به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

محمد مجدی

  • بهمن بهرام نژاد*، سیما محمدی، محمد مجدی، جلال سلطانی
    سابقه و اهداف
    گیاهان جنس Papaver از تیره خشخاش، ازجمله گیاهان دارویی مشهور به شمار می آیند که به دلیل تولید آلکالوییدهای مورفینان و آلکالوییدهای ایزوکینولینی با اثرهای ضدمیکروبی همواره مورد توجه صنایع داروسازی و پزشکی قرار گرفته است. در استان کردستان به عنوان یکی از مناطق کوهستانی غرب کشور تنوع زیادی از گیاهان جنس Papaver مشاهده می شود. در این پژوهش عصاره های متانولی تهیه شده از چهار گونه Papaver از لحاظ میزان تولید آلکالوییدهای مورفینان و اثرهای ضدمیکروبی بر رشد میکروارگانیسم ها در شرایط آزمایشگاهی بررسی شدند.
    مواد و روش ها
    گونه های Papaver glaucum،P. fugax ،P. argemone  و P. bracteatum با دو بار تکرار از رویشگاه های طبیعی آنها در استان کردستان در فصل بهار جمع آوری شده و زیر نظر گیاه شناس مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان براساس خصوصیات مورفولوژیکی شناسایی گردیدند. برای استخراج آلکالوییدها، اندام های هوایی و ریشه ها در سایه خشک و پودر شدند. با استفاده از پودرهای حاصل و حلال های متانول و کلروفرم به نسبت 1 به 4، عصاره ها تهیه گردیدند. میزان آلکالوییدهای مورفین، کدئین، تبائین و پاپاورین موجود در هر یک از نمونه ها به صورت مجزا با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) سنجش شد. همچنین اثرهای ضدمیکروبی عصاره ها علیه باکتری های گرم مثبت Bacillus subtilis، Staphylococcus aureus و Streptococcus pyogenes و باکتری های گرم منفی Pseudomonas aeruginosa، Salmonella typhi, و Escherichia coli بیماری زا به روش سنجش هاله عدم رشد، تعیین حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC)، با استفاده از روش رقت لوله ای ارزیابی گردید.
    نتایج
    تولید آلکالوییدهای مورفینان در گونه های مورد بررسی توسط HPLC تایید شد. میزان مورفین به عنوان آلکالویید غالب در بین چهار گونه مورد بررسی از 4.21 تا 21.33 میلی گرم بر گرم وزن خشک متغیر بود. بیشترین میزان مورفین (21.33 میلی گرم بر گرم) در عصاره P. bracteatum و بیشترین میزان تبائین و کدئین (8.67 و 1.8 میلی گرم بر گرم) در عصاره P. fugax مشاهده گردید. مشاهده هاله عدم رشد بر علیه باکتری های Pseudomonas aeruginosa و Staphylococcus aureus تاییدکننده اثرهای ضدمیکروبی عصاره های گیاهی مورد بررسی بود. دامنه حداقل غلظت مهارکنندگی عصاره ها بر علیه باکتری های مورد بررسی بین 25 تا 100 میلی گرم بر میلی لیتر متغیر بود و حداقل غلظت کشندگی فقط بر علیه باکتری Escherichia coli مشاهده شد. عصاره گیاه P. bracteatum با حداقل غلظت مهارکنندگی 25 میلی گرم بر میلی لیتر و حداقل غلظت کشندگی 50 میلی گرم بر میلی لیتر بر علیه باکتری E. coli بیشترین اثر مهارکنندگی را نشان داد.
    نتیجه گیری
    نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که گونه های Papaver مورد بررسی مقادیر و دامنه قابل توجهی از آلکالوییدهای مورفینان را تولید می کنند که ارزش ژنتیکی و دارویی این گونه های طبیعی را برای مطالعات بعدی مشخص می کند. به علاوه اثرهای ضدمیکروبی عصاره های این گیاهان بر علیه سویه های مرجع باکتری بیماری زای گرم مثبت و گرم منفی استفاده شده در این پژوهش بیانگر جنبه دیگری از اهمیت متابولیت های ثانویه این گیاهان می باشد. بنابراین پیشنهاد می شود که مطالعات بیشتری در زمینه تفکیک، جداسازی و شناسایی متابولیت های با ارزش گیاهان تیره خشخاش انجام شود و بررسی اثرهای ضدمیکروبی این ترکیبات می تواند گزینه مناسبی برای تولید داروهای ضدمیکروبی موثر باشد.
    کلید واژگان: آلکالوییدها، Papaver، حداقل غلظت کشندگی، حداقل غلظت مهارکنندگی، مورفینان، HPLC
    B. Bahramnejad *, S. Mohammadi, M. Majdi, J. Soltani
    Background and Objectives
    Papaver plants from the poppy family are among the famous medicinal plants that have always been the focus of the pharmaceutical and medical industries due to the production of morphine alkaloids and isoquinoline alkaloids with antimicrobial effects. A wide variety of Papaver species can be seen in the pastures and mountains of Kurdistan province. In this research, the methanolic extracts prepared from four Papaver species were investigated about the amount of morphinan alkaloids produced and the antimicrobial effects on the growth of microorganisms in laboratory conditions.
    Methodology
    Four Papver species including P. glaucum, P. fugax, P. argemone, and P. bracteatum were collected twice from their natural habitats in Kurdistan province in spring and were identified based on morphological characteristics under the supervision of a botanist of the province's agricultural and natural resources research center. In order to extract alkaloids, aerial parts, and roots were dried and powdered in the shade. Extracts were prepared by adding methanol and chloroform solvents in a ratio of 1 to 4 to the resulting powders of plants. The amount of morphine, codeine, thebaine, and papaverine alkaloids present in each of the samples was measured separately using high performance liquid chromatography (HPLC). Also, the antimicrobial effects of extracts against Gram-positive bacteria, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, and gram-negative bacteria, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, Escherichia coli were investigated. The pathogenicity was evaluated by measuring the growth halo, determining the minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum lethal concentration (MBC), using the tube dilution method.
    Results
    The production of morphine alkaloids in all of the studied species was confirmed by HPLC. The amount of morphine as the dominant alkaloid among the four studied species varied from 4.21 to 21.33 mg/g dry weight. The highest amount of morphine (21.33 mg/g) was observed in P. bracteatum extract and the highest amount of thebaine and codeine (8.67 and 1.8 mg/g) was observed in P. fugax extract. The observation of non-growth aura against Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus bacteria confirmed the antimicrobial effects of the investigated plant extracts. The detected amounts of minimum inhibitory concentration against the gram-positive and gram negative bacteria varied from 25 to 100 mg/ml and minimum lethal concentration was just observed against Escherichia coli. P. bracteatum plant extract showed the highest inhibitory effect against E. coli bacteria with a minimum inhibitory concentration of 25 mg/ml and a minimum lethal concentration of 50 mg/ml.
    Conclusion
    By examining the results, it was found that the studied Papaver species produce significant amounts and ranges of morphine alkaloids, which designates these natural species' genetic and medicinal value for further studies. In addition, the extract of these plants showed antimicrobial effects against the reference strains of gram-positive and gram-negative pathogenic bacteria used in this research. Therefore, it is suggested that more studies be conducted in the field of separation and separation of the metabolites of these plants and the investigation of their antimicrobial effects in subsequent studies to achieve effective and novel antimicrobial compounds and drugs.
    Keywords: Alkaloids, Papaver, Minimum Bactericidal Concentration, Minimum Inhibitory Concentration, Morphinan, HPLC
  • اسعد معروفی*، بتول رحیمی، محمد مجدی
    گل راعی یک گیاه دارویی است که به دلیل خواص ضد افسردگی خود معروف است. هایپریسین و هیپرفورین دو ترکیب فعال از متابولیتهای ثانویه گل راعی هستند که دارای بیشترین ارزش دارویی می باشند. با توجه به اهمیت این ترکیبات در گل راعی، نیاز به افزایش تولید آنها با استفاده از فناوری های زیستی احساس می شود. برای این منظور و بعنوان مطالعات مقدماتی بیان دو ژن کلیدی پلی کتاید سنتاز شامل HpPKS2 و HpPKS1 در مسیر بیوسنتزی هایپریسین مطالعه شد. الیسیتور متیل جاسمونات به عنوان القاگر بیان ژن در غلظت های صفر، 10 و 100میکرومولار در مرحله قبل از گلدهی مورد استفاده قرار گرفت. پس از اعمال تیمار، نمونه برداری از برگ و ساقه گیاهان در زمان های صفر، 12، 24 و 48 ساعت انجام شد. میزان بیان ژن ها با روش RT-PCR نیمه کمی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که هر دو ژن در اثر اعمال متیل جاسمونات در بافتهای برگ و ساقه افزایش بیان داشتند و در غلظتهای 10 و به ویژه 100 میکرومولار اختلاف با شاهد معنی دار بود. همچنین میزان بیان هر دو ژن HpPKS2 و HpPKS1 در سری زمانی صفر، 12، 24 و 48 ساعت پس از اسپری متیل جاسمونات درهر دو بافت روندی صعودی را نشان داد و در 48 ساعت عموما بیشترین افزایش بیان مشاهده شد. نتایج این مطالعه نشان داد که هر دو ژن کلیدی پلی کتاید سنتاز تحت تاثیر متیل جاسمونات القا و منجر به بیان بیشتر آنها می‎شود.
    کلید واژگان: القاگر، بیان ژن، گل راعی، مسیر بیوسنتز، هایپریسین
    Asad Maroufi *, Batoul Rahimi, Mohammad Majdi
    St. John's wort (Hypericum perforatum L.) is a medicinal plant that is well known for its anti-depressant properties. Hypericin and hyperforin are the two active compounds that have the greatest medicinal value. Considering the importance of these compounds, it is necessary to have solutions to increase their production through biotechnology. Therefore, as preliminary study the expression of two key polyketide synthase genes including HpPKS2 and HpPKS1 in hypericin biosynthetic pathway was studied. Methyl jasmonate was used as elicitor to stimulate gene expression in concentrations of 0, 10 and 100 micromolar before flowering stage. Leaves and stems samples were then collected at 0, 12, 24 and 48 hours after MeJA treatment. The expression level of genes was examined by semi-quantitative RT-PCR method. The results showed that the expression level of both HpPKS2 and HpPKS1 genes were increased in leaf and stem tissues due to the application of MeJA, and at the concentrations of 10 and especially 100 µm, there was a significant difference with the control (0 concentration). Moreover, the expression level of both genes showed a rising trend in the time series of 0, 12, 24 and 48 hours after spraying MeJA in both tissues, and generally the greatest increase in expression was observed at 48 hours. The results of this study showed that both polyketide synthase genes are induced under the influence of methyl jasmonate and lead to their higher expression.
    Keywords: Elicitor, gene expression, St. John's wort, biosynthetic pathway, hypericin
  • اسعد تفسیری، احمد اسماعیلی*، فرهاد نظریان فیروزآبادی، محمد مجدی

