فهرست مطالب

یافته های نوین در علوم زیستی - سال دوم شماره 4 (پیاپی 6، زمستان 1394)

نشریه یافته های نوین در علوم زیستی
سال دوم شماره 4 (پیاپی 6، زمستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1395/01/08
  • تعداد عناوین: 7
|
  • فرهاد شکوهی فر *، الهه ربیعی مطلق، ناهید عباس پور، صهبا طوسی صفحه 235
    قارچ (FOL) Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici در طی کلونیزه کردن آوند گیاه گوجه فرنگی پروتئین های کوچک اثرگذاری را به درون آوند گیاه ترشح می کند که دستگاه مقاومتی گیاه را مهار یا مختل می کند و سبب بروز بیماری می شود. تاکنون 14 پروتئین اثرگذار در این بیمارگر شناسایی شده است که هیچ یک دومین مشخصی در توالی پروتئینی خود ندارند. در دیگر قارچ های بیمارگر پروتئین های اثرگذار حامل دومین LysM جهت اتصال به کیتین و تجزیه آن شناسایی شده است. با توجه به کارکرد مهم این دومین در برهم کنش قارچ و گیاه، در مطالعه حاضر جست جو برای شناسایی ژن های اثرگذار حامل دومین LysM در قارچ FOL انجام شد. در ابتدا جست جوی دومین LysM در ژنوم Fol به کمک پایگاه اطلاعاتی Pfam به شناسایی 17 پروتئین منتج شد که در این بین، با توجه به وزن مولکولی پایین پروتئین های اثرگذار و ترشح آنها در فضای بین سلولی، دو پروتئین فرضی به نام های Fol-LysM1 و Fol-LysM3 جهت مطالعات تکمیلی انتخاب شدند. پیش بینی ساختار ژنی مفروض با FGENESH+صورت گرفت؛ سپس، حضور ساختارهای دومینی و خصوصیات پروتئین های افکتوری مانند مناطق سیگنال پپتیدی، تعداد و موقعیت اسیدآمینه سیستیین و باندهای دی سولفیدی و وزن مولکولی در Fol-LysM1 و Fol-LysM3 پیش بینی شد. در ادامه توالی کدکننده دو پروتئین مزبور در ژنوم FOLتکثیر و تعیین توالی شد و با بقیه پروتئین های اثرگذار دارای دومین LysM ازنظر فیلوژنتیکی و سازماندهی دومین ها مقایسه شد. این اولین گزارش از ردیابی ژن های اثرگذار دارای دومین LysM در FOL است که توالی Fol-LysM1 با شماره دستیابی KU522305 در بانک ژن ثبت شد.
    کلیدواژگان: پروتئین ترشحی، برهم کنش مولکولی گیاه و بیمارگر، بیماری پژمردگی آوندی
  • سارا نوری زاده، عادله دیوسالار *، محبوبه اسلامی مقدم، علی اکبر صبوری صفحه 250
    آلبومین سرم انسانی (HSA) فراوان ترین پروتئین موجود در پلاسمای خون است که مسئول حدود 80 درصد از فشار اسمزی خون است و پروتئین حامل بسیاری از ترکیبات از جمله داروها نیز قلمداد می شود. در این مطالعه اثر جانبی کمپلکس تازه سنتز شده و ضدسرطانی پلاتین (فنیل ایزوپنتیل گلایسین نیترات پلاتین) بر ساختار پروتئین حامل خون، آلبومین سرم انسانی، بررسی شد. در این مطالعه تجربی، اثر جانبی کمپلکس، تعیین جایگاه اتصال کمپلکس، نحوه برهم کنش و سازوکار آن بر HSAاز طریق روش های مختلف طیف سنجی (فلوئورسانس و دورنگ نمایی حلقوی) در دو دمای 25 و 37 درجه سانتی گراد مطالعه شد. تحلیل طیف فلوئورسانس نشان داد که افزودن این کمپلکس به پروتئین موجب کاهش نشر فلوئورسانس ذاتی پروتئین از طریق سازوکار خاموشی و تغییر در ساختار سه بعدی تریپتوفان های موجود در پروتئین می شود. تعداد جایگاه های اتصال، ثابت خاموشی اشترن-ولمر و ثابت اتصال کمپلکس بر پروتئین آلبومین محاسبه شد. همچنین تحلیل طیف دورنگ نمایی حلقوی نشان می دهد که کمپلکس پلاتین ساختار دوم پروتئین را از طریق کاهش ساختار منظم مارپیچ آلفا و افزایش ساختارهای صفحات بتا تغییر می دهد که بیان گر کاهش پایداری ساختار دوم پروتئین می باشد. نتایج فوق نشان می دهند که این کمپلکس جدید سنتزی پلاتین می تواند به پروتئین حامل خون (HSA) متصل شود و ساختار دوم و سوم آن را تغییر دهد. این موضوع به مثابه اثر جانبی داروی تازه سنتزشده مطرح است. امید است نتایج تحقیق حاضر راهگشای سنتز و طراحی ترکیباتی با عوارض جانبی کمتر در شیمی درمانی باشد.
