فهرست مطالب

یافته های نوین در علوم زیستی - پیاپی 1 (پاییز 1393)

نشریه یافته های نوین در علوم زیستی
پیاپی 1 (پاییز 1393)

  • تاریخ انتشار: 1394/02/20
  • تعداد عناوین: 7
|
  • فاطمه قاسمی*، رضا حیدری، رشید جامعی، لطیفه پوراکبر صفحات 1-7
    برای بررسی سمیت ناشی از نیکل، دانه رست های ذرت بعد از جوانه زنی در محیط های کشت هیدروپونیک حاوی صفر، 50، 100 و 200 میکرومولار کلرور نیکل به مدت دو هفته کشت شدند. سپس تاثیر آن بر رشد، سرعت واکنش هیل و محتوای رنگیزه های فتوسنتزی بررسی شد. وزن تر و خشک برگ ها و ریشه ها در غلظت 50 میکرومولار کلرور نیکل افزایش یافت، اما در غلظت های 100 و 200 میکرومولار کاهش نشان داد. با افزایش نیکل، از طول ریشه و اندام هوایی کاسته شد. با توجه به نتایج حاصل، بافت های اندام هوایی و ریشه ای در برابر غلظت های مختلف نیکل پاسخ رشدی متمایزی از خود نشان می دهند. نیکل تا 100 میکرومولار باعث افزایش میزان کلروفیل a شد، اما در غلظت 200 میکرومولار از میزان آن کاست. تغییر در خور ملاحظه ای در میزان کلروفیل b و کاروتنوئیدها مشاهده نشد. با افزایش نیکل از سرعت واکنش هیل به منزله شاخص توانایی کلروفیل a در مرکز واکنشی PSII برای شکافت آب، کاسته شد.
    کلیدواژگان: میزان کلروفیل، واکنش هیل، کاروتنوئید
  • الهام حویزی*، محمد نبیونی، کاظم پریور، محمد معصومی، جعفر آی صفحات 8-22
    امروزه سلول های پرتوان القاشده به منزله یکی از جدیدترین و بهترین منابع سلولی برای سلول درمانی مرکز توجه قرار گرفته اند. در این مطالعه توان تمایزی سلول های انسانی کشت داده شده بر داربست به سلول های آندودرم قطعی، که خود پیش ساز سلول هایی از جمله سلول های هپاتوسیت، پانکراس و ششی هستند، بررسی شد. اجسام جنینی از سلول های پلوری پوتانت ساخته شد و سپس به داربست نانوفیبروز پلی کاپرولاکتون، که با روش الکترواسپینینگ تهیه شد، انتقال داده شد. سلول ها تحت تاثیر ریزمولکولی با عنوان فاکتور القاکننده آندودرمی IDE1، به سلول های آندودرم قطعی تمایز داده شدند. بیان مارکرهای آندودرمی شامل SOX17، FoxA2 و GSC با روش ایمونوسیتوشیمی وRT-PCR تایید شد. در این تحقیق مورفولوژی و بقای سلول ها به ترتیب با استفاده از عکس های میکروسکوپ الکترونی و آزمون MTT بررسی شد. نتایج حاصل از تحقیق حاضر نشان می دهد که محیط کشت سه بعدی با استفاده از فاکتورهای مناسب می تواند بستر مناسبی برای رشد و تمایز سلول های پلوری پوتانت انسانی به سلول های آندودرم قطعی را فراهم آورد.