    miRNAها (میرناها) دسته ای از مولکول های RNA کوتاه غیر کدکننده ، با طولی حدود 24-18 نوکلیوتید هستند که ژن های هدف را در سطح پس از رونویسی کنترل می کنند. هیچ گونه گزارشی از شناسایی میرناها در گیاه ریواس ثبت نشده است. لذا در مطالعه حاضر به منظور پیش بینی میرناهای حفاظت شده بالقوه و ژن های هدفشان در ریشه گیاه ریواس، RNA کل از بافت ریشه استخراج شد و مورد توالی یابی قرار گرفت. سپس رونوشت های غیرکننده پروتیین شناسایی شدند و به عنوان توالی های نامزد پیش ساز میرنا در نظر گرفته شدند. در این مطالعه 82047 رونوشت از گیاه ریواس به روش سرهم بندی نوپدید ایجاد شد. با جستجوی همولوژی این رونوشت ها با پایگاه داده  mirbasو پیش بینی ساختار ثانویه، 4 میرنا محافظت شده متعلق به خانواده های mir396، mir164، mir319 و mir168 شناسایی شدند. 574 رونوشت از ترانسکریپتوم ریشه ریواس توسط این میرناها مورد هدف قرار گرفتند. در مجموع با توجه به نقش تنظیمی میرناهای شناسایی شده بر طیف وسیعی از ژن ها، می توان از این میرناها در شناسایی ژن های مرتبط با متابولیت های ثانویه بهره برد.

    کلید واژگان: ریواس، ساختار ثانویه، میرنا، هستی شناسی ژن، Rheum ribes
    Asad Tafsiri, Ahmad Ismaili*, Farhad Nazarian Firouzabadi, Mohammad Majdi

    MicroRNAs (miRNAs) are a group of short non-coding RNA molecules with a length of about 18-24 nucleotides, which control target genes expression at the post-transcriptional level. There are no reports of miRNA detection in Rheum ribes plant. Therefore, in the present study, in order to predict potential conserved miRNAs and their target genes in R.ribes roots, total RNA was extracted from the root tissue and sequenced. Then, non-coding transcripts were identified in R.ribes transcriptome and considered as miRNA precursor candidate sequences. In this study, 82047 transcripts were created from R.ribes root by de novo assembly method. By searching the homology of these transcripts with mirbas database and secondary structure prediction, 4 conserved miRNAs belonging to mir396, mir164, mir319 and mir168 families were identified. 574 transcripts from R.ribes root transcriptome were targeted by these miRNAs. In general, due to the regulatory role of identified miRNAs on a wide range of genes, these miRNAs can be used to identify genes related to secondary metabolites.

    Keywords: Gene ontology, MiRNA, Rheum ribes, Secondary structure
  • رضوان موسیوند*، محمد مجدی، فواد فاتحی، حامد غباری
    یکی از مضرترین آفات جنگل های زاگرس، پروانه ی جوانه خوار بلوط Tortrix viridana (Lep. Tortricidae) است. تنوع ژنتیکی جمعیت های گیاه میزبان پروانه ی جوانه خوار بلوط در جنگل های بلوط شمال غرب ایران و منطقه ی زاگرس شمالی با استفاده از توالی ژن 28s بررسی شد. جمع آوری نمونه ها، در مناطق جنگلی استان های آذربایجان غربی، لرستان، کردستان و کرمانشاه صورت گرفت. نمونه های جمع آوری شده که در مرحله ی لاروی بودند تا زمانی که به شفیره و سپس به حشره ی کامل تبدیل شوند، در آزمایشگاه نگهداری شدند. استخراج DNA به روش CTAB انجام و به منظور تکثیر ناحیه 28s از توالی ژن 28s جنس Tortrix از NCBI برای طراحی پرایمر استفاده شد. ناحیه ی مورد نظر با استفاده از روش PCR تکثیر و محصولات PCR توالی یابی شدند. 21 نمونه برای بررسی تنوع ژنتیکی با استفاده از ژن 28s انتخاب شد که 18 نمونه با کیفیت بالاتر توالی DNA برای بررسی های بیشتر مورد استفاده قرار گرفت. توالی های DNA با استفاده از نرم افزار Bioedit ویرایش و با نرم افزار MegaX تراز شد و درخت فیلوژنتیک به روش UPGMA با 1000 تکرار نمونه برداری ترسیم گردید. ارزیابی ساختار ژنتیکی جمعیت ها نشان داد که تنوع مابین جمعیت ها بیشتر از درون جمعیت ها است. نتایج درخت فیلوژنتیک نیز نشان داد که نمونه های مختلف پروانه ی جوانه خوار بلوط بر اساس فاصله ی جغرافیایی دارای تنوع ژنتیکی هستند. بنابراین زمان ظهور آفت، رفتار و نوع کنترل و مدیریت آفت آنها هم متفاوت است.
    کلید واژگان: Tortrix viridana، آفت، فاصله جغرافیایی، 28s rDNA
    Rezvan Mousivand *, Mohammad Majdi, Foad Fatehi, Hamed Ghobari
    One of the most harmful pests of Zagros forests is the Tortrix viridana (Lep. Tortricidae). Genetic diversity of Tortrix viridana host plant populations in the oak forests of northwestern Iran and the northern Zagros region was investigated using 28s gene sequence. The samples were collected from the forest areas of west Azarbaijan, Lorestan, Kurdistan and Kermanshah provinces. They were in the larval stage, were kept in laboratory conditions until they turned into pupa and then into a complete insect. DNA extraction was done by CTAB method. Also, in order to amplify the 28s region, the 28s gene sequence of Tortrix genus was used from NCBI for primer design. The desired region was amplified using the PCR method and the PCR products were sequenced. 21 samples were selected to investigate genetic diversity using the 28s gene, and 18 sequences DNAs were of suitable quality for further investigations. The DNA sequences were edited using Bioedit software and aligned using MegaX software, and the phylogenetic tree was drawn by UPGMA method with 1000 sampling repetitions. The evaluation of the genetic structure of populations showed that the diversity between populations is greater than within populations. The results of the phylogenetic tree also showed that different samples of the Tortrix viridana have genetic diversity based on geographical distance. Therefore, the time of appearance of the pest, their behavior and their type of control and management are also different.
    Keywords: Tortrix viridana, Pest, geographical distance, 28s rDNA
  • مهربانو کاظمی الموتی، محمد مجدی*، قاسم حسینی سالکده، محمدرضا غفاری

    سن گندم با نام علمی Eurygaster integriceps یکی از آفات شناخته شده مزارع گندم در ایران و غرب آسیا است. نقش نوروپپتید ها در مراحل رشد و نمو حشرات منجر به ایجاد چشم انداز امیدوارکننده ای جهت تولید نسل جدیدی از حشره کش های زیستی مبتنی بر کاربرد اختصاصی شده است. نوروپپتیدهای حشرات به همراه گیرنده های اختصاصی آن ها یکی از متنوع ترین پروتیین هایی هستند که فعالیت های فیزیولوژیکی و رفتاری را در حشرات کنترل می کنند. آلاتواستاتین یکی از نوروپپتیدهای مهم در حشرات می باشد که با مهار هورمون جوانی، در تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی نظیر تغذیه و متابولیسم در برخی از حشرات نقش دارد. در این مطالعه با استفاده از اطلاعات حاصل از ترانسکریپتوم حشره بالغ سن گندم، نوروپپتید ها و گیرنده های اختصاصی خانواده آلاتواستاتین در سن گندم مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز بیوانفورماتیکی و بررسی های فیلوژنتیکی داده ها منجر به شناسایی چهار نوروپپتید از خانواده آلاتواستاتین A، B و C و همچنین گیرنده های نوروپپتیدی آلاتواستاتین A و B شد. نتایج نشان داد که نوروپپتیدهای خانواده آلاتواستاتین شناسایی شده سن گندم در فرایندهای فیزیولوژیک متنوعی دخیل می باشند. با توجه به نقش مهم نوروپپتیدها در حشرات، این نوروپپتیدها می توانند امکان طراحی حشره کش های اختصاصی سازگار با محیط زیست به منظور مدیریت کنترل سن گندم را برای آینده فراهم آورند.

    کلید واژگان: آلاتواستاتین، نوروپپتید، GPCR، RNA-seq
    Mehrbanno Kazemi Alamuti, Mohammad Majdi *, Ghasem Hosseini Salekdeh, MohammadReza Ghaffari

    Eurygaster integriceps is one of the known pests of wheat fields in Iran and West Asia. The role of neuropeptides in the stages of insect’s growth has led to a promising perspective for the production of a new generation of bio-insecticides based specific application. Insect’s neuropeptides along with their specific receptors are one of the most diverse proteins that control physiological and behavioral activities in insects. Allatostatin is one of the important neuropeptides in insects which, by inhibiting the youth hormone, plays a role in regulating physiological processes such as feed and metabolism in some insects. In this study, using the information obtained from adult Eurygaster integriceps transcriptome, neuropeptides and specific receptors of the allatostatin family were investigated. Bioinformatics and phylogenetic studies of the data led to identify four neuropeptides A, B and C allatostatin family, as well as the neuropeptide receptors of A and B allatostatin. The results showed that the neuropeptides of the allatostatin family identified in Eurygaster integriceps are involved in various physiological processes. Considering the important role of neuropeptides in insects, these neuropeptides can be used to design specific insecticides compatible with the environment for managing control Eurygaster integriceps in future.

