فهرست مطالب

یافته های نوین در علوم زیستی - سال ششم شماره 1 (پیاپی 19، بهار 1398)

نشریه یافته های نوین در علوم زیستی
سال ششم شماره 1 (پیاپی 19، بهار 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/02/28
  • تعداد عناوین: 14
|
  • دلارام اسلیمی اصفهانی*، شهربانو عریان، محمد نبیونی، طلیعه سادات حسینی نیا صفحات 1-9
    عمل کردهای معیوب حرکتی در حیوانات کلستاتیک گزارش شده است. این اختلال در عمل کرد و مرگ نورون های حرکتی بسیار به تغییرات در محیط پیرامون آستروسیت ها و سد خونی- مغزی وابسته است که توسط پروتئین آکواپورین 4 تعدیل می شود. به همین دلیل در این مطالعه به بررسی اثرات کلستاز بر هیستولوژی و مورفولوژی قشر مغز و بررسی آکواپورین 4 در ایجادناحیه قشر حرکتی پرداخته شد. نمونه ها با روش ائوزین-هماتوکسیلین رنگ شده و تغییرات بافتی قشر مغز مورد بررسی قرار گرفت. همچنین مقدار آکواپورین 4 در تمامی گروه ها توسط روش ایمونوهیستوشیمی مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه ضخامت قشر مغز درقشر حرکتی در نمونه های کلستاتیک نسبت به گروه شم وکنترل افزایش یافت. همچنین کلستاز باعث ایجاد سلول های هتروکروماتین شد. از طرف دیگر، نکروز بافتی در نمونه های کلستاتیک در مقایسه با نمونه های شم وکنترل قابل تشخیص بود. کاهش تراکم سلول ها در برخی از لایه های قشر مغز مشاهده شد که احتمالا نشانگر مرگ سلولی در اثر کلستاز است. مقدار آکواپورین 4 در گروه کلستاتیک نسبت به گروه های کنترل و شم کاهش معنی دار نشان داد (P<0.05). در این تحقیق، آسیب بافتی مشاهده شده در قشر حرکتی موش های صحرایی کلستاتیک ممکن است دلیل ناهنجاری های حرکتی ایجاد شده باشد. همچنین کاهش سطح آکواپورین 4 ممکن است باعث آسیب نورون های حرکتی گردد.
    کلیدواژگان: ایمونوهیستوشیمی، فعالیت حرکتی، کلستاز، نکروز، هتروکروماتین
  • کتایون میمندی، محمد مهدی یعقوبی* صفحات 10-19
    در این تحقیق اثر سمی عصاره های آبی و اتانولی ناز سفید (Sedum album L.) بر دو سلول سرطان معده (AGS) و پستان (MCF-7) انسان بررسی شد. ناز سفید از روستای دلیر شهرستان چالوس نمونه برداری شد و هشت غلظت مختلف از عصاره های آبی و اتانولی به مدت 48 ساعت بر سلول های سرطانی اعمال شد. اثر کشندگی و مهاری عصاره ها روی سلول ها به روش های MTT، BrdU و TUNEL بررسی شد. یافته ها نشان داد هر دو عصاره اثر وابسته به غلظت ضد تکثیر سلول و القای آپوپتوز دارند. نتایج MTT نشان داد سلول AGS نسبت به سلول MCF-7 متحمل کشندگی بیشتری شده بود و اثر عصاره اتانولی قوی تر از عصاره آبی بود. داده های روش BrdU نشان داد در بالاترین غلظت عصاره آبی، تکثیر سلول AGS به 50 درصد و تکثیر سلول MCF-7 به 43 درصد کاهش یافت. همچنین عصاره اتانولی در بالاترین غلظت، تکثیر دو سلول AGS و MCF-7 را به ترتیب به 75 درصد و 60 درصد کاهش داد. نتایج روش TUNEL نیز حاکی از آن بود که 52 درصد از سلول های AGS و 12درصد از سلول های MCF-7 تحت تیمار با عصاره اتانولی دچار آپوپتوز شدند. عصاره آبی نیز در دو سلول فوق به ترتیب 28 درصد و 25 درصد آپوپتوز القا کرد. هم مهار تکثیر سلول و هم القای مرگ، از راهکارهای مطلوب محققان در درمان سرطان هستند. شناسایی ترکیبات موجود در ناز سفید و بررسی اثر آنها در مدل های حیوانی سرطان می تواند به درک بیشتر خواص ضد سرطانی این گیاه کمک کند.
    کلیدواژگان: آپوپتوز، تکثیر سلول، تیره گل نازیان، کوئرستین، گیاهان ضد سرطان
  • نشاط صفارزاده، حمید مقیمی* صفحات 20-29
    ایمپرانیل DLN، دسته ای از پلاستیک ها از خانواده پلی یورتان ها است که به عنوان پوشش در صنعت استفاده می شود. هدف از پژوهش، بررسی قابلیت مخمر جدا شده در تولید آنزیم و تجزیه ایمپرانیل است. در این مطالعه، ایزوله های مخمری از نمونه های خاک جنگل و پساب صنایع روغن کشی جدا شدند که قابلیت رشد در محیط پایه نمکی حاوی %1 ایمپرانیل DLN به عنوان تنها منبع کربن موجود در محیط را دارا بودند. ایزوله مخمری NS-10 به عنوان جدایه توانمند در تجزیه ایمپرانیل انتخاب، و توسط PCR و پرایمرهای ITS1 و ITS4 ژن ITS تعیین توالی و شناسایی شد. قابلیت تولید آنزیم های استراز، اوره آز و پروتئاز توسط جدایه به صورت کیفی بررسی شد. سپس تجزیه ایمپرانیل و میزان حذف سنجش شد. در این مطالعه، 40 جدایه مخمری جداسازی شد که براساس قابلیت رشد در محیط حاوی ایمپرانیل، فعالیت آنزیمی و میزان مصرف و حذف ایمپرانیل، جدایه NS-10 به عنوان سوش برتر انتخاب شد. تعیین توالی ژن ITS مشخص کرد که این جدایه 100 درصد مشابه با Sarocladium kiliense است. این سوش توانایی تولید هر 3 آنزیم خارج سلولی شامل استراز، اوره آز و پروتئاز را داشت. S. kiliense  توانست طی14 روز، 10 گرم در لیتر ایمپرانیل را  100% حذف و در پلیت حاوی ایمپرانیل هاله ایجاد کند. در نهایت، توانمندی سوش برتر در تجزیه صفحات پلی یورتان از طریق تصویربرداری توسط میکروسکوپ الکترونی نگاره(SEM) بررسی شد. نتایج حاصل از پژوهش نشان می دهد که سوشS. kiliense  توانایی تجزیه کامل ایمپرانیل را دارد. این پژوهش می تواند در معرفی سوش های مخمری توانمند در تجزیه پلاستیک ها و همچنین درک مکانیسم تجزیه زیستی این ترکیبات کمک کننده باشد.