    کلیدواژگان: سلول های iPS، IDE1، آندودرم قطعی، داربست نانوفیبروز، تمایز
  • رویا غفاری، فریبا میقانی، حمیرا سلیمی صفحات 23-33
    کهورک علف هرز مهاجم و مشکل ساز مناطق گرم و خشک است و بنابراین مکنترل آن از اهمیت بالایی برخوردار است. به منظور بررسی عوامل موثر بر جوانه زنی بذر کهورک، بررسی های آزمایشگاهی شامل بررسی زیستایی بذر، اثر دماهای ثابت و متناوب، اثر خراش دهی شیمیایی و فیزیکی بذر و اثر تنش خشکی با اعمال غلظت های صفر، 100، 200، 300، 400، 500 و 600 میلی مولار PEG و تنش شوری با اعمال غلظت های صفر، 100، 200، 300، 400، 500، 600 و 700 میلی مولار NaCl بر جوانه زنی بذر و بررسی گلخانه ای شامل اثر عمق کاشت بذر بر ظهور گیاهچه کهورک بود. آزمایش در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 4 تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که زیستایی بذر کهورک 81 درصد بود. دمای بهینه جوانه زنی بذر کهورک، دمای ثابت 30 درجه سانتی گراد بود و بطور کلی، دمای ثابت برای جوانه زنی بذر کهورک مناسب تر از دمای متناوب بود. بررسی اثر عمق کاشت بذر نشان داد که بیش ترین ظهور گیاهچه مربوط به بذرهایی بود که در عمق 2 سانتی متری گلدان کاشته شده بودند. بیشترین درصد جوانه زنی بذرکهورک تحت تاثیر تیمار 20 دقیقه با اسیدسولفوریک غلیظ مشاهده شد. خراش دهی فیزیکی بذر با سنباده کارایی چندانی در تحریک جوانه زنی بذر نداشت. در بررسی اثر تنش خشکی و شوری، بیشترین جوانه زنی بذر کهورک (بعد از تیمار شاهد بدون تنش) در پاسخ به غلظت های پایین تر PEG و NaCl یعنی 100 و 200 میلی مولار مشاهده شد و با افزایش شدت تنش خشکی و شوری، جوانه زنی بذر کاهش معنی داری نشان داد. بر اساس نتایج پژوهش حاضر، نور نقش مهمی در جوانه زنی بذر کهورک ندارد و به عبارت دیگر بذر کهورک فتوپلاستیک نیست. این ویژگی ها از عوامل عمده تهاجم کهورک قلمداد می شود و اطلاع دقیق از آنها در کنترل و ممانعت از گسترش این علف هرز چند ساله موثر خواهد بود.
    کلیدواژگان: جوانه زنی بذر، دمای ثابت و متناوب، عمق کاشت بذر، تنش شوری و خشکی
  • حسن زارع مایوان*، جواد محمدی، حمید اجتهادی بجستانی، کریم پاساد صفحات 34-44
    جنگل کاسف با مساحتی بالغ بر 12 هکتار در فاصله 20 کیلومتری شمال شهرستان بردسکن در منطقه ای کوهستانی و خشک، در ارتفاع 1580 تا 1630 متر از سطح دریا با شیب 15درصد در جهت غربی-شرقی واقع شده است. پوشش گیاهی این منطقه در پاییز 1391، پس از نمونه برداری هایی در بهار و پاییز 1391، به روش فلوریستیک مطالعه و سپس شکل های زیستی و پراکنش جغرافیایی آنها تعیین شد. به طور کلی در منطقه 69 گونه متعلق به 29 تیره وجود دارد که 25 تیره دولپه ای و 3 تیره تک لپه ای هستند و یک تیره نیز متعلق به بازدانگان است. بزرگ ترین تیره ها نعناع (Lamiaceae) با 11 گونه، کاسنی (Asteraceae) با 9 گونه و تیره میخک (Caryophyllaceae) با 5 گونه هستند. شکل های زیستی اصلی منطقه عبارتند از: تروفیت ها با 36% (25 گونه)، همی کریپتوفیت ها 29% (20گونه)، کامفیت ها 16% (11گونه)، فانروفیت ها 13% (9گونه) و کریپتوفیت ها با 6% (4 گونه). درصد بالای همی-کریپتوفیت ها نشان دهنده اقلیم سرد و کوهستانی منطقه است و درصد بالای تیره کاسنی و حضور گونه هایی هم چون اسپند (Peganum harmala) نشان دهنده تخریب بالای پوشش گیاهی و عدم نظارت و مدیریت مناسب بر محیط زیست این منطقه است.
    کلیدواژگان: فلور، پراکنش جغرافیایی، شکل زیستی
  • سلمان احمدی اسبچین*، ناصر جعفری صفحات 45-55
    روش های فیزیکی و شیمیایی جذب فلزات سنگین معایبی از جمله هزینه زیاد و غیرموثر بودن در غلظت های کم دارد. روش های زیستی جذب فلزات سنگین در چند دهه اخیر مورد توجه قرار گرفت. از میان جاذب های زیستی شامل باکتری ها، قارچ ها و جلبک ها، جلبک ها بالاترین توانایی را در جذب فلز دارند. در این تحقیق مشخص شد که نقش اصلی در جذب هم زمان فلزات نیکل و کادمیوم بر عهده اسید آلژینیک است. جلبک قهوه ای فوکوس سراتوس به عنوان جاذب زیستی مقرون به صرفه در این تحقیق استفاده شده و جذب زیستی هم زمان یون کادمیوم و نیکل در راکتور بسته مطالعه شد. ساختار سطحی جلبک وکینتیک جذب فلزات بررسی شده است. زمان تعادل حدود 300 دقیقه بود. ایزوترم جذب با استفاده از معادله لانگموییر تفسیر شد. بیشینه جذب برای فلزات کادمیوم و نیکل به ترتیب حدود 85/ 0 و 95/ 0 میلی مول بر گرم بود.
