برای جاذب کارآیی مناسبی داشت.
نتیجه‌گیری: نانوذرات پالادیوم بیوسنتزشده توسط میکروجلبک اسپیرولینا پلاتنسیس کارآیی بالایی برای ازبین‌بردن کروم در محلول‌های آبی دارد.

بیوتکنولوژی کشاورزی

تاثیر دما و ماده احیاکننده بر نشاندارسازی مگنتوزوم‌ها با رنیوم-188 و توزیع زیستی نانوذرات مغناطیسی نشاندارشده

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 179-185

سید محمودرضا آقامیری، سمیه اکبری‌کراده، پریسا تاجر محمدقزوینی، سعید قربان‌زاده مشکانی

چکیده اهداف: در سال‌های اخیر باکتری‌های مگنتوتاکتیک و نانوذرات مغناطیسی آنها (مگنتوزوم‌ها) به‌دلیل داشتن خاصیت مغناطیسی بدیع و منحصربه‌فردشان در زمینه‌های مختلف علوم از جمله پزشکی، بیوتکنولوژی و نانوبیوتکنولوژی مورد توجه قرار گرفته‌اند. هدف این پژوهش، بررسی تاثیر دما و ماده احیاکننده بر نشاندارسازی مگنتوزوم‌ها با ۱۸۸Re و توزیع زیستی نانوذرات مغناطیسی نشاندارشده بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر از باکتری مگنتوتاکتیک آلفاپروتئوباکتریوم MTB-KTN۹۰ و روش استخراج ترکیبی سونیکیشن برای استخراج نانوذرات مغناطیسی استفاده شد. پس از لیز سلول باکتریایی، نانوذرات مغناطیسی تولیدشده توسط میکروسکوپ الکترونی، بررسی و از عامل احیاکننده کلرید قلع (II) برای بررسی بازده نشاندارسازی و از موش‌های صحرایی برای بررسی توزیع زیستی مگنتوزوم‌های نشاندارشده استفاده شد.
یافته‌ها: بیشترین بازده در آزمایشات نشاندارسازی مگنتوزوم‌ها در اکتیویته اولیه ۱۱۱۰۰کیلوبکرل بود که بازده با افزایش اکتیویته، کاهش یافت. افزایش دما تاثیر چندانی روی افزایش بازده نشاندارسازی نداشت. مقدار نشاندارسازی در نبود ماده احیاکننده برابر با ۷۲۱/۵کیلوبکرل بود، در حالی که در غلظت ۲میلی‌گرم از این ماده مقدار نشاندارسازی به ۱۰۷۴۵/۹۱کیلوبکرل افزایش پیدا کرد. پس از تزریق مگنتوزوم‌ها از طریق ورید زیرزبانی موش، مگنتوزوم‌ها در کبد تجمع یافتند.
نتیجه‌گیری: مگنتوزوم‌های استخراج‌شده از باکتری مگنتوتاکتیک آلفاپروتئوباکتریوم MTB-KTN۹۰ قابلیت بالایی برای نشاندارسازی توسط ۱۸۸Re دارند. افزایش دما روی بازده نشاندارسازی تاثیر ندارد، ولی ماده احیاکننده کلرید قلع (II) یک فاکتور بسیار مهم در بهینه‌سازی بازده نشاندارسازی است و بیشترین تجمع مگنتوزوم‌های نشاندارشده با ۱۸۸Re پس از تزریق، در کبد موش وجود دارد.

بیوتکنولوژی کشاورزی

ایجاد هندسه سه‌بعدی از سلول و اندامک‌های درون آن برای شبیه‌سازی‌های بیوالکترومغناطیس