    کلیدواژگان: آلبومین انسانی، کمپلکس پلاتین، فلوئورسانس، دو رنگ نمایی حلقوی
  • آکبر نورسته نیا *، ملیحه فرجادی صفحه 260
    در این تحقیق تنش خشکی ازطریق پلی اتیلن گلیکول با غلظت 20 درصد اعمال شد. 48 ساعت پس از اعمال تنش و به منظور ارتقای مقاومت دربرابر تنش، تیمار نمونه ها به وسیله نیترات پتاسیم در سه غلظت 5، 10، 15 میلی مولار طی 9 روز انجام گرفت. تغییرات مقدار پرولین، پروتئین کل، رنگیزه های فتوسنتزی، بتاکاروتن، آنتوسیانین، مالون دی آلدهید، فنل، فلاونول، فلاونوئید، قندهای محلول و پتاسیم برگ اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که گیاه توتون در مواجه با تنش خشکی به منظور حفظ فشار اسمزی داخلی، از تجمع اسمولیت هایی مانند پرولین، قندهای محلول و پتاسیم کمک می گیرد. همچنین تنش خشکی باعث ایجاد تنش اکسایشی در گیاه توتون می شود و تولید فرم های فعال اکسیژن را افزایش می دهد. درنتیجه سیستم دفاع آنتی اکسیدانی غیرآنزیمی گیاه توتون شامل آنتوسیانین، فلاونوئید، فلاونول و بتاکاروتن برای مقاومت دربرابر خشکی افزایش می یابد. نتایج همچنین نشان داد که کاربرد نیترات پتاسیم به ویژه غلظت 15 میلی مولار به طور محسوسی توانست برخی از پیامدهای مضر تنش، همچون کاهش رنگیزه های فتوسنتزی و پروتئین را بهبود ببخشد. همچنین نیترات پتاسیم توانسته سطوح MDA و بتاکاروتن را به سطح معادل آن در گیاهان کنترل برساند. درنتیجه به نظر می رسد کاربرد پتاسیم می تواند در مقاومت گیاه به خشکی موثر باشد و در کاهش برخی اثرهای مضر تنش خشکی نقش مهمی را ایفا کند.
    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان های غیر آنزیمی، پلی اتیلن گلیکول، تنش خشکی، مالون دی آلدهید، نیترات پتاسیم
  • سمانه مهدی یانی، علی ستاریان *، میثم حبیبی، طیبه امینی صفحه 272
    جنس تنگرسRhamnus L. از تیره عنابیان است و تاکنون هشت گونه از تنگرس در ایران گزارش شده است. در این تحقیق ساختار تشریحی برگ، اپیدرم، دمبرگ و شاخه های جوان نه جمعیت از دو گونه Rhamnus pallasii و Rhamnus cathartica با استفاده از نمونه های جمع آوری شده از طبیعت در مناطق مختلف شمال ایران و نمونه های هرباریومی تحت بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد سلول های اپیدرمی برگ در دو شکل چند وجهی و نامنظم وجود دارند. الگوی دیواره آنتی کلینالی راست تا کمانی و موج دار بودند. در هر دو گونه هر دو سطح برگ دارای تیپ روزنه ای آنموسیتیک و دو زیرگونه R. pallasii subsp. pallasii و R. pallasii subsp. sintenisii دو نوع تیپ روزنه آنموسیتیک و پاراسیتیک مشاهده شد. صفات شکل سطح مقطع، نوع کرک، تعداد لایه های کلانشیم و پارانشیم در برگ و دمبرگ و شاخه جوان در بین تاکسون های تحت بررسی بسیار مشابه است. در مجموع مطالعات تشریحی انجام شده، تشابه این تاکسون ها را در صفات آناتومی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: ساختار تشریحی، روزنه، آنموسیتیک، پاراسیتیک، ایران
  • نسترن بیات *، فریده عطار صفحه 286
    ساختار تشریحی برگ 35 جمعیت متعلق به 18 آرایه از Scrophularia L. تحت بررسی قرار گرفت .از بین 39 صفت کیفی و کمی تحت بررسی در برگ، صفاتی نظیر ضخامت پهنک، ضخامت کوتیکول فوقانی و تحتانی رگبرگ میانی، طول سلول های پارانشیم نردبانی فوقانی و تحتانی، ضخامت دیواره اپیدرم تحتانی رگبرگ میانی، ضخامت اپیدرم تحتانی و فوقانی پهنک، تعداد لایه های پارانشیم اسفنجی، نوع کلانشیم فوقانی رگبرگ میانی و وجود ایدیوبلاست، ارزش آرایه شناسی بالاتری در جدایی آرایه ها دارند. درنهایت، مقایسه نتایج این مطالعه با طبقه بندیGrau (1981) حاکی از آن است که از بین 12 گروهی که او ارائه کرده است، 4 گروه به واسطه صفات تشریحی تایید شده و در بقیه موارد هم خوانی قابل توجهی بین دو مطالعه مشاهده نمی شود.