    کلیدواژگان: جلبک، کادمیوم، نیکل، اسید آلژینیک، جذب زیستی
  • احمد قارزی* صفحات 56-69
    طرز تشکیل فولیکول پر و فولیکول مو در مرحله جنینی تقریبا مشابه است. هدف تحقیق حاضر بررسی شباهت ها و تفاوت های ساختاری این دو نوع فولیکول در موش های صحرایی و کبوترهای بالغ است. برای این منظور، پس از خارج کردن فولیکول ها، آنها را برای بررسی با میکروسکوپ نوری و الکترونی آماده کردیم. نتایج این تحقیق نشان داد که این دو نوع فولیکول از نظر داشتن پاپیلای درمی و ماتریکس اپیدرمی مشابه هستند. همچنین نحوه تولید رشته مو و پر در آنها تقریبا یکسان است. اما برخلاف فولیکول مو، در بخش بالای پاپیلای درمی فولیکول پر یک بخش متمایز به نام پولپ وجود دارد. در مرکز این پولپ و همچنین پاپیلای درمی یک رگ خونی قرار دارد که نظیر آن در فولیکول مو دیده نمی شود. یکی دیگر از تفاوت های مشاهده شده به ضخامت غشای پایه ای مربوط می شود که در مرز ماتریکس اپیدرمی و پاپیلای درمی وجود دارد و در فولیکول پر نسبت به فولیکول مو از ضخامت بسیار بیشتری برخوردار است. همچنین در قاعده فولیکول پر جمعیت مشخصی از سلول های شبه بنیادی دیده می شود که نظیر آن در فولیکول مو مشاهده نشد. با توجه به نتایج به نظر می رسد که پر در پرندگان و مو در پستانداران برای اهداف زیستی مختلفی سازگاری یافته-اند.
    کلیدواژگان: پاپیلای درمی، ماتریکس اپیدرمی، سلول های بنیادی اپیدرمی، پولپ
  • رامین عزتی، گلاره ربانی* صفحات 70-81
    باران اسیدی که شکل مرطوب آلاینده های گازی تلقی می شود، دراثر ترکیب آلاینده هایی مانند CO2، SO2و NO2 در اتمسفر با بخار آب در ابرها تشکیل می شود. با افزایش غلظت این آلاینده ها در اتمسفر میزان باران اسیدی نیز رو به افزایش است. باران اسیدی، که مخلوطی از اسیدهای سولفوریک، نیتریک و کربنیک است، در خاک موجب تغییراتی مانند کاهش pH، زدایش عناصر غذایی، افزایش آزادسازی فلزات سمی و کاهش حاصل خیزی خاک می شود،که نتیجه آن اعمال اثرات منفی بر گیاهان است. در مطالعه حاضر طی یک دوره 32 روزه، گیاهان گندم تحت آبیاری و برگ پاشی با 4 تیمار باران اسیدی حاوی اسیدسولفوریک و اسیدنیتریک با pHهای 5/ 2 و 5/ 3 و 5/ 4 و 6/ 5 قرار گرفتند، درحالی که گیاهان شاهد با آب معمولی با 7/4= pH آبیاری شدند. طبق نتایج، گیاهان شاهد در تمام شاخص های رشدی و فیزیولوژیکی بهتر از گیاهان تیمار باران اسیدی با pH های 5/ 2 و 5/ 3 بودند. همچنین گیاهان تیمار شده با باران اسیدی در pH های 6/ 5 و 5/ 4، به غیر از شدت -فتوسنتز، محتوای رنگیزه ها و قندهای محلول در دیگر فاکتورها در سطح پایین تری از گیاهان شاهد قرار داشتند. همچنین درpH های 5/3 و 5/2 ایجاد لکه های سفید در هر دو سطح برگ، خشک شدن راس و کنار های برگ نیز مشاهده شد.