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 187-192

الهام شریفی، امرحسین بوچالی، مهرداد ساویز

چکیده اهداف: محاسبه نحوه توزیع جریان و میزان نفوذ میدان‌های الکترومغناطیسی القاشده در بدن و بافت‌های زیستی از مباحث مطرح در حوزه بیوالکترومغناطیس است که با دسترسی به هندسه سلول و اندامک‌های درون آن می‌توان به‌طور دقیق سهم هر جزء را در دریافت میدان و توزیع جریان و محاسبه امپدانس برآورد نمود. هدف مطالعه حاضر ایجاد هندسه سه‌بعدی از سلول و اندامک‌های درون آن برای شبیه‌سازی بیوالکترومغناطیس بود.
مواد و روش‌ها: مطالعه حاضر پژوهشی از نوع محاسباتی است. در این مطالعه یک مدل الکتریکی کامل از سلول‌های قشرهای مختلف لایه اپی‌درم پوست به‌همراه اندامک‌های درونی آن با کمک نرم‌افزار ساوی ۱ ((SAVI ۱ و الگوریتم‌های جدید ابتکاری ایجاد شد. در این شکل هندسی اندامک‌هایی مانند میتوکندری، جسم گلژی، رنگدانه ملانین، ریبوزوم، لیزوزوم و هسته درون سلول در نظر گرفته شدند. در ایجاد اندامک‌ها از تصویر دو بعدی میکروسکوپی آنها استفاده شد.
یافته‌ها: شکل هندسی برای اندامک‌ها و نمونه سلولی برای تمام قشرهای لایه اپیدرم متناسب با واقعیت ایجاد شد. سلول‌های قشر بازال به صورت سلول‌های مکعبی و دارای هسته، سلول‌های قشر اسپینوزوم چندوجهی و هسته‌دار، سلول‌های قشر گرانولار مسطح و هسته‌دار بودند و قشر شاخی نیز سلول‌های کامل مسطح و فاقد هسته داشت.
نتیجه‌گیری: ایجاد هندسه سه‌بعدی از سلول و اندامک‌های درون آن برای شبیه‌سازی بیوالکترومغناطیس امکان‌پذیر است. این مدل سه‌بعدی قابلیت ذخیره‌سازی به سه فرمت mat، stl و vox و بازیابی در نرم‌افزارهای SAVI،CST studio و MATLAB را دارد.

بیوتکنولوژی کشاورزی

بازسازی و مدل‌سازی شبکه‌ متابولیک تلفیقی از سیانوباکتر برای افزایش تولید سوخت زیستی

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 193-199

رضا محمدی، جواد جواد ظهیری، محمدجواد نیرومند

چکیده اهداف: در چند دهه اخیر تولید سوخت‌های زیستی یکی از تلاش‌های امیدبخش در عرصه زیست‌فناوری بوده است. سیانوباکترهای تک‌سلولی، میکروارگانیزم‌های بسیار پراکنده و فتوتروفیکی هستند که قادرند به‌عنوان کارخانجات کوچک تولیدکننده سوخت‌های زیستی عمل کنند. هدف مطالعه حاضر بازسازی و مدل‌سازی شبکه‌ متابولیکی تلفیقی از سیانوباکتر به‌منظور افزایش تولید سوخت زیستی بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه محاسباتی حاضر یک نرم‌افزار برای ادغام شبکه‌های متابولیکی بازسازی‌شده، به‌منظور بهینه‌سازی و افزایش کارآیی آنها توسعه یافت و به اسم iMet نام‌گذاری شد. ابتدا از iMet برای ادغام سه شبکه متابولیکی از قبل بازسازی‌شده سینکوسیستیس ۶۸۰۳ PCC (Synechocystis PCC۶۸۰۳) استفاده شد. در مرحله بعد، شبکه بازسازی‌شده به‌دست‌آمده، برای تولید چهار نوع سوخت زیستی شامل اتانول، پروپانول، بوتانول و ایزوبوتانول مدل‌سازی شد.
یافته‌ها: مدل جدید ادغام‌شده ۸۰۸ واکنش و ۵۶۰ متابولیت داشت. مقدار فلاکس یا جریان آن در مدل ادغام‌شده، ۰۲۹۵/۰ بر ساعت محاسبه شد. این عدد نسبت به سه مدل قبلی افزایش قابل توجهی نشان ‌داد. سلول‌ها تقریباً هر ۲۴ساعت، یک‌بار تقسیم شدند. میزان فلاکس چهار نوع الکل و حداکثر بازده تئوری آنها در مدل ادغام‌شده نسبت به سه مدل قبلی افزایش نشان داد. فلاکس تولید اتانول در تمامی مدل‌ها از فلاکس سه الکل دیگر بزرگ‌تر و واکنش‌های تولید اتانول به جریان یا فلاکس مرکزی کربن از همه نزدیک‌تر بود.
نتیجه‌گیری: آنالیزهای تعادل جریان افزایش پوشش شبکه متابولیک، افزایش تولید سوخت‌های زیستی و کاهش تعداد واکنش‌های بلوکه‌شده را در مدل جدید نشان می‌دهد و از این طریق کارآیی نرم‌افزار توسعه‌یافته iMet اثبات می‌شود.