    کلیدواژگان: جنس Scrophularia، مطالعات تشریحی برگ، ایدوبلاست، آرایه شناسی، کلاهک بافت استحکامی دستجات آوندی
  • ریحانه سریری *، عادله رئوفی ماسوله، غلامرضا بخشی خانیکی صفحه 298
    هدف این تحقیق بررسی چگونگی ایجاد پروتئین ضدیخ (AFP)، تغییرات فعالیت آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز و کاتالاز در تیمارهای دمایی (20، صفر، 2-، 5- و8-) و مقدار پراکسیداسیون لیپیدی در برگ های چای شمال ایران است. گیاهچه های هشت تا ده برگی چای با مقاومت سرمایی متوسط از چند مزرعه چای لاهیجان تهیه شدند و در گلدان های حاوی ماسه و پرلیت ضد عفونی و به نسبت 1: 4 کاشته شدند. سپس حدود ده روز در اتاق رشد آزمایشگاه در 20 درجه سانتی گراد، رطوبت نسبی 75 درصد و طول روز 16 ساعت با شدت نوری برابر حدود 1600 لوکس نگهداری شدند. از محلول هوگلند، برای آبیاری و تغذیه گیاهچه ها و از کود آهن (نیم گرم در لیتر) به شکل اسپری استفاده شد. تنش سرمایی به تدریج و طی برنامه مشخص دماهای صفر، 2- و 5- و 8- درجه سانتی گراد اعمال شد و گیاهچه ها برای مراحل بعدی مهیا شدند. سپس بررسی ایجاد پروتئین ضد یخ و تعیین فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان براساس روش های مربوط انجام گرفت. نتایج نشان داد که در اثر اعمال دماهای زیر صفر پروتئین ضدیخ با وزن مولکولی حدود 20 کیلو دالتون در برگ های چای شمال کشور برای مقابله با استرس ناشی از یخ زدگی تولید شد. هم چنین با کاهش دما فعالیت آنزیم های SOD، APX و CAT در برگ چای افزایش یافت. فعالیت SOD تا دمای 8- درجه سانتی گراد افزایش داشتند درحالی که فعالیت APX و CAT تا دمای 5- درجه سانتی گراد افزایش یافت. ازطرفی، مقدار مالون دی آلدئید MDA، فاکتور نشان دهنده میزان پراکسیداسیون لیپیدی، افزایشی اندک در اثر کاهش دما نشان داد. براساس نتایج مزبور می توان جمع بندی کرد که برگ های همیشه سبز گیاه چای با ایجاد پروتئین ضد یخ خاص و افزایش فعالیت های آنتی اکسیدانی تنش های سرمایی را به خوبی تحمل می کند.
    کلیدواژگان: استرس سرمایی، آسکوربات پراکسیداز، پراکسیداسیون لیپیدی، پروتئین ضد یخ، سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز
  • سید میلاد هاشمی، سمیه سلمانی، محمدحسین مجلس آرا * صفحه 312
    واضح است که دستگاه های تشخیص غلظت DNA در زمینه های ژنتیک و زیستی و بیوتکنولوژی کاربرد زیادی دارند. بر این اساس، تعدادی دستگاه مشابه با نور لیزر طراحی شده است که معایب آن قیمت بالا و استفاده از مقادیر قابل ملاحظه از نمونه می باشد. دستگاه طراحی شده با نور LEDکار می کند که هزینه ساخت این دستگاه را بسیار ارزان تر می کند. مقادیر DNA استفاده شده در این دستگاه بسیار کم و در حدود چند میکرولیتر می باشد و اندازه گیری سریع و کوچک و قابل حمل بودن آن نیز از امتیازات این دستگاه می باشد. داده های خروجی از این دستگاه به صورت ولتاژ بر حسب زمان و تبدیل فوریه آن، یعنی تبدیل فرکانسی ثبت می شود. از نمودارهای فرکانسی بدست آمده می توان با استفاده از قانون بیرلامبرت به غلظت نسبی DNA و سنجش ویروس ها و اندازه گیری میزان آسیب به DNA و کاربردهای بسیار دیگر پی برد. با استفاده از این دستگاه، غلظت DNAهای رنگ شده با سه رنگینه مختلف توسط دستگاه فلورومتر اندازه گیری شد.