    Keywords: Allatostatin, GPCR, Neuropeptide, RNA-seq
  • مراحم آشنگرف*، مینا صیادی، محمد مجدی
    ال-دوپا (3و 4 دی هیدروکسی فنیل ال-آلانین) از زمان ورود آن در 1960، به عنوان داروی طلایی برای درمان بیماری پارکینسون تشخیص داده شده است. در این مطالعه برای نخستین بار پتانسیل سویه جدید باکتریPaenibacillus sp. CT4W با قابلیت تبدیل زیستی ال-تیروزین به ال-دوپا بررسی شد. بهینه سازی پارامترهای موثر بر فرآیند زی تبدیلی ال-تیروزین به ال-دوپا، تحت استراتژی سلول در حال استراحت، توسط روش های تک عاملی و طراحی تاگوچی انجام شد. براساس نتایج بدست آمده از بهینه سازی به روش تک عاملی، بهترین شرایط برای زی تبدیلی عبارت است از توده زیستی در غلظت 6 گرم در لیتر، یون مس در غلظت 045/0 گرم در لیتر، دمای 30 درجه سیلسیوس، pH برابر 7، دور شیکر 150 و عصاره مخمر در غلظت 1 گرم در لیتر بعنوان سوبسترای کمکی. تحت شرایط بهینه شده فوق غلظت ال-دوپای بدست آمده پس از 16 ساعت گرماگذاری 29/0 گرم در لیتر است. در ادامه از آرایه متعامد L18 طراحی تاگوچی برای بهینه سازی فرآیند استفاده شد. براساس نتایج بدست آمده، بهترین شرایط برای زی تبدیلی عبارت است از ال-تیروزرین در غلظت 5/1 گرم در لیتر، توده زیستی در غلظت 5 گرم در لیتر و یون مس در غلظت 03/0 گرم در لیتر. تحت شرایط بهینه شده فوق غلظت ال-دوپای بدست آمده پس از 20 ساعت گرماگذاری 96/0 گرم در لیتر با راندمان مولی 5/53% است.
    کلید واژگان: زی تبدیلی، ال-تیروزین، ال- دوپا، بهینه سازی، Paenibacillus sp. CT4W
    Morahem Ashengroph *, Mina Sayyadi, Mohammad Majdi
    Since the introduction of L-dopa (3, 4-dihydroxylphenyl-L-alanine) in the 1960s, L-dopa has been recognized as a gold-standard medical therapy for Parkinson’s disease. In the present work, a newly tyrosine-transforming strain of Paenibacillus sp. CT4W was used for the biotransformation of L-tyrosine to L-DOPA. The process parameters were optimized using single- factor experiments and Taguchi design methodology under resting cell strategy. Based on the values obtained in single-factor experiments, the optimum parameters for L- DOPA production: cell mass 6g/l, Cu+2 0.045 g/l, Temperature 30º C, pH 7, agitation 150 rpm and 0.5 g/l of yeast extract as cosubstrate. The maximum yield achieved with these parameters was 0.29 g/l after 16 h incubation. A Taguchi L16 orthogonal array was subsequently employed for further optimization. The biotransformation reaction having 5 g/l cell mass, 1.5 g/l tyrosine and 0.03 g/l Cu+2 was found to be optimum for maximum L-DOPA production. Under the optimized conditions, resting cells of Paenibacillus sp. CT4W produced 0.96 g/l L-DOPA, with a molar yield of 53.5 % after 20 h incubation.
    Keywords: Bioconversion, L-tyrosine, L- dopa, Optimization, Paenibacillus sp. CT4W
  • اسعد معروفی*، هلیا بهمنی، براتعلی فاخری، محمد مجدی
    مرزه سهندی (Satureja sahandica Bornm) یکی از گونه های بومی ایران است که دارای متابولیت های ثانویه با ارزشی است. ارزش بالای مواد موثره گیاه دارویی مرزه سهندی باعث شده است که نیاز به روش هایی برای تکثیر سریع و مطمین مانند کشت سلول و بافت احساس شود. به همین دلیل در این تحقیق بهینه سازی یک روش تکثیر درون شیشه ای برای گیاه مرزه سهندی انجام شد. ابتدا ریز نمونه ها از کشت گیاهچه های بذری استریل تهیه شدند. تیمارهای تنظیم کننده رشد گیاهی مورد استفاده برای کالوس زایی در محیط کشت MS شامل ترکیبات 2,4-D در سه سطح همراه  با BA (بنزیل آدنین) در چهار سطح و یا ترکیب NAA در دو سطح به همراه با BA در پنج سطح بودند. همچنین تیمار  BA در پنج سطح برای شاخه زایی کالوس ها استفاده شد. ریز نمونه ها تحت تاثیر ترکیبات تنظیم کننده های رشد گیاهی متفاوت عکس العمل های کال زایی متفاوتی را نشان دادند. ترکیب یک میلی گرم در لیتر 2,4-D به اضافه یک میلی گرم در لیتر BA و ترکیب 5/0 میلی گرم در لیتر NAA به همراه 5/0 میلی گرم در لیتر BA  بالاترین میزان القاء کالوس زایی (%100) را نشان دادند. کالوس های تولید شده سبز رنگ و دارای ساختار کروی و بافتی سفت و فشرده بودند. همچنین بیشترین تعداد شاخه های باززا شده (سه نوشاخه) از کالوس ها مربوط به غلظت های 4 و 5 میلی گرم بر لیتر BA بود. این نتایج می تواند به عنوان یک روش ساده و مناسب در باززایی گیاه مرزه سهندی برای ریز ازدیادی در شرایط درون شیشه ای و یا انتقال ژن مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: کالوس، کشت بافت، گیاهان دارویی، مرزه سهندی
    Asad Maroufi *, Helia Bahmani, Baratali Fakheri, Mohammad Majdi
    Sahendian savory (Satureja sahendica Bornm) is one of the native species of Iran that contain valuable secondary metabolites. The high value of the active ingredients of Sahendian savory has caused the need for methods for rapid Therefore, in this study, an in vitro tissue culture method was optimized for Sahendian savory. First, explants were prepared from sterile seedlings. Plant growth regulators treatments used for callus induction in MS medium included 2,4-D at three levels with BA (Benzyl Adenine) at four levels or NAA at two levels with BA at five levels (0, 0.5, 1, 2 and 5 mgl-1). BA treatment was also used at five levels for shoot induction. Callus formation of explants showed different reactions under the influence of different hormonal compounds. The explants showed different callogenic reactions under the consequence of different plant growth regulators combinations. The combination of 1 mgl-1 2,4-D plus 1 mgl-1 BA and the combination of 0.5 mgl-1NAA with 0.5 mgl-1 BA showed the highest callus induction rate (100%). The calli produced were green and had a spherical and firm texture. Additionally, the highest number of regenerated shoots (3 shoots) from calli were related to concentrations of 4 and 5 mgl-1 BA. These results can be used as a simple and appropriate technique in the regeneration of Sahendian savory plants for in vitro micropropagation or gene transfer.
    Keywords: Callus, tissue culture, medicinal plants, Satureja sahendica Bornm
  • مهربانو کاظمی الموتی، محمد مجدی*، محمدرضا غفاری*، قاسم حسینی سالکده

    گندم یک محصول غذایی مهم است که بیش از 40 درصد از سرانه کالری و پروتیین رژیم غذایی در بسیاری از کشورهای در حال توسعه را تامین می کند. تولید گندم نقش مهمی در امنیت غذایی و اقتصاد جهانی دارد. سن گندم جدی ترین آفت گندم در آسیای غربی و مرکزی است. کاهش عملکرد در گندم در صورت طغیان آفت 90-50 درصد برآورد شده است. استفاده از سموم شیمیایی رایج ترین روش کنترل این آفت است. اگرچه استفاده از سموم شیمیایی در سال های اخیر کاهش یافته است اما آسیب ناشی از این مواد و مدت زمان باقی ماندن آن ها در محیط زیست، نگران کننده است. بنابراین، یافتن روش های جایگزین ایمن تر و در عین حال، موثر تر یک ضرورت محسوب می شود. فناوری های جدید در بسیاری از سطوح جذاب هستند، به ویژه از این جهت که برای هدف قرار دادن گونه های خاص توسعه یافته اند و ممکن است جمعیت آفات را با شیوه ملایم تری از بین ببرند. محققان زیادی در سراسر دنیا با استفاده از روش های نوین نظیر تداخل آر. ان. ا، تغییر ژنومی و مطالعات میکروبیوم، مطالعات متعددی جهت کنترل آفات مختلف انجام داده و به موفقیت هایی نیز دست یافته اند. استفاده از این روش های نوین می تواند نقش موثری در کنترل آفت سن گندم داشته و تا حدودی نگرانی ها را کاهش دهد.

    کلید واژگان: سن گندم، تنظیم کننده های رشد حشرات، تداخل آر.ان.ای، میکروبیوم
    Mehrbanoo Kazemi Alamuti, Mohammad Majdi*, Mohammad Reza Ghaffari*, Ghasem Hossini Salekdeh

    Triticum aestivum L. is an important food crop that provides more than 40% of the per capita calories and protein in the diet in many developing countries. Wheat production plays an important role in food security and the global economy. Sunn pest is one of the most serious pests of wheat in Asia, North Africa, and Eastern Europe. Yield losses caused by Sunn pest are estimated at 50-90% in wheat in case of pest out break. The use of chemical pesticides is the most common method of controlling Sunn pest. Although chemical pesticides have decreased in recent years, the damage caused by the chemicals, and how long they remain in the environment are the causes of most worrying. Thus, finding more effective alternative methods to be safer are a necessity. The Promising new technologies are attractive on many levels, mainly because they have been developed to target specific species and eradicate pest populations more gently. Many researchers worldwide have performed several studies to control various pests using new techniques such as RNA interference, genomic modification, and microbiome studies. The use of new methods may play effective roles in controlling the sunn pest of wheat and reduce some concerns.