بیوتکنولوژی کشاورزی

بهینه‌سازی تهیه نانوذرات PEG-PLGA با استفاده از روش تبخیر حلال

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 201-205

ساناز ابراهیمی‌سامانی، سیدمحسن اصغری، حسین نادری‌منش، سامان حسینخانی

چکیده اهداف: در میان نانوسیستم‌های مختلف، نانوذرات پلیمری به‌دلیل پتانسیل کاربرد به‌عنوان ناقل دارو بسیار مورد توجه هستند. پلی‌اتیلن‌گلیکول-پلی‌لاکتیک-گلیکولیک‌اسید (PEG-PLGA) یک کوپلیمر آمفی‌فیلیک است که می‌تواند برای انتقال داروهای محلول در آب، داروها و مولکول‌های نامحلول در آب استفاده شود. نانوذرات پلیمری PEG-PLGA می‌توانند فیلتراسیون کلیوی و سمیت دارو را کاهش دهند، آنها زیست‌سازگار و زیست‌تخریب‌پذیر هستند. هدف مطالعه حاضر بهینه‌سازی تهیه نانوذرات PEG-PLGA با استفاده از روش تبخیر حلال برای دستیابی به سیستم انتقال دارو با اندازه و بار سطحی مناسب بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر نانوذرات PEG-PLGA با اندازه ۱۵۰نانومتر و پتانسیل زتای ۱۰- با روش تبخیر حلال تهیه شدند. سپس ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی نانوذرات مورد بررسی دقیق قرار گرفت.
یافته‌ها: با افزایش غلظت پلیمر و درصد پلی‌وینیل‌الکل، اندازه ذرات بزرگ‌تر شد. تولید نانوذرات با غلظت ۵میلی‌گرم بر میلی‌لیتر کوپلیمر، غلظت ۲% وزنی- حجمی پلی‌وینیل‌الکل و در نسبت حجمی ۱۲:۱ بهترین اندازه و بار سطحی را نشان داد. از نظر مورفولوژی، نانوذرات ساختاری کاملاً مشابه و به شکل کروی داشتند. طبق طیف FTIR پیک در ناحیه cm۳۰۰۰-۲۹۰۰ مطابق با پیوند کششی C-H در CH۳ بود. پیک قوی در cm۱۱۷۶۰ مربوط به –CO کششی بود که تشکیل کوپلیمر را نشان داد.
نتیجه‌گیری: تولید نانوذرات PEG-PLGA در شرایطی با غلظت ۵میلی‌گرم بر میلی‌لیتر کوپلیمر، غلظت ۲% وزنی- حجمی پلی‌وینیل‌الکل و در نسبت حجمی ۱۲:۱ بهترین اندازه و بار سطحی را نشان می‌دهد؛ همچنین نانوذرات ساختاری کاملاً مشابه و به شکل کروی دارند.

بیوتکنولوژی کشاورزی

ویژگی‌های باکتری گرماپای مولد استیک‌اسید Acetobacter sp. A10

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 207-212

فوزیه مقدمی، محمدرضا صعودی

چکیده اهداف: سازگاری سویه‌های میکروبی بومی هر منطقه از لحاظ آب‌وهوای خاص آن مناطق بسیار مورد توجه است. بررسی سویه‌های بومی باکتری‌های تولیدکننده استیک‌اسید می‌تواند در استفاده بهینه از آنها بسیار موثر باشد. هدف این مطالعه، بررسی ویژگی‌های باکتری گرماپای مولد استیک‌اسید Acetobacter sp. A۱۰ بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر، از سویه بومی گرماپای Acetobacter sp. A۱۰ استفاده شد. برای تهیه کشت تازه و نگهداری سویه گرماپای از محیط کشت GYC و به‌منظور تولید استیک‌اسید توسط سویه Acetobacter sp. A۱۰، از محیط کشت EYB استفاده شد. اثر غلظت‌‌‌های اولیه اتانول و استیک‌اسید بر تولید استیک‌اسید توسط سویه Acetobacter sp. A۱۰ با کمک محیط‌‌‌های کشت حاوی ۹-۲% اتانول و ۵-۲% استیک‌اسید مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: سویه Acetobacter sp. A۱۰ توانست در شرایط بهینه یعنی دمای C°۳۳، pH برابر ۴ و در فلاسک شیاردار با سرعت ۱۵۰ دور در دقیقه با غلظت اولیه ۴۰% اتانول در مدت ۲۴ ساعت به مقدار ۴۰گرم بر لیتر استیک‌اسید تولید کند. این سویه در دمای C°۳۷ نیز قادر بود در حضور غلظت اولیه ۴% استیک‌اسید و غلظت اولیه ۸% اتانول، استیک‌اسید تولید کند. سرعت فرمنتاسیون در سویه Acetobacter sp. A۱۰ ۵/۲برابر بیش از سویه‌های مزوفیل بود.
نتیجه‌گیری: سویه Acetobacter sp. A۱۰ در دامنه دمایی متفاوتی نسبت به سویه‌‌‌های مزوفیل دارای فعالیت است و قدرت تحمل اتانول و استیک‌اسید را نیز تا غلظت‌‌های بیشتری دارا است. به‌علاوه، دارای بازدهی بالاتر و نیز سرعت و توان فرمنتاسیون بیشتری است.