    کلیدواژگان: pH، شاخص های رشدی و فیزیولوژیکی، آسیب برگی
|
  • Fatemeh Ghasemi*, Reza Heidari, Rashid Jamei, Latifeh Poorakbar Pages 1-7
    To assess nickel-induced toxicity in plants, Zea mays seeds were germinated and cultured on nutrient solution with nickel concentrations of 0, 50, 100 and 200 μM for a period of two weeks. Its effects on the growth, Hill reaction and photosynthetic pigments content were then investigated. The fresh and dry weight of leaves and roots increased in 50 μM nickel, but decreased in 100 and 200 μM. The decline in length of root and shoot were observed by increasing nickel concentration. According to the results, root and shoot showed differential growth response to various nickel concentrations. Nickel concentrations up to 100 μM caused increase in the content of chlorophyll a, but resulted in decrease at 200 μM nickel. No significant changes in chlorophyll b and carotenoids contents were observed. The rate of Hill reaction, as the ability of chlorophyll a in the reaction center of PSII680 to split water, decreased by increase in nickel concentration.
    Keywords: chlorophyll content, Hill reaction, carotenoid
  • Elham Hoveizi*, Mohammad Nabiuni, Kazem Parivar, Mohammad Massumi, Jafar Ai Pages 8-22
    Induced pluripotent cells have been considered as one of the most recent and best cell sources for the cell therapy. In this study, the differentiation potency of human iPS cells, cultured on scaffolds, which can differentiate into definitive endodermal cells as precursor for hepatocytes, pancreatic and lung cells, was studied. Embryoid bodies composed of pluripotent cells, were seeded on electrospinning nanofiber scaffold. The cells were differentiated into definitive endoderm using IDE1. Expression of definitive endoderm markers including Sox17, FoxA2 and GSC were confirmed by immunocytochemistry staining and qRT-PCR analysis. In the present study, morphology and viability of cells were evaluated by utilizing a scanning electron microscopy and MTT assay, respectively. The results demonstrated the positive effect of 3D cultures, using suitable factors, on definitive endoderm differentiation.
    Keywords: iPSCs, IDE1, definitive endoderm, electrospun scaffold
  • Roya Ghaffarri, Fariba Meighani, Homeira Salimi Pages 23-33
    Mesquite is an invasive and problematic weed in warm and dry areas and so its management is very important. In order to study the effective factors on mesquite seed germination, the following studies were conducted to investigate: 1- seed viability; 2- the effect of constant temperatures on seed germination including 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 and 40°C independent dark and independent light conditions; 3- Effect of temperature fluctuations on seed germination including 10/0, 20/10 and 30/20°C; 4- the effect of scarification with concentrated sulphuric acid and physiacal scarification on seed germination; 5- the effect of planting depth seed on seedling emergence; 6- the effect of drought stress including 0, 100, 200, 300, 400, 500, and 600 Mm PEG on seed germination; and finally 7- the effect of salt stress including 0, 100, 200, 300, 400, 500, 600, and 700 mM NaCl on seed germination. All experiments were performed as completely randomized designs with 4 replications. The results showed that seed viability of mesquite was 81%. The optimum temperature for seed germination was a constant temperature- 30°C. In general, constant temperature was more suitable than temperature fluctuations for seed germination. The best seed planting depth for seedling emergence was 2 cm. The most seed germination was observed under the effect of 20 min scarification with concentrated sulphuric acid. Physical scarification had no significant effect on seed germination. While the study of salt and drought stresses effect showed that the most seed germination (after control without NaCl and PEG), was due to concentrations of 100 and 200 mM, seed germination decreased with the increase of NaCl and PEG concentrations. Based on the present results, light did not play a crucial role on seed germination. Therefore, mesquite seeds were not photoblastic. These characteristics are very important in making mesquite an invasive weed. Having precise information of these traits, enables us to have a better control over the management of this troublesome weed.
    Keywords: seed dormancy, constant, fluctuating temperature, seed planting depth, salt, drought stress
  • Hassan Zare, Maivan*, Javad Mohammadi, Hamid Ejtehadi, Bajestani, Karim Pasad Pages 34-44
    Kasf forest, with an area of over 12 ha, running in the east-west direction and located at a distance of 20 kilometers in the north of the city of Bardaskan in a mountainous arid region. The minimum and maximum temperature of the area ranges between -10° C and +45° C. The average annual precipitation of the region is 155 mm. The altitude of the forest is about 1600 m above sea level with a 15% slope. The vegetation of this forest was studied using floristic methods 2 years after a devastative fire and life forms and geographical distributions of plant species were determined. Sixty nine plant species belonged to 29 families (25 Dicots, 3 monocots and one gymnosperm). The largest families were the Lamiaceae with 11, Asteraceae with 9 and Caryophyllaceae with 5 species. The percentages of life forms were determined as follows: Therophytes with 36% (25 species), Hemicryptophytes with 29% (20 species), Chamaephytes with 16% (11 species), Phanerophytes with 13% (9 species) and Cryptophytes with 6% (4 species) of total investigated species. The high percentage of Hemicryptophytes indicated the dominance of cold mountainous climate and the presence of Asteraceae species such as harmala (Peganum harmala) showed that a severe disturbance had taken place in the region, which indicated a poor ecological administration in the studied region.
    Keywords: flora, geographical distribution, life form
  • Salman Ahmady, Asbchin*, Naser Jafari Pages 45-55
    Methods of physical and chemical adsorption of heavy metals have disadvantages in some ways- such as high cost and ineffectiveness at low concentrations. In recent decades methods of biological uptake of heavy metals have been investigated. The biological adsorbents include bacteria, fungi and alga, among which algae have the highest efficiency of metal uptake. This study indicated that Alginic acid is most responsible for the uptake of metals, such as nickel (II) and cadmium (II). Fucus serratus, brown alga, used as a cost-effective adsorbent for the biological uptake of cadmium and nickel ions simultaneously in a batch reactor in this study. Surface structure of algae has also been investigated. Adsorption kinetics have been measured and the results have indicated that the equilibrium time is about 300 minutes. The adsorption isotherm was interpreted by means of the Langmuir equation. The maximum adsorption rate for cadmium (II) and nickel (II) turned out to be about 0.85 and 0.95 mmol/g, respectively.
    Keywords: alga, cadmium, nickel, alginic acid, biosorption
  • Ahmad Gharzi* Pages 56-69
    Formations of feather and hair follicles during embryonic stage are nearly similar. The aim of the present research is to study the similarities and differences between these two follicles in adult pigeons and rats. To fulfill this task, feather and hair follicles were dissected and processed for light and electron microscopy. The results demonstrated that these two follicles were similar in having dermal papilla and epidermal matrix. Moreover, the production of feather fibers and hair in them, respectively, is almost similar. However, unlike the hair follicle, the feather follicle has a distinct compartment, called the pulp at the top of the papilla. At the center of this pulp and dermal papilla a blood vessel exists, a character never observed in the hair follicle. Another difference between the two related to the thickness of the basement membrane exists at the interface between the papilla and epidermal matrix which in feather follicle is much thicker than its hair equivalent. In addition, at the base of feather follicle there is a distinct population of stem-like cells which could not be distinguished in the hair follicle. Based on the results obtained in this study, it seems that the feathers in birds and the hairs in mammals have been adapted for different biological tasks.
    Keywords: dermal papilla, epidermal matrix, epidermal stem cell, pulp
  • Ramin Ezzati, Gelareh Rabbani* Pages 70-81
    Acid rain, which is a wet form of gaseous air pollutants, is formed when air pollutants such as SO2, NO2, CO2 in the atmosphere combine with water vapor of clouds. With the increase of concentration of these pollutants, the amount of acid rain increases. Acid rain, which is the mixture of sulphuric, nitric and carbonic acids, results in some changes in the soil such as decrease in pH, uncommon nutrient liberation, increase of release of toxic metals and the decline in the fertility of soil. These impacts have negative effects on plants. In the present work wheat plants were irrigated and leaf sprayed with four treatments of acid rain which contain sulphuric and nitrics acids with the pH of 2.5, 3.5, 4.5, 5.6 for a period of 32 days, whereas, control plants were irrigated and leaf sprayed by normal water with a pH of 7.4. According to the results we have obtained, control plants in whole growth and physiological indexes were better than those plants treated by acid rains with the pH of 2.5 and 3.5. Moreover, the plants treated by acid rain with the pH of 4.5 and 5.6, were lower in other factors except photosynthetic rate, pigment content and carbohydrate content than control plants. Also acid rains with the pH of 2.5 and 3.5 caused white spots in both surfaces of leaf and tip and border atrophy.
    Keywords: pH, growth, physiological indexes, leaf damage