    کلیدواژگان: پاکسازی زیستی، پلاستیک، پلی یورتان، فعالیت آنزیمی، میکروسکوپ الکترونی نگاره
  • محسن فاطمی، نسرین ملانیا*، مجید مومنی مقدم، فاطمه صادقی فر صفحات 30-38
    خواص جدید مواد در ابعاد نانو باعث شده که نانوتکنولوژی به یکی از بخش های پیشرو در تمامی علوم از جمله زیست شناسی و پزشکی تبدیل گردد. در این راستا نانوذرات مغناطیسی بر پایه آهن با توجه به قابلیت های متنوع خود، بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته اند. امروزه افزایش مقاومت به آنتی بیوتیک ها یکی از مشکلات عمده در درمان عفونت های بالینی است، از این رو یافتن عوامل ضد باکتریایی جدید برای مبارزه با سویه های مقاوم امری ضروری است. در این مطالعه تولید زیستی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن با استفاده از سوپرناتانت محیط کشت یک باکتری تازه استخراج شده و با هدف بررسی میزان اثر بازدارنگی این نانوذرات بر سویه هایی که در بروز عفونت های بالینی نقش عمده دارند، انجام شد. تولید زیستی نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن به کمک آنزیم های باکتریایی بوسیله دستگاه اسپکتروسکوپی UV-Vis بررسی گردیده و اندازه متوسط نانوذرات حاصل با استفاده از تکنیک پراکندگی نور دینامیکی تخمین زده شد. خاصیت ضدباکتریایی نانوذرات اکسید آهن علیه باکتری های اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس با روش های محاسبه ضریب حساسیت باکتری ها بررسی گردید. در حضور این نانوذرات بیشترین ضریب حساسیت در یک برابر غلظت ممانعت کننده رشد برای اشرشیاکلی و کمترین مقدار برای استافیلوکوکوس اورئوس مشاهده شد. میزان مرگ در دو سویه در تماس با سوسپانسیون نانوذرات از واکنش سینتیک درجه یک پیروی کرده و نسبت بقای باکتری ها با افزایش زمان تماس کاهش یافت. با توجه به نتایج حاصل و پتانسیل بالای نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن زیستی، می توان از آن ها در پیشگیری و درمان عفونت های بیمارستانی بهره برد.
    کلیدواژگان: تولید زیستی نانوذرات، حداقل غلظت مهاری، ضریب حساسیت، مقاومت آنتی بیوتیکی، نانوتکنولوژی
  • مجتبی مرتضوی*، نسرین پرورش، مسعود ترکزاده صفحات 39-49
    کوتین پلیمری است که از تراکم و اکسیدشدن اسیدهای چرب در گیاهان به وجود آمده و نقش کلیدی در حفاظت از گیاهان در برابر عوامل بیماری زا ایفا می کند. کوتیناز یک آنزیم هیدرولازی است که کوتین را تجزیه می کند. هدف این پژوهش استخراج کوتین سیب قرمز،  بررسی فعالیت باکتری های تولید کننده آنزیم کوتیناز در محیط LB و تحلیل های بیوانفورماتیکی است. بدین منظور، از پوست میوه سیب قرمز و به کمک بافر اگزالات، کوتین جداسازی شد. سپس سویه های تولیدکننده آنزیم که قبلا جداسازی شده اند، در داخل پلیت های حاوی محیط کشت کوتین تلقیح داده شدند. پس از کشت اولیه، باکتری ها را در محیط LB کشت داده و به کمک سوبسترای اختصاصی پارانیتروفنول بوتیرات فعالیت کوتینازی نمونه ها سنجیده شد. به منظور انجام تحلیل های بیوانفورماتیکی، توالی جداسازی شده شش نمونه باکتریایی تولیدکننده آنزیم کوتیناز در پایگاه های محاسباتی تحلیل شد و درخت فیلوژنتیکی هر توالی تهیه شد. سپس، توالی آنزیمی نمونه های تولیدکننده کوتیناز بررسی و با رسم درخت فیلوژنتیکی میزان شباهت این توالی ها تحلیل شد. نتایج نشان داد که کوتینازهای پروکاریوتی از یوکاریوتی جدا شده اند. در ادامه، توالی ناحیه 16S rDNA این نمونه ها به همراه توالی نمونه های جدید، ارزیابی شده و روابط فیلوژنتیکی این گونه ها تعیین شد. این تحلیل نشان  داد که توالی جدید در کنار نمونه های باکتریایی قرار می گیرد؛ بنابراین، احتمالا آنزیم کوتیناز نمونه های شناسایی شده، از نظر ساختار و کارکرد با آنزیم کوتیناز این باکتری ها، ممکن است شباهت زیادی داشته باشد.