بیوتکنولوژی کشاورزی

کارآیی روش واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز و نانوحسگر زیستی در شناسایی گیاه ترانس‌پلاستوم توتون

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 213-218

فرخ کریمی، المیرا خدایی

چکیده اهداف: در سال‌های اخیر با توجه به مزایای تراریختی کلروپلاستی، سطح زیر کشت این گیاهان و محصولات ناشی از آنها افزایش یافته و به‌دلیل نگرانی‌های احتمالی ایمنی‌زیستی آنها شناسایی و برچسب‌گذاری آنها بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف پژوهش حاضر طراحی و ارایه یک روش بهینه بر پایه واکنش زنجیره‌ای پلی‌مراز (PCR) و نانوحسگر زیستی برای شناسایی گیاهان ترانس‌پلاستوم و مقایسه حساسیت آنها بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر برای طراحی آغازگرها و کاوشگرهای اختصاصی، نشانگر aadA کلروپلاستی به کار رفت. در روش PCR بعد از بهینه‌سازی شرایط تکثیر ژن aadA، حساسیت آن با درصدهای مختلف DNA گیاه ترانس‌پلاستوم توتون مورد بررسی قرار گرفت. در روش نانوحسگر زیستی ابتدا کاوشگر نشان‌دار ژن aadA در صفحات گرافن‌اکسید تثبیت، سپس واکنش هیبریداسیون برای شناسایی توالی هدف بهینه‌سازی و حساسیت آن با درصدهای مختلف DNA گیاه ترانس‌پلاستوم تعیین شد.
یافته‌ها: تکثیر باند ۸۰۰جفت‌بازی ژن aadA در گیاهان ترانس‌پلاستوم توتون مشاهده شد. واکنش PCR توانست تا ۵% DNA توتون ترانس‌پلاستوم، ژن aadA را تکثیر نماید. با تثبیت کاوشگر aadA در سطح گرافن‌اکسید فلورسانس نشری خاموش و با اضافه‌کردن DNA گیاه ترانس‌پلاستوم توتون دوباره نشر فلورسانس ظاهر شد. در بررسی حساسیت این روش تا ۱% DNA گیاه ترانس‌پلاستوم نشر فلورسانس به‌طور معنی‌دار بیشتر از گیاه شاهد مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: روش PCR می‌تواند گیاه ترانس‌پلاستوم توتون را با حساسیت ۵% DNA و روش حسگر زیستی با حساسیت ۱% DNA شناسایی نماید. بنابراین روش حسگرزیستی نه‌تنها یک روش تشخیصی مطمئن در کنار روش PCR برای شناسایی گیاهان ترانس‌پلاستوم است، بلکه حساسیت بالاتری نیز دارد.

بیوتکنولوژی کشاورزی

فعالیت آنتی‌اکسیدانی و به‌دام‌اندازی رادیکال آزاد عصاره الکمیلا پرسیکا با روش‌های پرکولاسیون، پلی‌فنولیک و اولتراسونیک