    Keywords: Sunn Pest, Insect Growth Regulators, RNA Interference, Microbiome
  • ریزان الیاسی، محمد مجدی*، عبدالباسط عزیزی

    سیاهدانه (Nigella sativa) گیاهی دارویی از خانواده Ranunculacea است که به دلیل خواص دارویی آن مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. اهمیت پزشکی سیاهدانه عمدتا به مونوترپن های اکسیژن دار آن نسبت داده می شود که از طریق مسیر متیل اریتریتول فسفات در پلاستیدها بیوسنتز می شوند. در این تحقیق ترکیبات اسانس برگ، گل و مراحل نموی بذر، شامل بذرهای نیمه سیاه، سیاه نرم و سیاه سخت در گیاه سیاهدانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. درحالی که هیچ ترکیب ترپنی در گل ها و برگ ها مشاهده نشد، مشخص شد که دانه ها محل اصلی بیوسنتز و تجمع ترپن ها هستند و مقدار ترکیبات ترپنی طی بلوغ بذر تغییر می کند. مونوترپن ها (بیشتر از 99 درصد) و سزکویی ترپن ها (کم تر از 1 درصد) اسانس را تشکیل دادند. به منظور بهبود درک ما از متابولیسم مونوترپن ها، توالی جزیی یک مونوترپن سنتاز فرضی (NsTPS2) با استفاده از روش RACE-PCR از گیاه سیاهدانه جدا شد. این مونوترپن سنتاز از داده های حاصل از توالی یابی RNA از بذرهای سیاه نرم سیاهدانه شناسایی شد. به جز وجود موتیف بسیار حفاظت شده DDXXD در NsTPS2 که برای تایید شناسایی مونوترپن ها ضروری است، نواحی حفاظت شده دیگری از سایر مونوترپن سنتازهای شناسایی شده از سایر گونه های گیاهی مشاهده نشد. نتایج حاصل از درخت فیلوژنی نشان داد که NsTPS2 بیشترین شباهت را با یک ترپن سنتاز (72.89 درصد) از گیاه تاج الملوک (Aconitum carmichaelii) دارد و در یک گروه قرار گرفتند. سیاهدانه و تاج الملوک هر دو به خانواده ی آلاله تعلق دارند و این نشان می دهد که می توان از اطلاعات ژنتیکی گیاهان هم خانواده سیاهدانه برای جداسازی مونوترپن سنتازهای مختلف استفاده کرد. اطلاعات حاصل از این تحقیق می تواند در راستای اهداف دست ورزی ژنتیکی و مهندسی متابولیک در سیاهدانه بسیار مفید باشد.

    کلید واژگان: ترپن سنتاز ها، توالی یابیRNA، سیاهدانه، متابولیت های ثانویه
    Rizan Elyasi, Mohammad Majdi*, Abdolbaset Azizi

    Black cumin (Nigella sativa) is a medicinal plant of the Ranunculacea family which raised attention due to its pharmaceutical properties. Medical significance of N. sativa mainly attributed to its oxygenated monoterpenes which are biosynthesized via the methyl erythritol phosphate (MEP) pathway located in plastids. In this study, the essential oil components of leaves, flowers, and developmental stages of seed including half black seeds, soft black seeds, and hard black seeds were analyzed in N. sativa. Whereas no terpene was detected in flowers and leaves, seeds were found to be the major site of biosynthesis and accumulation of terpenes, and the amount of terpene compounds changed during seed maturation. The essential oil consists of monoterpenes (more than 99%) and sesquiterpenes (less than 1%). In order to improve our understanding of monoterpene metabolism, the partial sequence of a hypothetical monoterpene synthase (NsTPS2) was isolated from N. sativa plant using RACE-PCR technique. This monoterpene synthase was identified from RNA sequencing data from soft black seeds. Except of the highly conserved DDXXD motif in NsTPS2 which is necessary to validate monoterpene synthases, no other conserved regions of other identified monoterpene synthases were observed. Dendrogram analysis revealed that NsTPS2 had the highest homology with a terpene synthase (72.89%) from Aconitum carmichaelii and these two sequences were grouped in the same group. Nigella sativa and Aconitum carmichaelii both belong to the Ranunculacea family. This indicates that the genetic information of plants of the Ranunculacea family can be used to isolate different monoterpene synthase. The results of this research can be useful in genetic manipulation and metabolic engineering of Nigella sativa.

    Keywords: Nigella sativa, RNA sequencing, Secondary metabolites, Terpene synthase
  • سیروس محفوظی*، محمد مجدی، محسن جانمحمدی، شهریار ساسانی، رضا توکل افشاری، قاسم حسینی سالکده

    آنالیزهای فنولوژیکی، مولکولی و متابولیتی در طی بهاره سازی نشان میدهد که رابطه نزدیکی بین زمان تکمیل بهاره سازی و کاهش تجمع متابولیت ها و بیان پروتیین های سرما القایی وجود دارد. در این مقاله تعداد زیادی از متابولیتهای محافظتی و پروتیینهای سرما القایی در ژنوتیپهای حساس و متحمل گندم نان تشریح می شوند. بر اساس مطالعات مختلف ژ نوتیپهای زمستانه دوره عادت دهی طولانی تری به سرما دارند و در نتیجه مدت زمان بیان پروتیین های مرتبط با تحمل به سرما و تجمع متابولیت ها بیشتر است. نتایج نشان میدهد که الگوی بیان پروتیینهای مرتبط با سرما و برخی متابولیت ها با روند فاکتورهای نموی که اثرات تنظیمی روی پروتیوم و متابولوم دارد، مطابق است. علاوه بر این دماهای زیر صفر در طول فصول پاییز و زمستان در شرایط مزرعه بر تعداد، میزان و الگوی بیان پروتیین های مرتبط با تحمل به سرما تاثیر بیشتری در مقایسه با گیاهان عادت داده شده به سرما در دمای پایین ولی بالای صفر درجه سانتیگراد در شرایط کنترل شده دارند. تحقیق حاضر بینش جدیدی را برای روشن سازی مکانیسم های مولکولی دخیل در سازگاری به سرما در گندم مهیا می کند که برای اصلاح گندم در تحمل به سرما می تواند مفید واقع شود.

    کلید واژگان: گندم نان، سرما، بهاره سازی، پروتئومیکس
    Siroos Mahfoozi *, Mohammad Majdi, Mohsen Janmohammadi, Shahryar Sasani, Reza Tavakol Afshari, Ghasem Hosseini Salekdeh

    Phenological, molecular and metabolite analysis during vernalization in wheat show that there is a tight relationship between vernalizatio fulfillment/reproductive transition with decrease in the accumulation of some metabolites and expression of cold-induced genes/proteins. In the present review, we will describe a number of similar protective metabolites and cold related proteins which are present or expressed in both sensitive and tolerant wheat genotypes. Based on several studies duration of cold acclimation in winter genotypes is quite higher which is influenced by developmental genes and consequently the level and duration of expression of cold-lnduced proteins is longer when compared with spring genotypes. Also, the initial rate of cold acclimation in cold tolerant winter wheat is higher than the cold sensitive genotypes. Our results show that the expression patterns of cold related proteins and metabolites are consistent with the trend of the developmental factors that have regulatory effects on proteome/metabolome. In addition, sub-zero acclimation of plants in field conditions during autumn/winter seasons has significant effects on numbers, levels and patterns of cold associated proteins in compared with plants acclimated in controlled condition at low temperature but above zero temperature. This present work, provide a novel insight to uncover the molecular mechanisms behind cold adaptation in wheat and pave the way to breed wheat for cold tolerance.

    Keywords: Wheat, Cold, Vernalization, Proteomics, Metabolites
  • محمد مجدی*، احسان فتحی، اسعد معروفی، دارا دستان
    بومادران هزار برگ (Achillea millefolium subsp. millefolium) گیاهی خودگشن از خانواده گل‌ستاره‌ای‌ها است که انواع متعددی ازمتابولیت‌های ثانویه گیاهی از جمله ترپنوییدها و فنیل‌پروپانوییدها را تولید می‌کند. در این مطالعه الگوی بیان ژن های مهم دخیل در بیوسنتز ترپن ها و فنیل پروپانویید ها بررسی شد تا درک صحیحی از مکانیسم بیوسنتز آنها به دست بیاید. ژن‌های کدکننده 1-دی‌اکسی دی‌زایلوز-5-فسفات ردوکتوایزومراز (DXR) و ژرانیل دای فسفات سنتاز (GPPS) از ژن‌های مهم در بیوسنتز مونوترپن‌ها در مسیر 2-C-متیل‌اریتریتول4-فسفات (MEP) و ژن‌های فنیل‌آلانین‌آمونیا لیاز (PAL) و چالکون سنتاز (CHS) از ژن‌های مهم در بیوسنتز فنیل‌پروپانوییدها می‌باشد. در این تحقیق میزان بیان این ژن‌ها در مراحل مختلف نموی و تحت تیمار متیل‌جاسمونات در بافت‌های برگ و گل بررسی شدند. نتایج به دست آمده نشان دهنده بیان بیشتر این ژن‌ها در بافت گل و در گیاهان تیمار شده با متیل‌جاسمونات می‌باشد. همچنین میزان بیان این ژن ها با شدت های متفاوت تحت تاثیر مرحله نموی برگ قرار گرفتند.
    کلید واژگان: بیان ژن، الیسیتور، متابولیت های ثانویه، گیاه دارویی
    Mohammad Majdi *, Ihsan Fathi, Asad Maroufi, Dara Dastan
    Medicinal plants of the Asteraceae family are important genetic resources due to their high echological flexibility in diverse climates,. Yarrow (Achillea millefolium subsp. millefolium) is a self-pollinated plant belongs to the Asteraceae which produce a wide varieties of plant secondary metabolites such as terpenoids and phenylpropanoids. In the present work, gene expression patterns of genes involved in the biosynthetic pathways of terpens and phenylpropanoids were studied to understand the regulatory mechanism behind them. 1-deoxy-D-xylose-5-phosphate reductoisomerase (DXR) and geranyldiphosphate synthase (GPPS) are important genes in the biosynthesis of monoterpenes in the 2-C-methylerythritol-4-phosphate (MEP) pathway. Phenylalanine ammonia lyase (PAL) and chalcone synthase (CHS) genes are important in the biosynthesis of phenylpropanoids. In the present study, semi quantitative RT-PCR of these genes was carried out in different developmental stages, also in response to methyl jasmonate treatment in leaves and flowers. Results showed that expression of these genes were higher in flowers and methyl jasmonate treated plants, also the expression of these genes affected by developmental stages of leaves but with different intensity.
    Keywords: Gene expression, Elicitors, Secondary metabolites, Medicinal plant
  • مراحم آشنگرف*، محمد مجدی
    زمینه و هدف
    نیکوتین از سمی ترین آلکالوئیدهای مرتبط با صنایع توتون است که با توجه به مشکلات درمانی و زیست محیطی ناشی از حضور آن در محیط های طبیعی، تجزیه زیستی آن با استفاده از میکروارگانیسم ها توجه زیادی را به خود جلب کرده است. هدف از مطالعه اخیر، غربال گری باکتری های بومی نمک دوست نسبی با فابلیت تجزیه کنندگی نیکوتین و بررسی امکان استفاده از این باکتری ها به عنوان کاتالیست در جهت پالایش نیکوتین از محیط های آلوده است.