    کلیدواژگان: آنزیم کوتیناز، اسپلیت تری فور، اینتروباکتر، درخت فیلوژنتیکی، کلبسیلا
  • سمیه فرهمند، فائزه فاطمی*، رضا حاجی حسینی صفحات 50-60
    در باکتری اسیدیتیوباسیلوس فرواکسیدانس، پروتئین های موجود در مسیر زنجیره انتقال الکترون از جمله پروتئین راستی سیانین، با اکسیداسیون آهن فرو به فریک، سبب آزادشدن الکترون و در نهایت استحصال اورانیوم می شوند. تاکنون، ارتباط بین توالی این ژن با میزان استخراج اورانیوم در فرایند بیولیچینگ بررسی نشده است. بنابراین، در این مطالعه پس از تغییر میزان استحصال اورانیوم بر اثر جهش باکتری، بررسی تغییرات ژن rus، می تواند نقش مستقیم و دقیق این پروتئین را آشکار سازد. بدین منظور، در باکتری اسیدیتیوباسیلوس اس پی. FJ2 بومی با دو دوز %8/0 و %1 از دی اتیل سولفات جهش تصادفی ایجاد شد. سپس، جهت انجام فرایند بیولیچینگ، باکتری ها به محیط حاوی %50 سنگ معدن اورانیوم منتقل شدند. بعد از اندازه گیری میزان استخراج اورانیوم، آهن، میزان تغییرات اکسیداسیون و احیا و pH در فرایند بیولیچینگ، به منظور بررسی سکانس ژن راستی سیانین، DNA ژنومی استخراج و پس از انجام PCR، برای تعیین توالی فرستاده شد. سپس، با استفاده از نرم افزار Bioedit v7.2.5، سکانس ژن وحشی با موتانت تحت مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که استخراج اورانیوم توسط باکتری جهش یافته با %1 DES بین روزهای 11-7 نسبت به باکتری وحشی افزایش یافته است. با این وجود، تغییری در نواحی عمل کردی ژن راستی سیانین رخ نداده است. به نظر می رسد که احتمالا، DES اثر خود را بر دیگر ژن های موثر در زنجیره انتقال الکترون و یا در نواحی تنظیمی گذاشته است که نیازمند مطالعات بیشتر در این زمینه است.
    کلیدواژگان: انتقال الکترون، بیولیچینگ، پروتئین، جهش تصادفی، میکروارگانیسم
  • راضیه سادات سلوکی نژاد، حانیه اسعدی، یاسر اسحاقی میلاسی، سجاد یزدان ستاد* صفحات 61-69
    تولید رنگدانه از باکتری ها به علت مقرون به صرفه بودن، محصول بیشتر و استخراج آسان تر نسبت به سایر منابع از اهمیت خاصی برخوردار است. کاروتنوئید ها، از مهمترین رنگدانه ها با خواص آنتی اکسیدانی، پیش ساز ویتامینA ، افزایش دهنده تولید آنتی بادی، ضد تومور و پیشگیری کننده از بیماری های قلبی-عروقی هستند. هدف از این مطالعه جداسازی و شناسایی مولکولی باکتری های تولیدکننده رنگدانه کاروتنوئیدی و آنالیز آن با روش HPLC بود. تعداد 20 نمونه خاک از مناطق مختلف شهر تهران جمع آوری شد. پس از رقت سازی، نمونه ها بر روی محیطBHI آگار کشت و در دمای 37 درجه سانتی گراد گرماگذاری شد. باکتری های تولیدکننده رنگدانه برای شناسایی بیشتر انتخاب و استخراج رنگدانه آنها بوسیله متانول انجام شد. غربالگری باکتری های تولیدکننده رنگدانه در دو سطح انجام گرفت: انتخاب سویه ها با استفاده از رنگ قابل مشاهده؛ آنالیز عصاره ها با طیف سنجی UV-VIS و تایید توسط کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا .(HPLC)  ابتدا، جدایه ها با استفاده از روش های فنوتیپی شناسایی شد و ژن 16S rDNA آنها با روش PCR تکثیر و تعیین توالی شد. Staphylococcus epidermidis، Micrococcus aloeverae، Citricoccus alkalitolerans، Rhodococcus zopfii، Arthrobacter agilis،Dietzia natronolimnaea وRhodococcus ruber  به عنوان سویه های تولیدکننده کاروتنوئید شناسایی شدند .بالاترین میزان جذب با استفاده از آنالیز طیف سنجی UV-VIS در Staphylococcus epidermidis و Dietzia natronolimnaea مشاهده شد. آنالیز HPLC نشان داد که کاروتنوئیدهای تولید شده در مقایسه با منحنی بتا کاروتن استاندارد، متعلق به بتاکاروتن هستند. میکروارگانیسم ها منبع بالقوه ای برای تولید کارتنوئیدها هستند. در این مطالعه، ما دو جنس باکتری (Staphylococcus epidermidis و Dietzia natronolimnaea) با توانایی بالای تولید کارتنوئید معرفی کردیم.
    کلیدواژگان: بتاکاروتن، رنگدانه، کاروتنوئید، کروماتوگرافی، طیف سنجی
  • مریم خضری* صفحات 70-78
    اجتماعات باکتریایی قادر به تشکیل ساختارهای پیچیده و سه بعدی بیوفیلم هستند. تشکیل بیوفیلم جزء باستانی و جدایی ناپذیر چرخه زندگی پروکاریوت ها و عامل کلیدی بقا آنها در زیستگاه های اکولوژیکی مختلف است. در بیوفیلم، باکتری ها از حالت سلول آزاد و شناور به صورت ساکن درمی آیند. حضور در بیوفیلم موجب بروز صفات جدیدی در باکتری ها می شود که آن ها را از سلول های آزاد متمایز می کند. مقاومت زیاد در برابر تیمارهای ضدمیکروبی و کمبود اکسیژن نتیجه حضور باکتری در بیوفیلم است. بیوفیلم ها در پاسخ به سیگنال های مختلف محیطی تشکیل می شوند و ژن های زیادی در تولید آنها دخالت دارند. بیوفیلم می تواند درون لوله های انتقال مایعات، روی وسایل و دستگاه های مورد استفاده در پزشکی، همچنین اعضا مصنوعی کاشته شده در بدن بیماران مشکل ساز باشد اما می توان از وجود بیوفیلم ها در جهت اهداف سودمند مانند پاکسازی آب فاضلاب های صنعتی و کشاورزی، تجزیه زیستی فلزات سنگین و فیلترهای زیستی آلودگی های هوا استفاده کرد. توانایی تولید بیوفیلم در باکتری های بیماری زا، مزیتی برای حفظ و بقا آن ها در شرایط نامساعد محسوب می شود و مشکلات زیادی در راه حذف آنها ایجاد می کند، زیرا باکتری های موجود در بیوفیلم معمولا در برابر آنتی بیوتیک ها و سموم شیمیایی مقاومت بالاتری نسبت به سلول های آزاد نشان می دهند. در ریزوباکتری های مفید گیاهی که جهت مهار زیستی بیماری های گیاهی یا افزایش رشد و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی استفاده می شوند، توانایی تولید بیوفیلم به ویژه در فرایند تولید انبوه و تجاری سازی آنها به مثابه یک مزیت مطرح است. با توجه به اهمیت بیوفیلم باکتریایی در زندگی انسان، این نوشتار به اهمیت بیوفیلم از جنبه های مختلف می پردازد.