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 219-226

باقر سیدعلی‌پور، زهرا دادویی، محمدعلی ابراهیم‌زاده

چکیده اهداف: جنس الکمیلا از تیره گل سرخ، فعالیت بیولوژیک مختلفی از جمله ضدالتهاب، ضدسرطان، آنتی‌میکروب و آنتی‌اکسیدانی دارد. هدف پژوهش حاضر، بررسی فعالیت آنتی‌اکسیدانی و به‌دام‌اندازی رادیکال آزاد عصاره الکمیلا پرسیکا با روش‌های پرکولاسیون، پلی‌فنولیک و اولتراسونیک بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر از گیاه الکمیلا پرسیکا و برای عصاره‌گیری از سه روش پرکولاسیون، پلی‌فنولیک و اولتراسونیک، استفاده و فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره‌ها به‌وسیله آزمون‌های به‌دام‌اندازی رادیکال آزاد دی‌فنیل‌پیکریل‌هیدرازیل، نیتریک‌اکساید، قدرت احیاکنندگی و شلاته‌کنندگی یون آهن تعیین شد. محتوی فنولی و فلاونوئیدی تام به‌وسیله روش فولین‌سیو-کالتیو و آلومینیوم‌کلراید سنجیده شد. نتایج با نرم‌افزار
۲۲SPSS از طریق آزمون تحلیل واریانس یک‌طرفه و آزمون تعقیبی توکی تحلیل شدند.
یافته‌ها: در روش به‌دام‌اندازی رادیکال DPPH، عصاره حاصل از روش پلی‌فنولیک اختلاف معنی‌داری با عصاره حاصل از دو روش دیگر داشت (۰/۰۰۱=p). عصاره پلی‌فنولیک فعالیت به‌دام‌اندازی نیتریک‌اکساید و شلاته‌کنندگی یون آهن بیشتری در مقایسه با روش‌های دیگر نشان داد (۰/۰۰۱p<). عصاره پلی‌فنولیک قدرت احیاکنندگی بیشتری در مقایسه با سایر عصاره‌ها و ویتامین C نشان داد (۰/۰۰۱=p). محتوای فنولی و فلاونوئیدی تام عصاره پرکولاسیون بیشتر از بقیه عصاره‌ها بود.
نتیجه‌گیری: عصاره‌های پلی‌فنولیک، بیشترین فعالیت را در به‌دام‌اندازی رادیکال DPPH، به‌دام‌اندازی رادیکال نیتریک‌اکساید، قدرت احیایی و توانایی شلاته‌کنندگی آهن در مقایسه با روش اولتراسونیک و پرکولاسیون دارند. بخش‌های هوایی گیاه الکمیلا پرسیکا دارای مقادیر بالایی از ترکیبات طبیعی آنتی‌اکسیدانی از جمله فنول و فلاونوئید است.

بیوتکنولوژی کشاورزی

تغییرات رسانایی بافت کبد در طول الکتروپوریشن بازگشت‌ناپذیر و محاسبه توزیع میدان الکتریکی

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 227-232

امیر خراسانی، سیدمحمد فیروزآبادی، زینب شنکایی

چکیده اهداف: در فرآیند الکتروپوریشن بازگشت‌ناپذیر، غشای سلول‌های سرطانی به‌وسیله پالس‌های الکتریکی با شدت میدان بالا، به‌صورت بازگشت‌ناپذیر آسیب می‌بیند و سلول‌ها می‌میرند. عوامل اثرگذار بر توزیع میدان شامل ولتاژ، پهنای پالس و رسانایی الکتریکی بافت است. هدف مطالعه حاضر بررسی تغییرات رسانایی بافت کبد در طول الکتروپوریشن بازگشت‌ناپذیر و محاسبه توزیع میدان الکتریکی بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر با استفاده از شبیه‌سازی، ارتباط بین پهنای پالس و شدت ولتاژ هر پالس در تغییرات رسانایی در طول الکتروپوریشن بازگشت‌ناپذیر بررسی شد و توزیع میدان الکتریکی مورد محاسبه قرار گرفت. در این شبیه‌سازی به‌منظور حل معادلات، نرم‌افزار COMSOL ۵ به کار رفت. الکترودهای مورد استفاده، سوزنی بودند و بافت کبد نیز به‌عنوان بافت هدف استفاده شد. هشت پالس با فرکانس تحریکی یک‌هرتز و پهنای پالس ۱۰۰میکروثانیه و ۲میلی‌ثانیه، با شدت میدان‌های الکتریکی ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ولت بر سانتی‌متر به‌عنوان پالس‌های الکتریکی تحریکی به کار رفتند.
یافته‌ها: رسانایی بافت در طول زمان اعمال پالس افزایش یافت. تغییرات رسانایی در ناحیه نوک الکترودها به‌مراتب بیشتر از ناحیه بین دو ردیف الکترودها بود. با افزایش شدت میدان الکتریکی پالس، رسانایی بافت نیز افزایش یافت. زمانی که رسانایی بافت ثابت و متغیر بود، بیشینه شدت میدان الکتریکی به‌ترتیب ۳۸۷۹ و ۳۴۴۸ولت بر سانتی‌متر به دست آمد.
نتیجه‌گیری: در زمان ارسال پالس‌های الکتریکی، رسانایی بافت افزایش می‌یابد. توزیع میدان الکتریکی به رسانایی در نقطه مورد نظر وابسته است و با تغییر این رسانایی به‌علت انجام الکتروپوریشن، توزیع میدان الکتریکی نیز تغییر می‌یابد و بیشینه شدت میدان الکتریکی کاهش پیدا می‌کند.