    روش بررسی
    انتخاب باکتری های نمک دوست با قابلیت تجزیه کنندگی نیکوتین در سه مرحله غنی سازی، توانایی در مصرف نیکوتین به عنوان تنها منبع کربن و ازت و براساس الگوی تحمل پذیری انجام شد. جدایه نمک دوست ND9 که دارای بالاترین قابلیت در حذف زیستی نیکوتین بود، براساس تست های ریخت شناسی، بیوشیمایی و تکثیر نواحی حفاظت شده 16s rRNA شناسایی شد. سنتتیک رشد و میزان حذف نیکوتین با استفاده از اسپکتروفتومتری و کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC) مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته ها
    Halomonas sp. strain ND9 (با کد شناسایی KM077028 در بانک ژنی)، به عنوان قوی ترین باکتری در تحمل پذیری و مصرف نیکوتین برگزیده شد. فعالیت متابولیکی بالا در کشت های رویشی سویه ND9 منجر به حذف 92 درصدی نیکوتین در محیط های پایه نمکی با غلظت 2 گرم در لیتر نیکوتین، به عنوان تنها منبع کربن و ازت، در طی 96 ساعت گرماگذاری شد.

    بحث و نتیجه گیری
    در این پژوهش، برای اولین بار پتانسیل باکتری های نمک دوست در فرآیند نیکوتین زدایی بررسی شد. با توجه به پتانسیل سویه باکتری نمک دوست نسبیHalomonas sp. strain ND9 در حذف زیستی نیکوتین، جداسازی و شناسایی باکتری های نمک دوست نسبی به عنوان زیست کاتالیزگر طبیعی ایمن در جهت پاکسازی زیستی نیکوتین پیشنهاد می شود.
    کلید واژگان: تحمل پذیری، حذف زیستی، نیکوتین، _ Halomonas sp، strain ND9
    Morahem Ashengroph*, Mohammad Majdi
    Background And Objective
    Nicotine is a highly toxic alkaloid which can be found in tobacco processing industry. Due to the serious environmental problems and therapeutic concerns which have occurred because of presence of toxic nicotine in the environment, biodegradation of this compound by microorganisms has received considerable attention. The objective of the present study was to screen the moderately halophilic bacteria which are able to degrade nicotine and to evaluate the possibility of using the bacterial biocatalysts to clean up nicotine in contaminated environments.
    Method
    Screening and selection of halophilic bacteria degrading nicotine has performed in three separate steps using enrichment culture technique, nicotine as the sole carbon and nitrogen source, and tolerance patterns. The best nicotine-degrading bacterial isolate (designated as strain ND9) was characterized on the basis of morphological and biochemical phenotypes and 16S rRNA sequencing. Growth kinetics and the removal rate of nicotine were evaluated using spectrophotometry and high performance liquid chromatography (HPLC).
    Findings: According to the results obtained, growing cultures of Halomonas sp. strain ND9 (accession no. KM077028) showed the highest tolerance to nicotine and also degraded over 92% of nicotine (initial concentration of 2 g/L) as the sole source of carbon and nitrogen after 96 h incubation time.
    Discussion and
    Conclusions
    The present work describes the potential of moderately halophilic bacteria to be used in a de-nicotination process for the first time. Given the potential of Halomonas sp. strain ND9 in the bio-removal of nicotine, isolation and characterization of moderately halophilic bacteria as green bio-catalysts for their application in the bio-degradation of nicotine has been proposed.
    Keywords: Bioremoval, Halomonas sp. strain ND9, Nicotine, Tolerance
  • حدیث موسوی، نفیسه مهدی نژاد، براتعلی فاخری، محمد مجدی، فروزان حیدری
    به منظور بررسی تاثیر اسپری نانو کلات آهن و نانوذرات نقره سنتز شیمیایی و سنتز سبز بر میزان بیان دو ژن جرماکرنA سنتاز (TpGAS) و پارتنولید سنتاز (TpPTS) دخیل در مسیر بیوسنتزی پارتنولید در گیاه بابونه کبیر (Tanacetum parthenium L.)، آزمایشی به صورت فاکتوریل دو عاملی در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه زابل اجرا شد. RNA کل از نمونه های برگی استخراج و به دنبال آن cDNA سنتز و برای بررسی الگوی بیان ژن از واکنش Real Time PCR استفاده شد. میزان پارتنولید موجود در عصاره گیاهان به وسیله دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) سنجش شد. داده ها به کمک نرم افزار آماری SAS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. افزایش معنی داری (P<0.01) در بیان ژن های جرماکرنA سنتاز (TpGAS) و پارتنولید سنتاز (TpPTS) در گیاهان تیمار شده با نانو ذره نقره سنتز سبز نسبت به گیاهان شاهد، گیاهان تیمار شده با نانو ذره نقره سنتز شیمیایی و نانو کلات آهن مشاهده شد و بیشترین بیان ژن های جرماکرنA سنتاز (TpGAS) و پارتنولید سنتاز (TpPTS) در گیاهانی که تحت تنش خشکی و تیمار با نانوذرات نقره سنتز سبز قرار گرفته بودند، ثبت شد. همبستگی مثبتی بین بیان ژن های جرماکرنA سنتاز (TpGAS) و پارتنولید سنتاز (TpPTS) با میزان پارتنولید مشاهده شد. بنابراین به نظر می رسد نانوذرات نقره سنتز سبز و تنش کم آبی می توانند به عنوان القاءکننده سبب افزایش بیان ژن های جرماکرنA سنتاز (TpGAS) و پارتنولید سنتاز (TpPTS) و به دنبال آن افزایش تولید پارتنولید در گیاه بابونه کبیر شوند.
    کلید واژگان: بیان ژن، پارتنولید، تنش خشکی، سنتز سبز، نانوذرات
    H. Mousavi, N. Mahdi Nezhad, B. Fakheri, M. Majdi, F. Heidari
    To investigate the effects of nano-chelate spraying of Iron, chemical -synthesis and green-synthesis silver nanoparticles on the expression of two genes, germacrene A synthase (TpGAS) and parthenolide synthase (TpPTS) genes which are involved in the parthenolide biosynthesis pathway of Tanacetum parthenium L., a factorial experiment based on randomized complete block design was conducted with three replications. The experiment took place in the greenhouse of Zabol University in Iran. At first, the total RNA from samples of leaves, and then the synthesis of cDNA were extracted. Afterward, Real Time PCR analysis was used to determine gene expression patterns. Parthenolide concentration was measured by high-performance liquid chromatography (HPLC). The analysis of the data was conducted by SAS software, and there was a significant increase in the expressions of both germacrene A synthase (TpGAS) and parthenolide synthase (TpPTS) genes of treated plants with green-synthesis silver nanoparticles in compare with the control plants, and some plants which were treated by chemical- synthesis silver nanoparticles and nano-chelate of Iron. Furthermore, the maximum expressions of both germacrene A synthase (TpGAS) and parthenolide synthase (TpPTS) genes were identified in groups of plants which were under the influence of drought stress, or were treated by green-synthesis silver nanoparticles. A positive relation was seen between the expressions of germacrene A synthase genes (TpGAS) and parthenolide synthase (TpPTS) genes with the amount of parthenolide itself. It can be concluded that green-synthesis silver nanoparticles and water deficit stress can cause an increase on the expressions of parthenolide and germacrene A synthase genes, and as result of that, cause an increase on parthenolide production of Tanacetum parthenium.
    Keywords: gene expression, Parthenolide, water stress, green synthesis, Nanoparticles
  • عاطفه مشهدی ملک زاده، محمد مجدی *، اسعد معروفی
    آویشن باغی (Thymus vulgaris) یکی از مهمترین گیاهان دارویی است که بیش از 20 نوع ترکیب شیمیایی مهم شناخته شده دارد. ژن 1-دی اکسی دی زایلوز 5-فسفات ردوکتوایزومراز (DXR) به عنوان نقطه کنترلی مهم در مسیر MEP عمل می کند، زیرا اولین مرحله اصلی و متمایزکننده مسیر MEP می باشد. گاماترپینن جزء کلیدی اسانس در آویشن باغی می باشد، که حدود 30% از اسانس را تشکیل می دهد و به وسیله گاماترپینن سنتاز تولید می شود. سیتوکروم های مختلف از P450s شامل CYP71D178 و CYP71D180 است که با واسطه گاماترپینن در بیوسنتز تیمول و کارواکرول دخیل هستند. این پژوهش، با هدف بررسی الگوی بیان ژن های دخیل در بیوسنتز تیمول و کارواکرول شامل DXR، گاماترپینن سنتاز، CYP71D178وCYP71D180در بافت‏های گل و برگ آویشن باغی انجام شد. در این مطالعه الگوی بیان این ژن هادر بافت‏های گل و برگ با استفاده از تکنیک RT-PCR نیمه کمیبررسی شد. میزان بیان ژن در بافت گل نسبت به برگ برای ژن‏های DXR، گاماترپینن سنتاز، CYP71D178 و CYP71D180 به ترتیب 7/1، 7/2، 9/1 و 2 برابر بیشتر بود و شدت بیان ژن های مختلف نیز با هم متفاوت بود. میزان بیان این ژن‏ها در کرک‏های غده‏ای بالا بود. بنابراین بیان بالا در بافت گل احتمالا به دلیل تراکم بالای کرک های غده ای می‏باشد. با توجه به این نتایج میزان اسانس بیشتر در گل نسبت به برگ می تواند ناشی از بیان بیشتر ژن های بررسی شده در گل نسبت به برگ باشد.
    کلید واژگان: DXR، آویشن، گاماترپینن، CYP71D178، CYP71D180، بیان ژن
    A. Mashhady Malekzadeh, M. Majdi *, A. Maroufi
    Thymus vulgaris is one of the most important medicinal plants with more than 20 types of known important chemical compositions. A gene named 1-deoxy-d-xylulose 5-phosphate reductoisomerase (DXR) acts as an important control point, as this is the first committed step in the MEP pathway. γ-terpinene is a key component in essential oil of thyme which constituted up to 30% of the essential oil in the species and is biosynthesized via γ-terpinene as a penultimate precursor. Different cytochrome P450 including CYP71D178 and CYP71D182 are involved in the biosynthesis of thymol and carvacrol in thyme and oregano via the γ-terpinene as an intermediate. The aim of the present work was to study the expression patterns of genes involved in thymol and carvacrol biosynthesis including DXR, γ-terpinene synthase, CYP71D178 and CYP71D180 genes in flowers and leaves of thyme. Gene expression analysis of DXR, γ-terpinene synthase, CYP71D178 and CYP71D180 genes were carried out by semi-quantitative RT-PCR technique. The relative gene expression of flowers compared with leaves for DXR, γ-terpinene synthase, CYP71D178 and CYP71D180 genes were 1.7, 2.7, 1.9 and 2 fold higher, respectively and the gene expression intensity varied for each gene. Expression of aforementioned genes in glandular trichomes were high, hence the higher gene expression in flowers might be related to higher density of glandular trichomes. Based on these results, higher content of essential oils in flowers compared to leaves is most likely further related to the higher expression of related genes in flowers rather than leaves.
    Keywords: DXR, Thymus vulgaris, ?-terpinene, CYP71D178, CYP71D182, gene expression
  • اسعد معروفی *، وحیده سلیمی، محمد مجدی
    گل انگشتانه از منابع مهم ترکیبات دارویی گلیکوزیدهای قلبی مانند دیگوکسین، دیژیتوکسین و لاناتوزیدها می‏باشند که در نارسای هایی احتقانی قلب کاربرد درمانی دارند. جنس Digitalis دارای چندین گونه با ارزش است و تنها گونه بومی ایران گونه نروسا (Digitalis nervosa) می‏باشد که تعدادی گلیکوزید قلبی در آن شناسایی شده است. نظر به اهمیت مطالعه و بررسی گیاهان بومی به منظور استفاده در صنایع دارویی، این پژوهش بر روی گونه‏ نروسا انجام شد. یکی از ژن‏های کلیدی مهم در مسیر بیوسنتز کاردنولیدها در گیاه گل انگشتانه ژن 3β-HSDمی باشد که کد کننده آنزیم 3β-HSD است که در مراحل اولیه بیوسنتز کاردنولیدها نقش کلیدی دارد. هدف این تحقیق توالی یابی، بررسی های فیلوژنتیکی و بیان ژن 3β-HSD در بافت های مختلف و تحت تیمار با الیسیتورهای سالیسیلیک اسید و متیل جاسمونات بود. نتایج به دست آمده آشکار کرد که توالی کدکننده این آنزیم با گونه Digitalis lanata قرابت بسیار نزدیکی دارد. در بررسی بیان ژن 3β-HSD در سطح رونوشت نیز مشخص شد که در بافت برگ دارای میزان بیان چشمگیری است و تحت تیمارهای متیل جاسمونات و سالیسیلیک اسید میزان بیان این ژن افزایش می یابد. نتایج حاصل از این پژوهش می‏تواند در راستای افزایش کاردنولیدها از طریق مهندسی متابولیک و دست ورزی ژنتیکی مفید واقع شود.
    کلید واژگان: تری بتا هیدروکسی استروئید دهیدروژناز، گل انگشتانه، گلیکوزیدهای قلبی، سالیسیلیک اسید، متیل جاسمونات
    A. Maroufi *, V. Salimi, M. Majdi
    Foxglove plants are important sources of medicinal cardiac glycosides compounds such as digoxin and digitoxin, which are used for treatment of congestive heart failure and cardiac arrhythmia. Digitalis has several valuable species but the only species native to Iran is digitalis nervosa. Considering the importance of study on native plants in order to be used in pharmaceutical industry this research was carried out. One of the key genes in the biosynthesis of digitalis cardenolide in plants is 3β-HSD, which encodes the enzyme 3β-HSD with important role in early stage of the cardenolide biosynthesis pathway. Purpose of the present study was to determine nucleotide sequence of 3β-HSD, phylogenetic analyses and its expression under influence of salicylic acid and methyl jasmonate elicitors in different tissues. Results revealed that a sequence encoding the enzyme show very close affinity to Digitalis lanata. In addition expression pattern of 3β-HSD in the transcript level revealed that a significant expression level was detected in leaf tissue, and also under treatment of methyl jasmonate and salicylic acid the expression level raised. Findings of our study could be used to increase cardenolide through metabolic engineering and genetic manipulation.
    Keywords: Cardiac glycosides, foxglove, Methyl jasmonate, Salicylic acid, ?5-3?-hydroxysteroid dehydrogenase
  • سید محمد دبیری، محمد مجدی، بهمن بهرام نژاد
    ژن 1-دئوکسی-دی-زایلوز 5-فسفات سنتاز و ژن چند عملکردی GLIP (TcGLIP) دو ژن کلیدی در مسیر بیوسنتزی «پیرترین ها» می باشند که دارای خاصیت حشره کشی می باشند. ژن DXS در مسیر MEP با استفاده از پیروات و گلیسر آلدهید 3-فسفات باعث تولید 1-دئوکسی-دی-زایلوز 5-فسفات می گردد و ژن TcGLIP نیز در انتهای مسیر بیوسنتزی دخالت می کند و مولکول های کریزانتمیل کوآ (Chrysanthemyl CoA) و پیرترلون (Pyrethrolone) توسط دو مسیر MEP و لیپوکسی ژناز را به یکدیگر متصل می کند و باعث تولید پیرترین نوع 1 می شود. با توجه به اهمیت بالای پیرترین ها، بررسی و شناخت بیشتر این متابولیت ها حائز اهمیت می باشد. هدف از این مطالعه، جداسازی ژن DXS در گیاه پیرتروم (Chrysanthemum cinerariaefolium Vis.) از خانواده گل ستاره ای ها و بررسی بیان دو ژن DXS و TcGLIP تحت تیمار متیل جاسمونات بود. در این تحقیق ابتدا توالی های نوکلئوتیدی ژن 1-دئوکسی-دی-زایلوز 5-فسفات سنتاز گونه های گیاهی مختلف از پایگاه اطلاعاتی NCBI دریافت شد و بعد توالی های دریافت شده توسط نرم افزار تحت وب ClustalW هم ردیف شدند. از هم ردیف سازی توالی های بدست آمده برای این توالی در گیاه پیرتروم آغازگرهای ویژه طراحی و سنتز شد. نتایج واکنش زنجیره ای پلیمراز و نتایج توالی یابی محصول آن و مشاهده باند با طول bp715 نشان داد که آغازگرهای اختصاصی طراحی شده برای جداسازی ژن DXS کارایی لازم را دارند. همچنین بررسی بیان این دو ژن تحت تیمار متیل جاسمونات، القای بیان این ژن ها را تحت تاثیر متیل جاسمونات در مرحله گیاهچه ای نشان داد که نشان می دهد که متیل جاسمونات می تواند به عنوان یک الیسیتور مناسب برای افزایش میزان تولید پیرترین ها بکار گرفته شود.