    کلیدواژگان: بیماری های گیاهی، تجزیه زیستی، سلامت انسان، فیلترهای زیستی، مهار زیستی
  • فاطمه علمی، زهرا اعتمادی فر*، گیتی امتیازی صفحات 79-87
    از آن جایی که کیفیت سوخت های فسیلی اثر مستقیمی بر سلامت محیط زیست دارد ضروری است که  مقدار گوگرد موجود در این سوخت ها کاهش یابد. در این تحقیق سویه جدیدی از قارچ Exophiala spinifera  به نام سویه  FM استفاده شد که قادر به کاهش دی بنزوتیوفن (DBT) به عنوان یک مدل از ترکیب های گوگردی حلقوی موجود در سوخت های فسیلی بود. با انجام تحلیل HPLC مشاهده شد که قارچ مورد نظر طی 7 روز قادر به کاهش %99 از غلظت DBT در محیط کشت پایه نمکی است. این قارچ DBT را به مثابه منبع گوگرد و بصورت کومتابولیسم با سایر منابع کربنی مانند گلوکز مصرف می کند. قارچ E. spinifera در منابع کربنی مختلف شامل گلوکز، سوکسینات، گلوکز و اتانول به همراه DBT به عنوان منبع گوگرد کشت داده شد و بیش ترین رشد و فعالیت گوگردزدایی پس از 96 ساعت در حضور گلوکز به عنوان منبع کربن به دست آمد. در غلظت های مختلف DBT بهترین رشد و فعالیت گوگردزدایی در غلظت 3/0 میلی مولار مشاهده شد. بیشترین میزان گوگرددزایی DBT و رشد قارچ فوق در 26 تا 30 درجه سلسیوس مشاهده گردید. pH مناسب برای رشد ماکزیمم و بهترین فعالیت گوگردزدایی حدود 4 تا 5 به دست آمد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، قارچ، کومتابولیسم، گوگرد آلی، گوگردزدایی زیستی
  • الهام صید محمدی، سعید عباسی*، محمدرضا آصف، صمد جمالی صفحات 88-95
    در مطالعه ای که از سال 1393 تا 1396به منظور شناسایی قارچ های ماکروسکوپی در ارتفاعات قلاجه و دشت های اطراف به اجرا در آمد، 12 نمونه از قارچ های ماکروسکوپی راسته Pezizales متعلق به شاخه آسکومایکوتا جمع آوری گردید. نمونه ها بر اساس ویژگی های ریخت شناسی ماکروسکوپی و میکروسکوپی مورد شناسایی قرار گرفتند. همچنین توالی دی ان ای ناحیه ترانویسی شونده داخلی ریبوزومی (rDNA-ITS) نمونه های منتخب به منظور کمک به شناسایی گونه ‏ها تعیین توالی شد. بر اساس نتایج حاصل، پنج گونه شامل Terfezia claveryi، Tirmania pinoyi، Helvella acetabulum، Picoa juniperi و Picoa lefebvrei شناسایی گردید. گونه های T. clavery و T. pinoyi پیش از این از استان کرمانشاه گزارش شده اند ولی گونه های H. acetabulum، P. juniperi و P. lefebvrei برای نخستین بار از استان کرمانشاه گزارش می شوند.
    کلیدواژگان: آسکومیست، ایران، ترافل، دنبلان، ماکرومیست
  • سید موسی موسوی کوهی*، مریم مودی، اسماعیل سلطانی مقدم، هدیه سرچاهی مقدم صفحات 96-105
    شناسایی ویژگی های گونه های شورزی محلی اهمیت زیادی در استفاده کاربردی از آنها دارد. مطالعه حاضر با هدف شناسایی گونه های شورزی منطقه ای بیابانی و بسیار شور در اطراف شهرستان خوسف واقع در استان خراسان جنوبی و تشخیص روش تحمل شوری (دفع یا انباشت نمک) آنها انجام شده است. برای این منظور، انباشت سدیم در ریشه و اندام هوایی هفت گونه شامل چرخه (Launaea arborescens)، اسپند (Peganum harmala)، پرند کوهی (Pteropyrum olivieri)، درمنه سفید (Artemisia santolina)، قیچ (Zygophyllum eurypterum)، پشموک (Aerva javanica.) و کک کش بیابانی (Pulicaria gnaphalodes) و خاک اطراف ریشه آنها بررسی شد. در ادامه، ضریب انباشتگی زیستی سدیم (Bioconcentration Factor: BCF) در ریشه، ضریب تراجایی (Translocation factors: TF) آن از ریشه به اندام هوایی و ضریب انباشتگی (Accumulation Factor: AF) در اندام هوایی محاسبه شد. نتایج نشان داد که خاک منطقه از نوع لومی رسی و EC آن به بزرگی 65 دسی زیمنس بر متر (ds/m) است که نشان دهنده شوری بسیار زیاد خاک است. بر طبق مقادیر نسبت جذب سدیم (SAR)، درصد سدیم تبادلی (ESP) و با در نظرگیری EC خاک این منطقه در زمره خاک های شور-سدیمی قرار دارد. ضریب TF در برخی گونه ها بیش تر از یک بود. با این حال، از آنجا که در هیچ یک از گونه های مورد بررسی ضریب  BCFو AF بیش تر از یک نبود، گونه های مذکور جذب کننده یا انباشتگر سدیم نیستند. در مقابل، به نظرمی رسد که همه گونه های مورد مطالعه، دفع کننده نمک و یا حداقل دفع کننده سدیم هستند.