بیوتکنولوژی کشاورزی

اثر دگرآسیبی عصاره برگ و بنه زعفران در مراحل مختلف رشد بر جوانه‌زنی علف هرز تاتوره

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 233-239

کبرا برخوردای، علی سروش‌زاده، علی مختصی‌بیدگلی

چکیده اهداف: زعفران از جمله گیاهانی است که اثر دگرآسیبی اندام‌های مختلف آن بر جوانه‌زنی بذر برخی از گونه‌های علف هرز گزارش شده است. این مطالعه با هدف بررسی اثر دگرآسیبی عصاره برگ و بنه زعفران در مراحل مختلف رشد بر جوانه‌زنی علف هرز تاتوره انجام شد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، در پاییز ۱۳۹۳ در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، آزمایشی برای جوانه‌زنی علف هرز تاتوره به‌صورت کرت‌های خردشده در قالب طرح کاملاً تصادفی با ۳ تکرار انجام گرفت. عوامل مورد بررسی در آزمایش شامل عصاره در دو نوع (آبی و الکلی)، نوع بافت با ۳ ترکیب بافتی و غلظت‌های مختلف عصاره آبی و الکلی ‌به‌عنوان فاکتور اصلی و مرحله رشدی گیاه زعفران در ۳ مرحله ‌به‌عنوان فاکتور فرعی بود. تحلیل واریانس از طریق مدل خطی تعمیم‌یافته (GLM) و با استفاده از نرم‌افزار SAS ۹.۱ و رسم نمودارها با استفاده از نرم‌افزار ۲۰۱۳ Excel انجام شد.
یافته‌ها: غلظت و مرحله رشدی زعفران تاثیر معنی‌داری بر درصد جوانه‌زنی تاتوره داشت، اما اثر اصلی نوع اندام بر این صفت معنی‌دار نبود. عصاره آبی بنه زعفران در مرحله رشد بنه‌های دختری در غلظت ۲گرم بر لیتر نسبت به سایر مراحل رشد تاثیر معنی‌داری بر درصد جوانه‌زنی بذر تاتوره نداشت، اما در غلظت ۴گرم موجب کاهش شدیدتر درصد جوانه‌زنی بذر تاتوره شد.
نتیجه‌گیری: عصاره گیاه زعفران دارای پتانسیل دگرآسیبی است و صفات جوانه‌زنی شامل درصد جوانه‌زنی، طول ساقه‌چه و ریشه‌چه علف هرز تاتوره در مراحل مختلف رشد زعفران تحت تاثیر عصاره آبی و الکلی اندام‌های مختلف قرار می‌گیرند.

بیوتکنولوژی کشاورزی

عملکرد جلبک اسپیروژیر در جذب زیستی فلزات سنگین کروم، مس و روی از محیط‌های آبی

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 241-246

محمدحسین صیادی، حسین شکری

چکیده اهداف: آلودگی ناشی از فلزات سنگین، یک مشکل زیست‌محیطی نگران‌کننده در سراسر جهان است. هدف این پژوهش، بررسی عملکرد جلبک اسپیروژیر در جذب زیستی فلزات سنگین کروم، مس و روی از محیط‌های آبی بود.
مواد و روش‌ها: پژوهش تجربی حاضر روی جلبک اسپیروژیر از قنات‌های شهرستان بیرجند اجرا شد. طرح آزمایش به‌صورت یک عامل در زمان در نظر گرفته شد. تاثیر پارامترهای pH، مقدار جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه فلزات کروم، مس و روی بر میزان جذب توسط جلبک اسپیروژیر و مدل‌های سینتیک و ایزوترم‌های جذب لانگمویر، فروندلیچ و تمکین مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: بیشترین درصد حذف کروم (۸۴/۴۸%) و مس (۷۶/۸۵
%) به‌ترتیب در pHهای ۳ و ۵، با غلظت اولیه ۲۰میلی‌گرم در لیتر کروم و مس، در مدت‌زمان ۱۵ و ۴۰دقیقه و مقدار ۳گرم در لیتر زیست‌توده جلبک اسپیروژیر رخ داد. همچنین بالاترین راندمان حذف روی (%۸۹/۲۶) در pH برابر با ۵، با غلظت اولیه ۲۰میلی‌گرم در لیتر و مقدار جاذب ۲گرم در لیتر طی مدت‌زمان ۲۰دقیقه به دست آمد. جذب کروم، مس و روی از مدل لانگمویر با مقادیر ضرایب همبستگی به‌ترتیب ۰/۹۹۸۳، ۰/۹۹۲۴ و ۰/۹۹۷۷ پیروی کردند. طبق نتایج سینتیک، جذب کروم، مس و روی از مدل شبه درجه دوم به‌ترتیب با مقدار ضرایب ۰/۹۹۲۲، ۰/۹۶۶۷ و ۰/۹۹۵۳ تبعیت کردند. نتیجه‌گیری: جلبک اسپیروژیر، توانایی بالایی در حذف عناصر کروم، مس و روی از محیط‌های آبی دارد.

بیوتکنولوژی کشاورزی

منفذسازی الکتریکی یاخته‌ها با استفاده از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی با رویکرد کاربرد در درمان سرطان (شیمی‌درمانی الکتریکی): مطالعه مروری

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 247-258

زینب شنکایی، سیدمحمد فیروزآبادی

چکیده مقدمه: گاهی نیاز است موادی که قابلیت نفوذ به داخل غشا را ندارند به‌طور گسترده‌ای وارد یاخته شوند. روش‌های درمانی از جمله روش‌هایی هستند که گاهی این تغییر نفوذپذیری را هنگام استفاده از داروهای مختلف و ژن‌ها احساس می‌کنند. منفذسازی الکتریکی یاخته‌ها (منفذسازی الکتریکی) روشی نوین در افزایش نفوذپذیری الکتریکی یاخته‌ها است. تولید منفذهای غشایی با اعمال ولتاژهای الکتریکی بیش از آستانه تراوایی غشای یاخته، قابل دست‌یابی است. این روش کاربردهای متفاوتی در ورود مولکول‌های غیرقابل نفوذ به داخل سیتوپلاسم یاخته‌ای دارد که همراه‌کردن این پالس‌ها با داروهای شیمی‌درمانی مانند بلومایسین و سیس‌پلاتین که به شیمی‌درمانی الکتریکی معروف است از مهم‌ترین کاربردهای ضدسرطانی این روش شناخته می‌شود. هدف مطالعه حاضر، مروری بر منفذسازی الکتریکی یاخته‌ها با استفاده از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی با رویکرد کاربرد در درمان سرطان (شیمی‌درمانی الکتریکی) بود.
نتیجه‌گیری: در مطالعات پیش‌کلینیکی، ابتدا این روش روی حیوان و یاخته بهینه‌سازی شده است و پس از آزمون‌های بالینی، امروزه پروتکل استاندارد و بالینی شیمی‌درمانی الکتریکی به‌عنوان روشی ایمن با اثربخشی بالا برای برخی تومورها مطرح است. این روش درمانی، روشی ساده با حداقل اثرات جانبی است، اما در مطالعات پیش‌کلینیکی جدید با به‌کارگیری پالس‌های الکتریکی با فرکانس‌های بالا، شدت میدان‌های الکتریکی پایین و همچنین استفاده از میدان‌های مغناطیسی پالسی سعی شده تا محدودیت‌ها و کاستی‌های این روش استاندارد برطرف شود.

بیوتکنولوژی کشاورزی

معرفی ژن GRAP به‌عنوان ژن نامزد عامل آلزایمر با استفاده از تحلیل داده‌های ریزآرایه

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 259-265

سیده‌زهرا پای‌لاخی، سجاد ازگلی، سید حسن پای‌لاخی

چکیده اهداف: شناسایی ژن‌های دخیل در بروز یک بیماری، یکی از حوزه‌های مهم تحقیقات پزشکی است که به تشخیص مکانیزم بیماری و در پی آن تشخیص به‌موقع و درمان بهتر بیماری کمک می‌کند. در سال‌های اخیر فناوری ریزآرایه به دانشمندان علوم زیستی برای فهم فرآیندهای سلولی کمک شایانی کرده است. بدین منظور استفاده از روش‌های کارآمد در تحلیل داده‌های ریزآرایه بسیار کلیدی است. هدف مطالعه حاضر معرفی ژن GRAP به‌عنوان ژن نامزد عامل آلزایمر با استفاده از تحلیل داده‌های ریزآرایه بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه بیوانفورماتیکی حاضر که روی یک مجموعه داده ریزآرایه مربوط به آلزایمر شامل ۱۲۹۹۰ ژن، ۱۵ فرد بیمار و ۱۶ فرد سالم صورت گرفت، با ترکیب روش‌های فیشر، تجزیه و تحلیل اهمیت میکروآرایه (SAM) و الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO) و با استفاده از روش طبقه‌بندی و رگرسیون مبتنی بر درخت تصمیم (CART)، روش جدیدی به‌منظور تحلیل داده‌های بیان ژن ریزآرایه، برای شناسایی ژن‌های دخیل در بروز آلزایمر ارایه شد.
یافته‌ها: سطح دقت مدل به‌دست‌آمده ۹۰/۳۲% بود و ارزیابی نتایج از دیدگاه زیستی نشان داد که روش پیشنهادی موفق عمل کرده و در نهایت ۴ ژن ارایه کرده است که ۳ ژن از این ۴ ژن (۷۵%)، تاکنون به‌عنوان ژن‌های دخیل در آلزایمر در منابع زیستی معتبر گزارش شده‌اند.
نتیجه‌گیری: این مطالعه علاوه بر ارایه یک روش انتخاب ویژگی جدید و تلفیقی برای تحلیل داده‌های ریز‌آرایه، یک ژن جدید (GRAP) به‌عنوان ژن نامزد مرتبط با آلزایمر معرفی کرده است.

بیوتکنولوژی کشاورزی

بررسی ژن‌های خانه‌دار در سویه واکسینال بوردتلا پرتوسیس با تکنیک تایپینگ توالی چندلوکوسی

دوره 9، شماره 2، بهار 1397، صفحه 267-275

مجتبی نوفلی، مریم اسدی‌پور، رضا یاری

چکیده اهداف: بوردتلا پرتوسیس باکتری گرم‌منفی و هوازی اجباری است که عامل بیماری سیاه‌سرفه و پاتوژن انحصاری انسان است. سیاه‌سرفه یک عفونت حاد تنفسی است و در نوزادان منجر به مرگ می‌شود. هدف این پژوهش، بررسی ژن‌های خانه‌دار در سویه واکسینال بوردتلا پرتوسیس با تکنیک تایپینگ توالی چندلوکوسی (MLST) بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، چهار نمونه سویه واکسینال بوردتلا پرتوسیس ۱۳۴ و ۵۰۹ و دو نمونه استاندارد Tohama I و ۱۸۳۲۳ جمع‌آوری شدند. بعد از انجام آزمایش‌های بیوشیمیایی، کشت و جداسازی آنها، تخلیص DNA ژنومی با روش فنل- کلروفرم و آنالیز توسط روش MLST انجام شد. بعد از تعیین توالی، تجزیه و تحلیل توسط نرم‌‌افزارهای استاندارد Clustalw ۲، MEGA ۵.۰۴ و DNASIS Max ۳ صورت گرفت. شباهت توالی نوکلئوتیدهای ژن ۱۶S rDNA سویه‌ها به کمک نرم‌افزار BLAST با توالی‌های ثبت‌شده در پایگاه اطلاعاتی ژنومی GenBank برای مقایسه و تعیین میزان تشابه توالی‌ها انجام شد.
یافته‌ها: با توجه به باندهای ایجادشده و همچنین ترادف بازی حاصله، ژن‌های خانه‌دار سویه‌های واکسینال بوردتلا پرتوسیس مورد تایید قرار گرفت. نتایج واکنش PCR برای ژن‌های Pgm، Icd، Gly A و Tyr B نشان داد که همه نمونه‌ها دارای ژن‌های خانه‌دار با وزن ملکولی حدود ۵۰۰جفت‌باز بودند.
نتیجه‌گیری: در بررسی ژن‌های خانه‌دار سویه واکسینال بوردتلا پرتوسیس با تکنیک MLST، سویه‌های واکسن سیاه‌سرفه (موسسه رازی؛ ایران) با سری‌های استاندارد جهانی مطابقت دارد و هیچ گونه تغییر یا انحرافی در ژن‌های مورد مطالعه رخ نداده است.