    کلید واژگان: 1، دئوکسی، دی، زایلوز 5، فسفات سنتاز، پیرتروم، ژن چند عملکردی TcGLIP، جداسازی ژن، متیل جاسمونات
    S.M. Dabiri, M. Majdi, B. Bahramnejad
    The gene 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase (DXS) and TcGLIP multifunctional genes are two key genes involved in pyrethrins biosynthetic pathway, which retain insecticidal properties. DXS gene in the MEP pathway produces 1-deoxy-d-xylulose 5-phosphate using pyruvate and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. TcGLIP gene is involved at the last steps of pyrethrins biosynthesis pathway and integrates chrysanthemyl-CoA and pyrethrolone, which are produced in the MEP pathway and lipoxygenase pathways, respectively to yield pyrethrin I. Based on the significances of pyrethrins, further identification and studies are needed on these metabolites. The aim of this study was to isolate DXS gene in pyrethrum (Chrysanthemum cinerariaefolium Vis.) from the Asteraceae, as well as expression analysis of these two genes under methyl-jasmonate treatment. In the present work, the nucleotide sequences of 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase gene of different plant species were obtained from NCBI database and subsequently aligned with ClustalW online software. Specific primers were designed from the conserved regions of aligned sequences. The polymerase chain reaction product with 715bp length showed that the specific primers had high efficiency to isolate DXS. In addition, gene expression analysis under methyl-jasmonate treatment showed that both DXS and TcGLIP were up-regulated in response to methyl jasmonate elicitor. Our data showed that methyl jasmonate treatment in seedling stage could be used as a suitable elicitor to increase pyrethrin production.
    Keywords: 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase, pyrethrum, TcGLIP multifunctional gene, gene isolation, methyl-jasmonate
  • سارا قبادی، اسعد معروفی*، محمد مجدی
    هدف
    هدف از این تحقیق بررسی بیان ژن‏های کلیدی 1-دی اکسی دی زایلولز-5-فسفات ردوکتوایزومراز (DXR) و گاماترپینن سنتاز (GTS) در مسیر بیوسنتز تیمول و کارواکرول در گیاه مرزه تابستانه (Satureja hortensis) یکی از گیاهان دارویی مهم متعلق به خانواده نعناعیان و از منابع مهم ترکیبات فوق بود.
    مواد و روش‏ها: تیمار گیاهان با اسیدسالیسیلیک، متیل جاسمونات و اشعه UV-B انجام گرفت. RNA از گیاهان شاهد و تحت تیمار استخراج شد و سپس cDNA سنتز شد. آغازگر‏ها جهت جداسازی و بیان ژنهای DXR و GTS طراحی شدند. بیان ژن‏های مورد مطالعه به‏روش RT-PCR نیمه کمی بررسی شد.
    نتایج
    قطعاتی از ژن‏های GTS و DXR توالی یابی شدند. نتایج بررسی بیان ژن در سطح رونوشت نشان داد که هر دو ژن DXR و GTS در بافت‏های مختلف (ریشه، ساقه، برگ و گل آذین) دارای بیان‏های متفاوتی هستند و در بافت‏های هوایی به‏ویژه گل آذین و برگ دارای بیان بیشتری می‏باشند. همچنین بیان این ژن‏ها تحت تاثیر الیسیتورهای غیر زیستی شامل اسید سالیسیلیک‏، متیل جاسمونات و اشعه UV-B تغییرات چشم‏گیری نشان می‏دهد.
    نتیجه گیری: تحت شرایط کنترل شده با به‏کارگیری الیسیتورهای غیر زیستی شامل اسید سالیسیلیک‏، متیل جاسمونات و اشعه UV-B می‏توان بیان ژ‏ن‏های DXR و GTS را بالا برده و احتمالا تولید متابولیت ثانویه تیمول و کارواکرول را افزایش داد.
    کلید واژگان: بیان ژن، تیمول وکارواکرول، مرزه تابستانه، مونوترپن، مهندسی متابولیت
    S. Ghobadi, A. Marouf *, M. Majd
    Aim: The aim of this study was to investigate the expression of key genes, 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase )DXR( and gamma-terpinene synthase (GTS), involve in thymol and carvacrol biosynthesis pathway in Summer savory (Satureja hortensis). This species is one of the important medicinal plants of the Lamiaceae family, and consider as an important source of the mentioned compounds.
    Material and
    Methods
    Plants were treated with salicylic acid, methyl jasmonate and UV-B rays. RNAs were extracted from control and treated plants and cDNAs were synthesized. Primers were designed for gene isolation and expression studies. Transcript expression analyses for the DXR and GTS were performed using semi-quantitative RT-PCR method.
    Results
    A partial segment for DXR and GTS genes was sequenced. The relative gene expression analyses showed differential expression of both genes at transcript level in different tissues (roots, stems, leaves and inflorescence), with higher levels of expression in leaf and inflorescence. The expression of both genes under the effect of abiotic elicitors including salicylic acid, methyl jasmonate and UV-B rays exhibited significant alteration.
    Conclusion
    Under controlled conditions, using abiotic elicitors such as: salicylic acid, methyl jasmonate and UV-B radiation could elevate the level of gene expression and possibly increase the production of secondary metabolite such as: thymol and carvacrol.
    Keywords: Gene expression, Metabolic engineering, Monoterpen, Summer savory, Thymol, carvacrol
  • ساریسا حسین پناهی*، محمد مجدی *، قادر میرزاقادری
    سیاهدانه Nigella sativa L.)) یکی از مهمترین گیاهان دارویی متعلق به خانواده آلاله هاست. با وجود اهمیت بالای این گیاه دارویی، تاکنون گزارش های زیادی در زمینه کشت کالوس و ریزازدیادی آن در شرایط درون شیشه ای، ارائه نشده است. بنابراین با توجه به این موضوع در این مطالعه میزان کالوس زایی و باززایی ریزنمونه برگ سیاهدانه بررسی شد. ریزنمونه های برگ به دست آمده از گیاهچه های تولید شده در شرایط درون شیشه ای، روی محیط کشت MS حاوی ترکیب دو تنظیم کننده رشد مختلف NAA و BAP در سه سطح به ترتیب (5/0، 1 و 5/1 میلی گرم در لیتر) و (2/0، 5/0 و 1 میلی گرم در لیتر) کشت شدند. به منظور ریشه دار کردن گیاهچه های باززایی شده از محیط MS2/1 با سه سطح (5/0، 1 و 5/1 میلی گرم در لیتر) از هورمون های NAAو IBAاستفاده شد. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد که بیشترین درصد کالوس زایی در محیط MS حاوی 5/0 میلی گرم در لیتر NAA و 5/0 میلی گرم در لیتر BAP مشاهده شد و از بین تیمارهای هورمونی به کار گرفته شده، شاخه زایی فقط در محیط MS حاوی تیمار BAP با غلظت 0/1 میلی گرم در لیتر مشاهده شد و ریشه زایی نیز در محیطMS 2/1 حاوی NAA با غلظت 0/1 میلی گرم در لیتر مشاهده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که کالوس زایی، شاخه زایی و ریشه زایی سیاهدانه در محیط درون شیشه ای حساسیت بالایی را نسبت به سطوح مختلف ترکیبات هورمونی نشان دادند.
    کلید واژگان: اکسین، باززایی، سیاهدانه، سیتوکنین، کالوس زایی، کشت بافت
    S. Hoseinpanahi *, M. Majdi *, G. Mirzaghaderi
    Black cumin (Nigella sativa) is one of the most important medicinal plants belongs to Ranunculaceae. In spite of its significance in pharmaceutical industry, tissue culture and micropropagation of the species is not well studied yet. Hence, based on the issue we aimed to study its callogenesis and regeneration on leave explants of the species. In vitro provided explants of leave were cultured on MS medium supplemented with NAA (0.5, 1, 1.5 mgL-1) and BAP (0.2, 0.5, 1 mgL-1). Half MS medium supplemented with 0.5, 1 and 1.5 mgL-1NAA and IBA were used for rooting the regenerated shoots. Results showed that higher percentage of callogenesis was observed on MS medium supplemented with 0.5 mgL-1NAA and 0.5 mgL-1 BAP. Shooting was observed on MS medium (1mgL-1BAP) and rooting on half MS (1 mgL-1NAA), respectively. Results indicated that callogenesis, shooting and rooting of black cumin are highly affected by hormonal combination levels.
    Keywords: Auxin, black cumin, callogenesis, cytokinin, regeneration, tissue culture
  • ریزان الیاسی، محمد مجدی*، بهمن بهرام نژاد، قادر میرزاقادری
    سیاه دانه یکی از گیاهان دارویی مهم متعلق به خانواده Ranunculaceaeمی باشد که انواع متعددی از متابولیت های ثانویه شامل مونو ترپن ها و تری ترپن ها را تولید می کند که در صنعت و پزشکی کاربرد دارند. در این پژوهش بیان نسبی برخی ژن های کلیدی مسیر ترپن ها شامل یک ژن مونوترپن سنتازی(MTS) ، ژرانیل دی فسفات سنتاز (GDS)، بتاآمیرین سنتاز (βAS) و اسکوآلن اپوکسیداز (SQE) تحت تیمار متیل جاسمونات در سیاه دانه بررسی شد. متیل جاسمونات با غلظت 1/0 میلی مولار روی برگ های سیاه دانه که در شرایط رشدی گلخانه ای قرار داشتند محلول پاشی شد و در زمانهای 0، 4، 8، 24، 48 و 72 ساعت نمونه برداری انجام شد. بعد از استخراج RNAو سنتز cDNA واکنش RT-PCR توسط آغازگرهای اختصاصی ژن های مختلف انجام شد. نتایج حاصل از RT-PCR نیمه کمی نشان داد که الگوی بیان ژن ژرانیل دی فسفات سنتاز متفاوت از سه ژن دیگر بود. بیان نسبی برای ژن ژرانیل دی فسفات سنتاز 4 ساعت پس از اعمال تیمار به حداکثر رسید و در 8 ساعت نیز در همان سطح باقی ماند و سپس میزان بیان این ژن در ساعات بعد کاهش یافت. الگوی بیان برای سه ژن مونوترپن سنتاز، بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز مشابه و دارای روند صعودی بود. نتایج حاصل از اعمال تیمار متیل جاسمونات نشان داد که تمام ژن های مورد مطالعه در این تحقیق در اثر متیل جاسمونات القاء می شوند که می تواند به دلیل نقش ترپن ها در مسیرهای دفاعی و انتقال پیام باشد. در نتیجه می توان تیمار متیل جاسمونات را برای القای مسیر بیوسنتزی ترپن ها و بررسی آنزیم ها و متابولیت های مرتبط با متابولیسم ترپنوییدها پیشنهاد کرد.
    کلید واژگان: بیان نسبی ژن، ترپن ها، گیاه دارویی، سیاه دانه، متابولیت های ثانویه
    Rizan Elyasi, Mohammad Majdi *, Bahman Bahram Nezhad, Ghader Mirzaghaderi
    Black cumin (Nigella sativa) is an important medicinal plant belongs to the Ranunculaceae which produce large diversity of secondary metabolites including industrial and medicinal monoterpenes/ triterpenes. In the present work, relative gene expression of genes involved in biosynthetic pathway of terpenes including a monoterpene synthase (MTS), geranyldiphosphate synthase (GDS), β- amyrin synthase (βAS) and squaleneepoxidase(SQE) were investigated in black cumin plants treated with methyl jasmonate. The plants were grown in a greenhouse sprayed with 0.1 mM methyl jasmonate. Samples were collected at 0, 4, 8, 24, 48 and 72 hours after applying the treatments. RT-PCR was performed by gene-specific primers after RNA extraction and cDNA synthesis. Results of semi quantitative RT-PCR showed that the expression pattern of GDS gene differed with the results of other genes. The highest gene expression of GDS was observed at 4 h and its expression remained at the same level till 8 h then dropped at next time periods. The expression patterns of monoterpene synthase, β-amyrin synthase and squaleneepoxidase showed rising trend. Gene expression analysis of the genes at transcript level using semi-quantitative PCR in black cumin leaves treated by methyl jasmonate revealedinduced-geneexpression which might show the roles of terpenes in defense mechanisms and signal transduction. Consequently, methyl jasmonate treatment can be considered to induce the terpene biosynthetic pathway and to study the enzymes/ metabolites associated with terpenoid metabolism.
    Keywords: black cumin, medicinal plant, secondary metabolite, Relative gene expression, terpenes
  • اسعد معروفی*، محمد مجدی
    گیاه شاه اسپرم(Tanacetum balsamita) از خانواده کاسنی (Asteraseae) یک گیاه دارویی مهم می باشد که غنی از متابولیتهای ثانویه مانند فلاونها، سس کوی ترپن لاکتونها، مشتقات فنیل پروپان ها، تانن ها و همچنین اسانس ها می باشد. گیاه شاه اسپرم به عنوان طعم دهنده و افزودنی چه به صورت تازه و چه خشک شده استفاده شده است، همچنین دارای فواید دارویی بوده و در فراورده های معطر نیز به کارمی رود. با توجه به اهمیت و کاربرد متابولیتهای ثانویه، کشت ریشه های مویین یک راهکار مناسب برای تولید بیشتر این مواد علاوه بر روش های کاشت کلاسیک به شمار می رود. بدین منظور در این تحقیق بررسی القاء ریشه مویین در گیاه شاه اسپرم به کمک آگروباکتریوم رایزوژنز (rhizogenes grobacteriumA) مورد ارزیابی قرار گرفت. ریز نمونه های مختلف عکس العملهای متفاوتی را نسبت به القاء ریشه توسط آگروباکتریوم رایزوژنز سویه 4A نشان دادند. همچنین فراوانی تولید ریشه های القاء شده نیز برای هر نوع ریز نمونه به صورت معنی داری متفاوت بود. صحت ریشه های القاء شده توسط آگروباکتریوم رایزوژنز به کمک PCR و پرایمرهای اختصاصی ژن rolB نیز تایید گردید. نتایج این تحقیق برای بار اول نشان می دهد که تراریختی و القاء ریشه های مویین در گیاه شاه اسپرم توسط آگروباکتریوم رایزوژنز امکان پذیر بوده و می تواند در تحقیقات انتقال ژن و کشت ریشه های مویین به منظور تولید متابولیتهای ثانویه با ارزش مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: اگروباکتریوم رایزوژنز، ریشه مویین، شاه اسپرم، گیاه دارویی، متابولیت ثانویه
    Asad Maroufi*, Mohammad Majdi
    Alecost (Tanacetum balsamita L.), belongs to the Asteraseae family, is a pharmacologically important species rich in important secondary metabolites including flavones, sesquiterpene lactones, phenylpropane compounds and derivatives, tannins and essential oils. Alecost has been used both fresh or dried as flavouring or food additive. Additionally, it has medicinal properties and is applied in aromatic products. In addition to traditional farming, in vitro hairy root culture has been found to be suitable for the production of secondary metabolites. Therefore, in order to establish a protocol for hairy root culture of alecost, root induction by co-cultivation with Agrobacterium rhizogenes (strain A4) was assessed in this study. Different explants (cotyledon, young leaf, stem and root) showed different responses to hairy root induction by Agrobacterium rhizogenes. Moreover, the frequencies of hairy root induction for different types of explants were considerably different. The induced roots were shown to be transformed by PCR using primers specific for rolB. This is the first report of hairy root induction in alecost and the results may be useful in genetic manipulation of Tanacetum balsamita and use of hairy root culture to produce high-value secondary metabolites.
    Keywords: Agrobacterium rhizogenes, Hairy root, Medicinal plant, Secondary metabolites, Tanacetum balsamita
  • ریزان الیاسی، محمد مجدی *، بهمن بهرام نژاد، قادر میرزا قادری