    کلیدواژگان: رنگدانه، فلورومتر، فرکانس، غلظت DNA
|
  • Farhad Shokouhifar *, Elahe Rabiei, Motlagh, Nahid Abbaspour, Sahba Toosi Page 235
    During the infection- while the xylem is colonized by the F. oxysporum f. sp. Lycopersici (Fol)- several effector proteins have been secreted into the xylem that suppress the plant’s defense response and enable parasitic colonization. So far, 14 effector proteins have been reported in Fol. However, there are no identified domains in their sequences. LysM effector proteins were identified in some plant pathogenic fungi and involved in sequestering chitin oligosaccharides. Here, considering the role of LysM effector proteins in plant-pathogen interactions, we searched for candidate effector proteins possessed Lysin (LysM) domains in the genome of FOL. Hence, the LysM domain was searched in the WGS data bank of Fol using Pfam tool and 17 proteins were identified. Two proteins, Fol-LysM1 and Fol-LysM3, were selected based on low molecular weight and present of signal peptide in their sequences. Prediction of the gene structures preformed using FGENESH tools and domain structures and effector characters including signal peptide, number and position of cysteine residues, disulfide bond connectivity and molecular weight of proteins were predicted. The entire nucleotide sequences of the coding region of their genes were determined by PCR and phylogeny of lysM effector proteins was studied. Furthermore, the domain organization of these proteins was compared with that of other lysM effector proteins. This is a first report of detection of lysM effector genes in Fol.
    Keywords: plant, microbe interaction, secreted protein, vascular wilt disease
  • Sara Noorizadeh, Adeleh Divsalar *, Mahbubeh Eslami, Moghaddam, Ali Akbar Saboury Page 250
    Human serum albumin (HSA) is the most abundant protein in blood plasma, which is responsible for 80% of blood pressure; it also acts as a carrier protein for many compounds in the blood such as drugs. In the present study, the interaction and side-effects of a newly-designed anti-cancer compound of isopentyl-glycine1, 10-phenanthroline Platinum nitrate on HSA have been investigated. In this investigation, the side effects, values of the number of binding sites and the association binding constants of new synthesized Pt(II) complex have been studied by different spectroscopic (fluorescence and circular diachronic (CD) techniques at different temperatures of 25 and 37 °C. The analysis of fluorescence spectra showed that the addition of the complex led to a significant reduction in the fluorescence spectra of HSA via quenching mechanism. Also, it can change the three-dimensional structure of tryptophan existing in the protein. The number of binding sites, the Stern-Volmer quenching constant and the association constant of the complex were calculated on the HSA protein. The analysis of circular dichroic spectra showed that the complex can change the regular secondary structure of the protein via reduction of α helical structure and increase of β sheet structure which indicates a decrease in the stability of the protein. According to the results obtained, it can be concluded that this new synthesized Pt(II) complex can bind to the main blood carrier protein (HSA) and change the secondary and tertiary structure of the protein which can be considered as the side-effects of this drug.
    Keywords: HSA, platinum complex, fluorescence, side effects, thermodynamic parameters
  • Akbar Norastehnia *, Maliheh Farjadi Page 260
    In this study, water stress was applied by polyethylene glycol at a concentration of 20 perecentage. To improve the resistance of the plants, the samples were treated by potassium nitrate at concentrations 5, 10, and 15 mM within 9 days. Changes in proline, total protein, photosynthetic pigments, carotene, anthocyanin, malondialdehyde, phenols, flavonols, flavonoids, soluble sugars and potassium ion were examined. The results showed that tobacco plants which had been exposed to drought used the accumulation of osmolytes such as proline, soluble sugars and potassium in order to balance their osmotic pressure. Drought stress also caused oxidative stress and increased the production of active forms of oxygen. As a result, non-enzymatic antioxidant defense system of tobacco plants including anthocyanins, flavonoids, flavonols and beta-carotene increased, which could be considered to be a major step for resistance to drought. The results also showed that the concentration of 15 mM potassium nitrate in particular, could significantly improve some of the harmful effects of stress and reduced photosynthetic pigments and proteins. Potassium nitrate could also bring down the MDA and beta-carotene levels to equivalent levels in control plants. As a result, it seems that using potassium can affect plant resistance to drought and plays an important role to reduce some harmful effects of stress.