    کلیدواژگان: انباشتگر نمک، خاک شور، دفع کننده نمک، ضریب انباشتگی زیستی، گیاهان شورپسند
  • رضوان محمدی، پرتو روشندل*، علی تدین صفحات 106-115
    به منظور بررسی تاثیر مگنتوپرایمینگ بر وی‍ژگی های فیزیولو‍ژیک و فیتوشیمیایی گیاه زوفا (Hyssopus officinalis L.) آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی انجام گرفت. نتایج نشان داد مگنتوپرایمینگ (به ویژه در 200 میلی تسلا/5 دقیقه) باعث افزایش وزن خشک اندام های هوایی (6/82 درصد)، وزن خشک ریشه ها (5/86 درصد)، محتوای کلروفیل کل (8/32 درصد)، محتوای کاروتنوئیدها (4/32 درصد) و پلی فنل ها (به میزان دو برابر) در گیاه زوفای 60 روزه شد. همچنین، میزان نشت الکترولیت ها (6/27 درصد) و پراکسیداسیون لیپیدی (45 درصد) کاهش نشان داد. علاوه بر این، قدرت احیاکنندگی، فعالیت پاکروبی رادیکال های DPPH و آنیون های سوپراکسید افزایش معنی دار یافت. با این وجود، فعالیت بالای آنزیم های سوپراکسیددیسموتاز (76 درصد)، کاتالاز (2/4 برابر)، آسکوربات پراکسیداز (4/2 برابر) و گایاکول پراکسیداز (48 درصد) در شدت 90 میلی تسلا یافت شد. نتایج پیشنهاد می کند کاربرد مگنتوپرایمینگ با افزایش انسجام و پایداری غشاء، محتوای رنگیزه های فتوسنتزی و نیز تحریک سیستم آنتی اکسیدانی باعث افزایش رشد گیاهان زوفا می شود. همچنین این نوع پرایمینگ می تواند با افزایش سطح پلی فنل ها و ظرفیت آنتی اکسیدانی، خواص دارویی گیاه زوفا را افزایش دهد.
    کلیدواژگان: آنزیم های آنتی اکسیدان، پرایمینگ بذر، فعالیت پاکروبی رادیکال ها، میدان مغناطیسی، هیسوپوس اوفیسینالیس
  • سولماز خسروی، پریسا کوباز، داوود نادری، نرگس مجتهدی، اکرم صادقی* صفحات 116-123
    در دسترس بودن آهن برای ریشه ها به عنوان یک عامل مهم در تولیدات گیاهی اثبات شده است. اضافه کردن کلات های شیمیایی آهن به خاک  با آنکه از نظر اقتصادی مقرون به صرف نیست روشی معمول است. علاوه بر این، استفاده از کودهای شیمیایی آهن مشکلات زیادی مانند آلودگی مواد غذایی و محیط زیست را در پی دارد. توسعه کلاتورهای آهن طبیعی میکروبی از خانواده سیدروفورهای هیدروکساماتی مانند دسفری اکسامین B برای تولید یک منبع آهن ایمن و موثر ممکن است بهترین روش برای مقابله با کمبود آهن گیاه و جلوگیری از آلودگی عوامل شیمیایی باشد. در این مطالعه قابلیت فری اکسامین B برای استفاده به عنوان یک منبع آهن جایگزین در کشت بافت گیاه نخود بررسی شد. بدین منظور جنین بذرهای نخود پس از ضد عفونی سطحی در محیط کشت MS و MS 2/1 حاوی 3 درصد سوکروز و 8/0 درصد آگار همراه با فری اکسامین B و یا Fe-EDTA کشت شد. طول ریشه و ساقه، وزن خشک ریشه و ساقه، وزن تر و خشک گیاهچه و کلروفیل a و b اندازه گیری شد. بنا بر نتایج حاصل، فری اکسامین B در مقایسه با Fe-EDTA موجب افزایش کلروفیل a و b نشد. اگر چه ریشه زایی (22 درصد)، وزن خشک گیاهچه (38 درصد)، وزن خشک ریشه (75 درصد) و ساقه (22 درصد) در MS حاوی فری اکسامین B در مقایسه با Fe-EDTA به طور معنی دار (p≤0.05) افزایش پیدا کرد. بنابراین نتایج فری اکسامین B به عنوان یک منبع آهن مقرون به صرفه و کارآمد برای کاهش کمبود آهن گیاهان در شرایط در شیشه معرفی می شود.
    کلیدواژگان: سیدروفور، کشت بافت، کلات آهن، کمبود آهن، کود شیمیایی
  • الهه زمانی بهرام آبادی*، پریسا جنوبی، فرخنده رضانژاد صفحات 124-130
    شرایط محیطی که گیاه والد طی تکوین دانه گذرانده است، می توانند روی بسیاری از خصوصیات دانه ها مانند درجه خفتگی، وزن و میزان ترکیبات آنها تاثیر گذارد. در این تحقیق، دانه های بالغ پسته رقم احمدآقایی جمع آوری شده از دو شهر رفسنجان و شهربابک واقع در استان کرمان مقایسه شدند. مشخص شد که دانه های شهربابک که منطقه ای سردتر و مرطوب تر است، خفتگی طولانی تری داشتند، اما میزان آب دو سری دانه مشابه بود. پروتئین های دهیدرین به طور معمول در حفاظت سلول های گیاهی علیه تنش آبگیری نقش دارند. محتوای دهیدرین لپه ها و محورهای رویانی دو سری دانه با روش لکه گذاری وسترن و پادتن اختصاصی قطعه حفاظت شده K در پروتئین های دهیدرین، مقایسه شدند. مشخص شد که لپه ها دارای پنج نسخه دهیدرین با وزن 23، 25، 32، 39 و 48 کیلودالتون بودند که بیانشان تحت تاثیر محیط نبود. محورهای رویانی علاوه بر این پنج نسخه، هفت نسخه دیگر با وزن 17، 19، 20، 28، 67، 77 و 98 کیلودالتون داشتند که مبین حفاظت بالاتر محورهای رویانی نسبت به لپه ها است. نسخه های 25 و 28 کیلودالتونی در محورهای رویانی دانه های شهربابک بیان بیشتری داشتند، درحالی که نسخه 39 کیلودالتونی در محورهای رویانی دانه های رفسنجان بیشتر مشاهده شد.
    کلیدواژگان: تکوین، لپه، لکه گذاری وسترن، محور رویانی، محیط
|
  • Delaram Eslimi Esfahani*, Shahrbanoo Oryan, Mohammad Nabiuni, Talieh Sadat Hosseinynia Pages 1-9
    Impaired motor functions were reported in cholestatic animals. This disorder in the function and death of motor neurons is highly dependent on changes in the environment around astrocytes and the blood-brain barrier, which is moderated by the aquaporin 4 protein. For this reason, the effects of cholestasis on motor cortex histology and morphology and aquaporin 4 protein levels were investigated in this study. Samples were stained by hematoxylin-eosin method. Histological changes in cortical brain were investigated. The amount of AQP4 protein in control, sham, and experimental groups were tested by immunohistochemistry. The thickness of motor cortex in cholestatic samples increased in comparison with the control and sham groups. Also, cholestasis caused wrinkle chromatic nuclei. On the other hand, tissue necrosis was detected in cholestatic group compared with sham and control groups. Reduction of cells densities in some cortical layers has been observed, which is probably indicative of cholestasis-induced cell death. AQP4 expression significantly decreased in BDL (p <0.05), but not in other groups (P<0.05). In this study, the pathology of motor cortex, which has also been associated with the decrease of neurons, could be considered the cause of motion abnormalities and AQP4 level reduction in cholestatic rats.
    Keywords: cholestasis, immunohistochemistry, motor function, necrosis, wrinkle chromatic nucleit
  • Katayoon Meimandi, Mohammad Mehdi Yaghoobi* Pages 10-19
    In this study, the cytotoxic effects of aqueous and ethanolic extracts of Sedum album L. on human stomach cancer cell line (AGS) and breast cancer cell line (MCF-7) were evaluated by MTT, BrdU and TUNEL assays. The results demonstrated that both extracts had antiproliferative and apoptotic effects in a dose-dependent manner. The MTT assay data revealed that the AGS cell underwent more cytotoxicity in comparison with the MCF-7 cell. It also revealed that ethanolic extract was more potent than aqueous extract. The BrdU assay results showed that the proliferation of AGS and MCF-7 cells was reduced to 50% and 43%, respectively, at the highest concentration of the aqueous extract. In addition, the ethanolic extract reduced the proliferation of AGS and MCF-7 cells to 75% and 60%, respectively. The AGS and MCF-7 cells underwent 52% and 12% apoptotic death upon treatment by the ethanolic extract as TUNEL assay showed. The aqueous extract induced 28% and 25% apoptosis in the AGS and MCF-7 cells, respectively. Both inhibition of proliferation and induction of apoptosis are desirable strategies for cancer treatment among researchers. Identification of S. album compounds and analyzing their effects in animal model of cancer can help us with understanding its anti-cancer properties.
    Keywords: anticancer plants, apoptosis, cell proliferation, Crassulaceae, quercetin
  • Neshat Saffarzadeh, Hamid Moghimi* Pages 20-29
    Impranil DLN is a class of plastics belonging to the polyurethane family with high application in textile industries. The aim of this study was to evaluate the potential of native strain to degrade impranil DLN. In this study, yeast strains were isolated from different areas and purified in minimal medium containing 1% impranil. Isolate NS-10 was selected as the superior strain capable of degrading impranil and identified through PCR and ITS gene. Esterase, urease and protease assays were carried out for the superior strain. Finally, the biodegradation of impranil was investigated. In total, 40 yeast strains were isolated and isolate NS-10 was selected as a superior strain based on impranil removal assay. NS-10 strain was identified as Sarocladium kiliense with 100% homology. Enzymatic assays showed that the S.kiliense could produce esterase, urease and protease. In addition, it could produce significant clear zones on impranil plates. Degradation rate for impranil was 100% for 10 g/l within 14 days. Finally, S.kiliense was taken to medium containing pure polyurethane film and the capacity of degradation was investigated by the scanning electron microscopy. Our results indicated that S.kiliense is capable of degrading impranil. These results could contribute to a better insight into the mechanism of plastic biodegradation.
    Keywords: bioremediation, enzymatic activity, plastic, polyurethane, scanning electron microscopy
  • Mohsen Fatemi, Nasrin Mollania*, Madjid Momeni, Moghaddam, Fatemeh Sadeghifar Pages 30-38
    New properties of nano-materials have made nanotechnology the leading part of biology and medical sciences. Due to their various biomedical properties, iron-based magnetic nanoparticles (MNPs) have been highly considered by biological researchers. Nowadays, increasing resistance to antibiotics is a major problem in treating clinical infections. Finding new antibacterial agents is therefore essential for the treatment of resistant strains. In this study, the iron oxide MNPs were produced using culture-medium supernatant of a newly isolated bacterium to investigate the inhibitory effects of the NPs on strains with a major role in clinical infections. Biosynthesis of iron oxide MNPs were detected by UV-Vis spectroscopy and the average size of particles was estimated by dynamic light scattering technique. The anti-bacterial activity of these NPs against E. coli and S. aureus was investigated using methods for the calculation of bacterial sensitivity coefficient. In the presence of NPs, the highest sensitivity coefficient value was observed for E. coli in 1xMIC concentration. On the other hand, S. aureus showed the lowest value. The death rate of the two strains in contact with NPs followed the first order kinetic equation and the survival rate decreased with the increase of exposure time. The results of this study as well as the high functionality of iron oxide MNPs, make its application desirable in the prevention and treatment of clinical infections.
    Keywords: antibiotic resistance, minimum inhibitory concentration, nanoparticles biosynthesis, nanotechnology, sensitivity coefficientty Coefficient
  • Mojtaba Mortazavi*, Nasrin Parvaresh, Masoud Torkzadeh Pages 39-49
    Cutin is a polymer that is constructed in plants by the condensation and oxidation of fatty acids and plays a key role in the protection of plants against pathogens. Cutinase is a hydrolase enzyme that breaks down the cutin. The purpose of this study was to extract cutin from red apples with oxalate buffer, cutinase enzyme activity assay in LB culture, and bioinformatic analysis. To attain these purposes the cutinase-producing strains that had previously been isolated were inoculated in culture medium containing cutin. After initial culture, the bacteria were cultured in LB medium and cutinase activity was measured using the p-Nitrophenyl butyrate. In order to execute bioinformatic analysis, the isolated sequences of six cutinase-producing bacteria were analyzed based on computational data bases and their phylogenetic trees were prepared. Then, the similarities in the sequences of a large number of cutinase-producing samples were analyzed by drawing the phylogenetic tree. The results showed the separation of cutinase-producing prokaryotes from cutinase-producing eukaryotes. Then, the sequence of 16S rDNA of these cutinase-producing samples as well as the samples we had prepared were evaluated and their phylogenetic relationships were determined. This analysis showed that the new sequence stood alongside the bacterial samples. Thus, our cutinases may be similar with these bacterial cutinases in structure and function.
    Keywords: cutinase enzyme, enterobacter, Klebsiella, Phylogenetic tree, SplitsTree4
  • Somayeh Farahmand, Faezeh Fatemi*, Reza Hajihosseini Pages 50-60
    In Acidithiobacillus ferrooxidans, the proteins present in the electron transfer pathway cause ferrous iron oxidation which leads to uranium extraction. The relationship between gene sequence and uranium extraction has not been investigated yet. Based on the changes in uranium extraction, the changes of rus gene sequence can reveal the direct and accurate role of this protein. For this purpose, a random mutation was induced in native Acidithiobacillus sp. FJ2 by two doses of 0.8% and 1% of DES. Then, the bacteria was transferred into a medium which contained 50% uranium ore to carry out the bioleaching process. After measuring the amount of the extracted uranium, iron, Eh and pH, genomic DNA was extracted to investigate the rusticyanin gene (rus) sequence sent for sequencing after performing PCR. Then, the wild-type gene sequence was compared with the mutant by Bioedit v7.2.5 software. The results showed that uranium extraction increased by mutant bacteria with DES 1% between 7-11 days in comparison with wild bacteria. However, there has been no change in the functional areas of the rusticyanin gene. It seems that DES affected other effective genes in the electron transport chain or regulatory areas, which required further studies.
    Keywords: bioleaching, electron transport, microorganism, protein, random mutation
  • Razieh Sadat Solouki Nezhad, Hanieh Asaadi, Yaser Eshaghi Milasi, Sajjad Yazdansetad* Pages 61-69
    The production of pigments from bacteria is significant due to the low cost, high yield and ease of extract compared with other sources. Carotenoids are one of the most important pigments with antioxidant properties which are the precursor of vitamin A synthesis and have antibody overproduction ability, anti-tumor activity and inhibitory effect on the cardiovascular disease. The present study aimed to isolate and identify carotenoid-producing bacteria by high-performance liquid chromatography (HPLC) analysis of their carotenoid pigments. Twenty soil samples were collected from different regions of Tehran. After serial dilution each sample was cultured on BHI agar medium and incubated at 37°C. The pigment-producing bacteria were selected for further identification and their pigments were extracted by methanol. The screening was carried out at two levels: i) selection of the strains by visual color inspection, ii) analysis of the pigment extracts by UV-VIS spectroscopy and HPLC. The isolates were identified by phenotypic methods and their 16S rDNA gene was amplified by PCR method and sequenced. Staphylococcus epidermidis, Micrococcus aloeverae, Citricoccus alkalitolerans, Rhodococcus zopfii, Arthrobacter agilis, Dietzia natronolimnaea and Rhodococcus ruber were identified as carotenoid-producing strains. The highest rate of absorption was observed using UV-VIS analysis in Staphylococcus epidermidis and Dietzia natronolimnaea. The comparison of HPLC analysis with the standard β-carotene curve showed that the carotenoids were beta-carotene. Micro-organisms are a potential source in the production of pigments. In this study we introduced two genera of bacteria (Staphylococcus epidermidis and Dietzia natronolimnaea) with carotenoid-producing ability.
    Keywords: β-carotene, carotenoids, chromatography, pigment, spectrophotometry
  • Maryam Khezri* Pages 70-78
    Bacterial communities are able to form complex and three-dimensional biofilm structures. Biofilm formation is an ancient and integral component of the prokaryotic life cycle and a key factor for survival in diverse niches. In biofilms, bacterial lifestyle changes from free-floating cells to sessile cells. Presence in biofilms gives new traits to bacteria, which distinguish them from free cells. The presence of bacteria in biofilms results in high resistance to antimicrobial treatments and oxygen deficiency. Biofilms are formed in response to different environmental signals and many genes are involved in their production. Biofilms can be problematic in fluid transfer pipelines, on medical devices, as well as implants in the patients’ bodies. However, they can be applied for useful purposes such as treating industrial and agricultural wastewater, bioremediation of heavy metals and in air pollution biofilter systems. The potential of forming biofilms in pathogenic bacteria is an advantage for their survival in unfavorable conditions, and cause a lot of problems in their removal as the bacteria show more resistant to antibiotics and chemical pesticides in biofilms compared with free living cells. The ability to form biofilms in plant-beneficial rhizobacteria used for plant disease biocontrol, plant growth promotion and the improvement of agricultural products quality is an important advantage especially in their mass production and commercializing process. Considering the importance of bacterial biofilms in human life, this paper evaluated the importance of biofilms from different aspects.
    Keywords: biocontrol, biofilters, bioremediation, human health, plant disease
  • Fatemeh Elmi, Zahra Etemadifar*, Giti Emtiazi Pages 79-87
    It is necessary to reduce the amount of sulfur in fossil fuels due to direct impact of the quality of these fuels on the environment. In this research, a novel fungus strain of Exophiala spinifera, namely FM, was used to desulfurize dibenzothiophene (DBT) as a model cyclic sulfur compounds in oil and fossil fuels. HPLC analysis indicated that the fungus was capable of reducing 99% of DBT concentration in BSM medium after seven days. This fungus utilized DBT as a sulfur source by co-metabolism reaction with other carbon sources such as glucose. Exophiala spinifera was inoculated in BSM medium containing DBT with various carbon sources including ethanol, glucose, succinate, and glycerol. This fungus had the highest growth and desulfurization capability on glucose as a carbon source after 96 h. E. spinifera had best growth and desulfurization rates in 0.3mM DBT. Optimum DBT desulfurization and growth rate of this fungus was observed at 26-30 oC. Suitable pH for the optimum growth and desulfurization activity of E. spinifera strain FM ranged 4-5.
    Keywords: biodesulfurization, co-metabolism, fungus, optimization, organic sulfur
  • Elham Seidmohammadi, Saeed Abbasi*, Mohammadreza Asef, Samad Jamali Pages 88-95
    Through a survey of macrofungi in Ghalajeh heights and its surrounding plains, conducted from 2014- 2017, twelve specimens of macroascomycota were collected. The specimens were identified on the basis of macro- and micro-morphological characteristics. The internal transcribed spacer sequences of the selected specimens were analyzed to confirm the morphological identification. Based on the results, five species, including Terfezia claveryi, Tirmania pinoyi, Helvella acetabulum, Picoa juniperi and Picoa lefebvrei were identified. T. claveryi and T.pinoyi species had been previously reported from Kermanshah Province, but H. acetabulum, P. juniperi and P. lefebvrei species were reported for the first time.
    Keywords: Ascomycetes, desert truffle, Helianthemun, Iran, Macromycetes
  • Seyed Mousa Mousavi Kouhi*, Maryam Moudi, Esmael Soltani Moghadam, Hedyieh Sarchahi Moghadam Pages 96-105
    The identification of the characteristics of native halophytic species is very important for their practical application. The present study was carried out to identify the halophytic species of a desert and highly saline region around the city of Khosf, southern Khorasan Province, and to detect their general tolerance mechanisms (i.e. salt exclusion or inclusion). Sodium accumulation in the roots and shoots of seven species, including Launaea arborescens, Peganum harmala, Pteropyrum olivieri, Artemisia santolina, Zygophyllum eurypterum Boiss, Aerva javanica, Pulicaria gnaphalode, and their rhizosphere soil were determined. The bioconcentration of sodium from soil to roots (BCF), its translocation from roots to shoots (TF), and its accumulation in the shoots (AF) were then calculated. Results showed that the soil of the studied area was clay loam with a high EC of 65 ds/m, indicating its high salinity level. According to the values of sodium adsorption ratio (SAR) and the exchangeable sodium percentage (ESP) and regarding EC, the soil of studied region can be regarded as a saline-sodic soil. The value of TF in some species was higher than 1. However, none of the species had BCF and AF greater than 1, thus, none of them could be considered to be salt accumulator. Instead, it could be assumed that all of the studied species were salt, or at least, sodium excluders.
    Keywords: salt accumulator, saline soil, salt excluder, bioconcentration factor, halophytic plants
  • Rezvan Mohammadi, Parto Roshandel* Pages 106-115
    In order to study the effects of magnetopriming on the physiological and phytochemical characteristics of Hyssopus officinalis plants, this research was conducted as a factorial experiment in a completely randomized design. Results showed that magnetopriming (particularly at 200mT/5 min) increased the level of shoot dry weight (82.6 percent), root dry weight (86.5 percent), total chlorophyll (32.8 percent), carotenoids concentration (32.4 percent) and polyphenols content (2 folds) in 60-day-old Hyssopus officinalis. Also, electrolyte leakage and lipid peroxidation decreased by 27.6 and 45 percent, respectively. In addition, reducing power, DPPH and superoxide anion scavenging activities significantly augmented. However, higher activities of superoxide dismutase (76 percent), catalase (4.2 folds), ascorbate peroxidase (2.4 folds) and guaiacol peroxidase (48 percent) were found at 90 mT. Results suggested that the application of magnetopriming promoted growth in H. officinalis through augmentation of cellular membrane integrity as well as biomass and photosynthetic pigments content. Furthermore, it was found to enhance the antioxidative system. Magnetopriming might apparently improve the medicinal properties via increasing the level of polyphenols and antioxidant capacity in H. officinalis.
    Keywords: antioxidant enzymes, Hyssopus officinalis, magnetic field, radical scavenging activity, seed priming
  • Solmaz Khosravi, Parisa Koobaz, Davood Naderi, Narges Mojtahedi, Akram Sadeghi* Pages 116-123
    The availability of iron for roots has been demonstrated as a critical factor in plant production. The addition of synthetic iron chelates to soil is a common practice in agriculture, which is not economically beneficial. Besides, chemical iron fertilizers cause many problems such as food contamination and environmental pollution. Development of natural Ferrioxamine B as an efficient and safe iron source may be the best strategy to overcome plant iron deficiency and prevention of synthetic agent pollution. The present study investigates the ability of a hydroxamate type siderophores (Ferrioxamine B) as a substitute Fe source during tissue culture of chickpea plants. For this purpose, embryo axes from chickpea seeds were surface sterilized and cultured in 1/2MS and MS culture media including 3% sucrose and 0.8% agar with Ferrioxamine B or Fe–EDTA. The root and shoot length, shoot and root dry weight, total fresh and dry weight, as well as chlorophylls a and b were analysed. Results indicated that Ferrioxamine B did not increase chlorophylls a and b in comparison with Fe-EDTA. However, rooting (22%), total dry weight (38%) and root (75%) and shoot (22%) dry weight significantly (p≤0.05) increased in MS containing Ferrioxamine B in comparison with Fe-EDTA. Consequently, Ferrioxamine B is introduced as a cost-effective and applicable Fe source to favour iron deficiency in vitro.
    Keywords: chemical fertilizer, iron chelate, iron deficiency, siderophore, tissue culture
  • Elaheh Zamani Bahramabadi*, Parisa Jonoubi, Farkhondeh Rezanejad Pages 124-130
    The environmental conditions which the parent plant has undergone during seed development can affect many properties of the seeds such as degree of dormancy, weight and the amount of their compounds. In this study, mature pistachio seeds of Ahmadaghaei cultivar, collected from the two cities of Rafsanjan and Shahrbabak located in Kerman Province (Iran), were compared. It was found that the seeds collected from Shahrbabak being a cooler and wetter region had a longer dormancy, although the water content of the two seed series were similar. Dehydrin proteins generally play a role in protecting plant cells against dehydration stress. Dehydrin contents of the cotyledons and embryonic axes of the two seed series were compared by western blot method using an antibody against the conserved K segment in dehydrin proteins. It was found that the cotyledons had five dehydrin versions with molecular weights of 23, 25, 32, 39 and 48 kDa, the expression of which not being influenced by environmental factors. It was found that the embryonic axes had seven other versions of dehydrin with weights of 17, 19, 20, 28, 67, 77 and 98 kDa in addition to those five versions. This shows higher protection of embryonic axes compared with the cotyledons. The 25 and 28 kDa versions had higher expression levels in embryonic axes of Shahrbabak seeds, while the 39 kDa version had a higher expression level in embryonic axes of Rafsanjan seeds.
    Keywords: cotyledon, development, embryonic axis, environment, western blotting