    سیاه دانه (Nigella sativa L.) متعلق به خانواده آلاله، یکی از گیاهان دارویی مهم می باشد که انواع متعددی از متابولیت های ثانویه گیاهی از جمله ترپن ها را تولید می کند. مونوترپن ها و تری ترپن ها از مهم ترین گروه های تشکیل دهنده ترپن ها می باشند. در مسیر بیوسنتزی مونوترپن ها تحت عنوان مسیرMEP واقع در پلاستید، ژن های مختلفی دخیل می باشند که مونوترپن سنتازها تحت عنوان ژن های محدودکننده سرعت واکنش در این مسیر شناخته شده اند. در طی مسیر بیوسنتزی مونوترپن ها، آنزیم ژرانیل دی فسفات سنتاز مسئول کاتالیز ژرانیل دی فسفات به عنوان پیش ماده عمومی مونوترپن ها می باشد. اکسیدواسکوآلن سیکلازها از مهم ترین آنزیم های کاتالیزکننده مسئول بیوسنتز تری ترپنوییدها می باشند که بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز از جمله ی این آنزیم ها هستند. در این پژوهش بیان ژن های مختلف شامل یک ژن مونوترپن سنتازی، ژرانیل دی فسفات سنتاز، بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز تحت تیمار اسیدسالیسیلیک بررسی شد. بیان نیمه کمی ژن های مونوترپن سنتاز، ژرانیل دی فسفات سنتاز، بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز در سطح رونوشت در برگ های تیمارشده با اسیدسالیسیلیک نشان دهنده تغییر بیان متفاوت این ژن ها در پاسخ به اسیدسالیسیلیک می باشد.