    Keywords: nonenzymatic antioxidants, polyethylene glycol, drought stress, malondialdehyde, potassium nitrate
  • Samaneh Mahdiyani, Ali Sattarian *, Meisam Habibi, Tayebeh Amini Page 272
    Rhamnus L. is the genus of Rhamnaceae in Iran with nearly eight species. These species are used as valuable shrubs. This research was carried out in order to investigate the anatomical leaf. Samples from nine populations of Rhamnus pallasii and Rhamnus cathartica were taken. Treatment specimen cover various habitats from north of Iran, moreover herbarium samples were taken into account. The results presented two forms of epidermal cells such as Polygonal and irregular cells in addition, waved and straight anti-clinical walls were observed in R. pallasii subsp. pallasii and R. pallasii subsp. sintensii. Two types of stomata were demonstrated like anemositic and parasitic in two main species. Some characters e.g. thrichome, parenchyma, collenchyma layers were determined to finding some similarity among treatment specimen.
    Keywords: anatomical study, stomata, anemocytic, paracytic, Iran
  • Nastaran Bayat *, Farideh Attar Page 286
    In this survey, anatomical characteristics of leaves in 35 populations belonging to 18 taxa of Scrophularia have been studied. Among 39 quantitative and qualitative anatomical characters, some have more suitable taxonomic value for differentiation of taxa, such as blade thickness, thickness of upper and lower cuticle of midrib, length of upper and lower palisade parenchyma of blade, thickness of lower epidermis wall of midrib, thickness of upper and lower epidermis of blade, rows of spongy parenchyma of blade, upper collenchyma type of midrib and the presence of idioblast. Finally, comparison of the results of the current study together with Grau’s (1981) results confirm the validity of 4 groups out of the 12 groups which he had introduced. As for the remaining groups, no noticeable concordance was found.
    Keywords: Scrophularia, leaf anatomy, idioblast, taxonomy, Bundle cap
  • Reyhaneh Sariri *, Adeleh Raeofi Masooleh, Gholam Reza Bakhshi Khaniki Page 298
    Tea was planted in Lahijan by Kashefalsataneh in 1930. The main concern about important commercial plants such as tea is the formation of ice crystals in low temperatures. This can damage the live cells leading to lowering the quality of the plant and eventually its death. Formation of reactive oxygen species (ROS) and oxidative stress is the result of various environmental stresses leading to freezing. Investigating the variations in any of these factors could help to understand the mechanism of freeze resistance in ever-green plants. The aim of the present research was to investigate lipid peroxidation, the presence of antifreeze protein and variations in the activity of some antioxidant enzymes, including superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidize (APX) and catalyse (CAT) in tea leaves subjected to 20, 0, -2, -5 and -8°C in tea leaves from the north of Iran. The results showed formation of an antifreeze protein with MW of about 20 KD in response to cold stress. It was also found that the activity of SOD, APX and CAT increased in tea leaves due to cold stress. The activity of SOD increased down to -8°C. APX and CAT increased their activity down to -5°C. On the other hand, the lipid per oxidation factor, MDA, was also elevated in response to the cold stress.
    Keywords: antifreeze protein, ascorbate peroxidase, cold stress, catalyse, lipid per oxidation superoxide dismutase
  • Seyed Milad Hashemi, Somayeh Salmani, Mohammad Hossein Majles Ara* Page 312
    It is clear that DNA concentration and biological detection devices have many applications in the fields of genetics and biotechnology. For this goal, some similar devices have been designed working with the laser light which the disadvantages of them are high prices and the use of significant amounts of sample volume. But this designed device which works with LED light has very cheap manufacturing cost. The amounts of DNA used in this device are very low, about a few micro-liters and measurement of small, fast and portable it is also the advantages of these devices. The Data recorded as voltage versus time and the Fourier transform the frequency domain. From the frequency curve, by using the Byrlambrt it is possible to obtain the relative concentrations of DNA, viruses and assays measuring DNA damage and many other applications. By use of this device, the concentration of DNA colored with three different pigments was measured.
    Keywords: pigments, fluormeter, frequency, concentration, DNA