    کلید واژگان: بیان ژن، ترپن ها، سیاه دانه، گیاه دارویی، متابولیت های ثانویه
    Rizan Elyasi, Mohammad Majdi, Bahman Mahram Nezhad, Ghader Mirza Ghaderi

    Black cumin (Nigella sativa) is an important medicinal plant belonging to the Ranunculaceae which produces large diversity of secondary metabolites especially terpenes. Mono (C10) and tri-terpenes (C30) are two major structural classes of terpene compounds. Several genes are involved in biosynthetic pathway of the monoterpenes known as MEP pathway، located in plastids. In the MEP pathway، monoterpene synthases are rate- limiting enzymes for monoterpene biosynthesis. In the biosynthetic pathway of monoterpenes geranyl diphosphate synthase catalyzing geranyl diphosphate (GDP) biosynthesis as universal precursor of monoterpenes. Oxidosqualenecyclases is of the most important. In this study gene expression patterns of a monoterpene synthase، GDP synthase، beta amirin synthase and squalene oxidase were evaluated under salicylic acid treatment. Gene expression analysis of the genes at trasnscript level using semi-quantitative PCR in response to salicylic acid treatment revealed their differential expression.

    Keywords: Gene expression, terpenes, black cumin, medicinal plant, secondary metabolite
  • محمد مجدی*، قاسم کریم زاده، محمدعلی ملبوبی
    بابونه کبیر (Tanacetum parthenium L.) گیاهی است دارویی از خانواده گل ستاره ای ها (Asteraceae) که به دلیل وجود ترکیب ترپنی پارتنولید، توجه زیادی را به علت ارزش دارویی و فعالیت های فارماکولوژیکی (به عنوان پیشگیری کننده میگرن و درمان سرطان) به خود جلب کرده است. پارتنولید یک سزکویی ترپن لاکتون می باشد که گفته می شود به طور عمده از مسیر MVA (Mevalonic acid) بیوسنتز می شود. اخیرا نشان داده شده است که مسیر MVA و مسیر MEP (Methyl erythritol phosphate) از طریق تبادل پیش ماده IDP (Isopentenyl diphosphate) برای بیوسنتز ترپن های مختلف با هم در ارتباط می باشند؛ بنابراین بیوسنتز پارتنولید می تواند تحت تاثیر مسیر MEP نیز قرار بگیرد. در تحقیق حاضر، بیان دو ژن کلیدی مسیر MVA (TpHMGR و TpGAS) و دو ژن کلیدی مسیر MEP (TpDXR و TpHDR) با استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی (Real time PCR) در برگ های مربوط به مرحله رویشی و زایشی و در گل های ژنوتیپ های مختلف بابونه کبیر بررسی شد. نتایج نشان داد که میزان بیان این ژن ها می تواند تحت تاثیر مرحله رشدی و ژنوتیپ تغییر کند، به نحوی که در برگ های مرحله رویشی و گل ها ژنوتیپ های مختلف فقط بیان ژن TpGAS تفاوت نشان داد، در حالی که در برگ های مرحله زایشی میزان بیان ژن های TpHMGR، TpGAS و TpDXR اختلاف معنی دار( 01/0 P<) مشاهده شد.
    کلید واژگان: بابونه کبیر، بیان ژن، سزکویی ترپن، مرحله رشدی، مسیر MVA
    Mohammad Majdi*, Ghasem Karimzade, Mohammad Ali Malboobi
    Feverfew (Tanacetum partheniumL. Schulz Bip.) is a medicinal herb belonging to the Asteraceae which recently raised researcher’s attention due to its medicinal value and pharmacological activities¡ especially as a migraine prophylaxis agent and also for treatment of cancer. Parthenolide has a sesquiterpene lactone structure which is most likely synthesized through the mevalonic acid (MVA) pathway. Recently¡ it has been shown that there is cross a talk between the MVA and the MEP pathways through IDP (Iosopentenyl diphosphate) exchange as a precursor for the biosynthesis of different terpenes; hence¡ parthenolide biosynthesis could be affected by the MEP pathway as well. In the present work¡ the relative gene expression of two key genes of the MVA pathway¡ including 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase (HMGR) and germacrene A synthase (GAS) and two key genes of the MEP pathway including 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase (DXR) and hydroxy-2-methyl-2-(E)-butenyl4-diphosphate reductase (HDR) were examined in leaves derived from the vegetative or generative phases¡ also in flowers using real time PCR. The results of our study showed that expression of these genes depend on the growth stage and genotype. Moreover¡ in which in the flowers and leaves derived from vegetative phase in different genotypes only the TpGAS gene expression showed a significant difference¡ while in the leaves derived of generative phase the relative gene expression showed a significant difference for TpHMGR¡ TpGAS and TpDXR.
    Keywords: Tanacetum parthenium, Sesquiterpene, Gene expression, MVA pathway, Growth stage
  • محمدحسن شمسی فرد، قادر میرزاقادری، محمد مجدی
    مونوترپن ها یکی از مهمترین گروه های تشکیل دهنده ترپن ها می باشند که به صورت موادی مانند لیمونن، کارواکرول و تایموکینون در بذر گیاه سیاه دانه وجود دارند. از ژن های مهم اثرگذار در مسیر بیوسنتزی مونوترپن ها ژن ژرانیل دی فسفات سنتاز (GPPS) است که تولیدکننده پیش ساز مونوترپن ها می باشد. هدف از این تحقیق بررسی بیان رونویسی این ژن در ژنوتیپ های گیاه دارویی سیاه دانه بود، بنابراین استخراج RNA، سنتز cDNA، جداسازی و تعیین توالی این ژن از گیاه دارویی سیاه دانه انجام شد. در ادامه بیان GPPS از طریق RT-PCR نیمه کمی، با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن های GPPS و GAPDH انجام شد. نتایج حاصل از RT-PCR نیمه کمی نشان داد که بیان رونویسی ژن ژرانیل دی فسفات سنتاز در بافت های ساقه و برگ به طور معنی داری بیشتر از بافت های ریشه، کپسول و بذر می باشد. قطعه توالی یابی شده مربوط به ژن GPPS در پایگاه داده های ژنومی (NCBI) به شماره دسترسی KF614970.1 وجود دارد.
    کلید واژگان: بیان ژن، ژرانیل دی فسفات سنتاز، سیاه دانه
    Mohammad Hasan Shamsifard, Ghader Mirzaghaderi, Mohammad Majdi
    Monoterpenes are one of the major groups of terpenes which are present in black cumin (Nigella sativa L.) as limonene، carvacrol، thymoquinone etc. One of the key genes in monoterpene biosynthesis is geranyl diphosphate synthase (GPPS) that produces a monoterpene precursor. The aim of this study was to investigate the expression of the genes in black cumin. RNA was extracted، cDNA was synthesized and a partial sequence of GPPS gene was isolated using degenerate primers and sequenced. Moreover، RNA was extracted from different tissues of the species and semi-quantitative RT-PCR using specific primers of GPPS gene and GAPDH as housekeeping gene in order to study the pattern of GPPS gene expression. Results showed that transcript expression of geranyl diphosphate synthase in stem and leaf is significantly higher than that of root، capsule and seed.
    Keywords: Black cumin, geranyl diphosphate synthase gene, transcript expression
  • مقایسه خواص تکاملی و آماری فواصل ژنتیکی Da،Ds
    محمدعلی رجایی اربابی، حسین عمرانی، محمد مجدی
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • محمد مجدی زاده
    محمد مجدی زاده
    پژوهشگر گروه زیست فناوری، شرکت ریز زیست فناوران فردانگر، یزد، ایران
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال