فهرست مطالب

مجله پژوهش های سلولی مولکولی (زیست شناسی ایران)
سال سی و سوم شماره 3 (پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/02/13
  • تعداد عناوین: 12
|
  • سجاد نوروزی، عباسعلی امام جمعه*، محمود سلوکی، فروزان حیدری صفحات 310-324
    انگور یاقوتی یک میوه مهم در ایران است. انگور یاقوتی سیستان به دلیل زودرسی و فرار از تنش های محیطی منطقه از لحاظ اقتصادی حایز اهمیت می باشد. این رقم زودرس ترین انگور کشور بوده و هفته اول خرداد قابل برداشت است. بنابراین بررسی عوامل زودرسی این انگور اهمیت ویژه ای دارد. در این پژوهش ابتدا ژن های مرتبط با انتقال سیگنال در فرآیند رسیدگی انگور مورد بررسی قرار گرفتند. سپس دو ژنSTE20 و MYBA مربوط به رسیدگی و ژن GAPDH به عنوان ژن رفرنس انتخاب شد. تفاوت بیانMYBA در یاقوتی قرمز با تحقیقات پیشین بودکه از نتایج جالب توجه این تحقیق به شمار می رود. بیان STE20در ارقام زودرس و دیررس متفاوت بود. این ژن در ارقام زورس در مرحله حبه پرکنی بیان شد؛ درحالی که بیان این ژن در ارقام دیررس در مرحله رسیدگی اتفاق افتاده است. به نظر می رسد بیان STE20 در ارقام زودرس به دلیل تولید اتیلن و در ارقام دیررس به دلیل مواجه با تنش های محیطی باشد. ژن MYBA در رقم یاقوتی قرمز بیان متفاوتی در مقایسه با سایر ارقام این پژوهش و پژوهش های پیشین داشت. به نظر می رسد MYBA یکی از ژن های کاندید در زودرسی رقم یاقوتی قرمز باشد. به دلیل اثرگذاری MYBA در دوره های تنش به نظر می رسد علاوه بر رسیدگی، وجود تنشهای محیطی از دیگر دلایل بیان MYBA در رقم چشم گاوی باشد.
    کلیدواژگان: آر ان آ، انگور، زودرسی، مسیر سیگنالی، واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی
  • سعید مرتضی زاده، یوسف جمالی، حسین نادری منش* صفحات 325-336
    در میان انواع مختلف فازهای لیپیدی، ساختار لایه ای از اهمیت ویژه ای در درک فرآیندهای مرتبط با غشای سلولی اعم از همجوشی غشای لیپیدی برخوردار است. ازاین رو تحقیق در مدل سازی فاز L_α لیپیدی، بخش قابل توجهی از شبیه سازی ماکرومولکول های زیستی را به خود اختصاص داده است. در این تحقیق از درشت دانه سازی سامانمند به منظور مدل سازی فاز لایه ای مولکول لیپید dioleoylphosphatidylethanolamine (DOPE)-1،2 استفاده کرده ایم. مدل درشت دانه بدون حلال بوده و مولکول لیپید از 14 دانه تشکیل می شود به طوری که انرژی پتانسیل سیستم شامل جملات پیوندی، غیر پیوندی و الکتروستاتیک هست. مدل سازی از روی شبیه سازی اتمی مولکول های لیپید در محتوای آبی %44٫6 وزنی-وزنی با استفاده از روش معکوس بولتزمن تکرارشونده و مونت کارلو معکوس انجام گرفت. اگرچه همگرایی مناسب در توابع توزیع پیوندی و زاویه ای در پایان فرآیند معکوس بولتزمن تکرارشونده حاصل گردید، اما همگرایی دقیق در توابع توزیع پیچشی و توابع توزیع شعاعی در پایان مونت کارلو معکوس بدست آمد. با استفاده از پتاسیل های حاصله، فاز لایه ای L_α در کمتر از 10 نانوثانیه بدست آمد. علاوه بر این، پتانسیل های درشت دانه قادر به مدل کردن همجوشی چندلایه ی لیپیدی و ساختار حد واسط ذرات لیپیدی هستند.
    کلیدواژگان: دینامیک مولکولی، درشت دانه سازی، معکوس بولتزمن تکرارشونده، مونت کارلو معکوس
  • بهاره شعفی، سید سعید موسوی*، سعید قمبرعلی باغنی، محمدرضا عبداللهی، حسن ساری خانی صفحات 337-346

    استویا با نام علمی Stevia rebaudiana Bertoni از تیره Composite گیاهی چند ساله، علفی و دگر گرده افشان می باشد. با توجه به پایین بودن در صد جوانه زنی بذر و ناهمگنی گیاهان تکثیر یافته از بذور از نظر میزان شیرینی، ریز ازدیادی این گیاه با استفاده از روش های کشت بافت به منظور تکثیر انبوه مطلوب می باشد. در این مطالعه عملکرد دو ریز نمونه جوانه انتهایی و گره با استفاده از سه تیمار غلظت محیط کشت MS ، سطوح مختلف زغال فعال و هورمون هایBAP وKn در دو آزمایش مقایسه و بررسی گردیدند. به طوری که در آزمایش اول اثر زغال فعال وغلظت محیط کشت MS و در آزمایش دوم استفاده از غلظت-های جداگانه (0، 5/0، 1 و 5/1 میلی گرم در لیتر) از هورمون های BAP وKn در سه تکرار اجرا گردید. نتایج نشان داد بیشترین میزان افزایش صفات در کشت جوانه های انتهایی در غلظت کامل محیط کشت MS به همراه 5/1 گرم در لیتر زغال فعال به عنوان ماده جاذب فنول ها مشاهده گردید. استفاده از غلظت 5/1 میلی گرم در لیتر از هورمون های BAP وKn تاثیر معنی داری را بر افزایش راندمان ریز ازدیادی هر دو نوع ریز نمونه نشان داد. در مقایسه عملکرد هورمون های BAP وKn استفاده از 5/1 میلی-گرم در لیتر BAP در کشت جوانه های انتهایی بیشترین میزان صفات طول ساقه، تعداد گره و تعداد ساقه جانبی را نشان داد.

    کلیدواژگان: استویا، زغال فعال، BAP، Kn
  • خدیجه کیارستمی* صفحات 347-358

    کشت های سلولی گیاهان منابع بالقوه ای از متابولیت های ثانوی با ارزش مانند ترکیبات آنتی اکسیدنی ،ترکیبات معطر و طعم زا هستند.این پژوهش با هدف بهینه سازی تولید آنتی اکسیدان ها و بررسی اثر سالیسیلیک اسید بر فعالیت آنتی اکسیدانی گیاه اسطوخودوس در کشت سلولی انجام شده است. کشت سلولی اسطوخودوس در محیط MS در حضور غلظت NAA mg/l 2 وmg/l BAP 4 پایدار و نگه داری شد.سالیسیلیک اسید در غلظت های 3، 6، 12 و 18 mg/lدر فاز سکون به محیط کشت اضافه شد. 48 و 72 ساعت پس از اعمال تیمار توده های سلولی برداشت شدند و محتوای ترکیبات فنلی ، فلاونوییدی و فعالیت آنتی اکسیدانی آن ها بررسی شد. بر اساس نتایج حاصل بیشترین میزان ترکیبات فنلی (mg GA/gdw 814/23) و فلاونوییدی(mg QE/gdw 865/4) و بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی با آزمون های سنجش فعالیت جاروب کنندگی رادیکال آزاد یا DPPH (µg/ml107)، سنجش قدرت کاهشی یا RP (µM/ASA865/4) وسنجش فعالیت جاروب کنندگی آنیون سوپراکسید یا SO (205/74 درصد) در غلظت mg/l 12 سالیسیلیک اسید 72 ساعت پس از اعمال تیمار مشاهده شد. در مجموع غلظت mg/l 12سالیسیلیک اسید برای 72 ساعت برای فعالیت آنتی اکسیدانی و سنتز ترکیبات با فعالیت آنتی اکسیدانی مناسب تر بود.

    کلیدواژگان: اسطوخودوس، ترکیبات فنلی، ترکیبات فلاونوئیدی، فعالیت آنتی اکسیدانی، کشت سلولی
  • مهناز اقدسی*، انیسه نوروزی پور، حمیدرضا صادقی پور صفحات 359-376
    ترهالوز دی ساکاریدی است که از دو مولکول گلوکز با پیوند 1و1- آلفا و آلفا تشکیل شده است. این قند نقش های بسیار مهمی در رشد و نمو و مقاومت به تنش در گیاهان بازی می کند. NADP+- تیوردوکسین ردکتاز C ((NTRC پروتیینی است که در کنترل چندین واکنش مهم کلروپلاستی نقش دارد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر ترهالوز بر فعالیت سیستم آنتی اکسیدانت گیاه است. به این منظور بذر آرابیدوپسیس تالیانا و گیاه جهش یافته ntrc (به عنوان گیاه حساس به تنش اکسیداتیو) به مدت 14 روز بر محیط کشت MS حاوی غلظت های 0 و 100 میلی مولار ساکارز و یا ترهالوز کشت داده شدند. نتایج نشان داد که تیمار ترهالوز سبب افزایش معنی دار فعالیت آنزیم های پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز، و پلی فنل اکسیداز در گیاهچه وحشی و جهش یافته در مقایسه با تیمار شاهد و ساکارز شده است. همچنین میزان فعالیت این آنزیم ها در تیمار ترهالوز در گیاهچه وحشی بالاتر از گیاهچه جهش یافته بود. تیمار ترهالوز سبب کاهش میزان پراکسید هیدروژن و مالون دی آلدهید و افزایش فنل و آنتوسیانین در گیاهچه وحشی در مقایسه با تیمار شاهد شده است. همچنین نتایج نشان داد که در تیمار ترهالوز مقدار پراکسیدهیدروژن گیاهچه های وحشی کمتر از لاین های جهش یافته بود. این نتایج نشان می دهد که ترهالوز با فعال کردن سیستم آنتی اکسیدانت سبب پالایش رادیکال های آزاد می شود. نتایج حاضر می تواند در درک چگونگی نقش ترهالوز در مقاومت به تنش در گیاهان مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: ترهالوز، تیوردوکسین، جهش یافته، ntrc، آنتی اکسیدانت
  • محمدرضا قلمبران*، فرانسواز برنارد، محمد عبدالهی صفحات 377-391

    زیبایی گل ژربرا به طول عمر گلبرگهای آن وابسته است و طول عمر گلبرگها به حفظ آب بافت گلبرگها و فعالیتهای متابولیسمی سلولها بستگی دارد. تولید کنندگان گل شاخه بریده از ترکیباتی که نقش حفاظت و تقویت کننده فعالیتهای متابولیسمی سلول و توانایی حفظ پتانسیل آب بافتها و دفع کننده عوامل بیماریزا را دارند، استفاده می کنند. تحقیق حاضر با هدف تعیین طول عمر و فعالیتهای متابولیسمی سلولهای بافت گلبرگها تحت مصرف اسانس آویشن و سالیسیلیک اسید، اجرا شد. تیمارها، غلظتهایی از اسانس آویشن (0، 150، 300 و 600 میکرولیتردر لیتر) و سالیسیک اسید (0، 500، 1000 و 2000 میکرومولار در لیتر) و استفاده همزمان از آنها در محیط آبی نگهداری گلهای شاخه بریده بودند. تیمارها به صورت فاکتوریل (4×4) در قالب آماری کاملا تصادفی در سه تکرار و در شرایط آزمایشگاه مورد مطالعه قرار گرفتند. مهمترین صفات اندازه گیری شده در این تحقیق عبارت بود طول عمر، محتوی نسبی آب، فعالیت آنزیمها (فنیل آلانین آمونیالیاز، پراکسیداز و کاتالاز)، محتوی مالون دی آلدهید و محتوی آنتوسیانین در سلول گلبرگها. مهمترین نتایج بدست آمده نشان داد استفاده از غلظت 600 میکرو لیتر در لیتر از اسانس آویشن در ظرف نگهداری گلهای شاخه بریده ژربرا به دلیل داشتن خواص آنتی اکسیدانت و ضد میکروبی طول عمر گلها را نسبت به شاهد 4 روز افزایش داد. همچنین غلظت 2000 میکرو مول بر لیتر از سالیسیلیک اسید به دلیل افزایش توان سیستم دفاعی بافت گلبرگها از طریق افزایش مقابله به تنش اکسیداتیو سلول ها طول عمر گل های شاخه بریده ژربرا را از 4 روز به 8 روز افزایش داد.

    کلیدواژگان: ژربرا، طول عمر، اسانس آویشن، سالیسیلیک اسید
  • محسن فرشادفر*، هومن شیروانی، مصطفی امجدیان، عبدالمهدی نوریان صفحات 392-404
    مریم نخودی (L. Teucrium polium) از قدیمی ترین گیاهان دارویی می باشد که در طب سنتی کاربرد فراوان دارد. جهت تعیین میزان تنوع ژنتیکی بین ژنوتیپ های مختلف مریم نخودی 17 ژنوتیپ از این گونه با استفاده از 15 آغازگر SCoT مورد بررسی قرار گرفت که 11 آغازگر دارای باندهای قابل امتیاز دهی بودند. آغازگرهای SCoT در مجموع توانستند 48 باند چند شکل تولید کنند. میانگین تعداد باند تولید شده توسط هر آغازگر برای 17 ژنوتیپ برابر 82/2 بود. آغازگرهای SC20، SC21 و SC59 با 6 باند بیشترین تعداد و آغازگر SC15 با 2 باند کمترین تعداد باند را تکثیر نمود. میانگین درصد چند شکلی (PPB%)، محتوای اطلاعات چند شکلی (PIC)، شاخص نشانگری (MI)، شاخص نسبت چندگانه موثر (EMR) و شاخص تفکیک (RP) در بین آغازگرهای مورد بررسی به ترتیب برابر 485/98، 361/0، 525/1 و 197/4 بود. در حالت کلی و بر اساس تمام شاخص ها، مناسب ترین آغازگر ها برای بررسی گونه مریم نخودی، آغازگرهای SC59 و SC11 تعیین شد. بیشترین تشابه را ژنوتیپ های (گیلان غرب2) با (ثلاث2) (732/0) و کمترین تشابه را ژنوتیپ (نفت شهر) با ژنوتیپ های (گیلان غرب1) و (گیلان غرب2) (10/0) داشت. گروه بندی حاصل از تجزیه کلاستر نشان داد که ژنوتیپ ها در 2 گروه قرار گرفته که نتایج حاصل از گروه بندی با استفاده از تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA) و تجزیه به مولفه های اصلی (PCoA) تایید گردید.
    کلیدواژگان: مریم نخودی، تنوع ژنتیکی، نشانگرمولکولی، SCoT
  • پریسا فتحی رضایی* صفحات 405-419
    نانوذرات بدلیل ویژگی های منحصربفرد فیزیکوشیمیایی کاربرد گسترده ای در زمینه زیست فناوری دارند. سیر (Allium sativum) از دیرباز بصورت گسترده بعنوان دارو و ادویه استفاده می شود. آلیسین بعنوان مهم ترین ماده موثره سیر اثرات زیستی بسیار متنوعی دارد. هدف این پروژه، بررسی اثر دو الیسیتور غیرزیستی نانوذرات نقره و نیترات نقره بر رشد و برخی از پارامترهای بیوشیمیایی ریزنمونه های سیر می باشد. در گیاهان تیمار شده با نیترات نقره، وزن تر، میزان آلیسین و پروتئین، فعالیت آنزیم های کاتالاز و گایاکول پراکسیداز کمتر از گیاهان کنترل اندازه گیری شد. در غلظت 25 میلی گرم در لیتر نانوذره نقره افزایش رشد و محتوای آلیسین و پروتئین نمونه ها مشاهده شد. میزان آلیسین نمونه های تیمار شده با نانوذرات نقره در هر دو غلظت بالاتر از بقیه تیمارها، گیاهان در معرض نیترات نقره 25 میلی گرم در لیتر مشابه کنترل و در غلظت 50 میلی گرم در لیتر از همه تیمارها کمتر بود. بدلیل نقش مهم آلیسین در خواص دارویی سیر احتمالا نانوذرات نقره کاندیدای خوبی برای افزایش میزان آلیسین سیر باشد.
    کلیدواژگان: آلیسین، آنزیم آنتی اکسیدان، الیسیتور زیستی، پروتئین، سیر
  • بهمن حسینی*، کمال رشیدی، علی شرفی صفحات 420-431

    گیاه بذرالبنج مشبک Hyoscyamus reticulatus L.  منبع غنی از آلکالوییدهای تروپانی هیوسیامین و اسکوپولامین می باشد. در پژوهش حاضر، ریشه های مویین از ریزنمونه های کوتیلدون دو هفته ای، گیاه بذرالنج مشبک با استفاده از سویه A7 آگروباکتریوم رایزوژنز تهیه شدند. اثر غلظت های مختلف (صفر، 5، 10 و20 میلی گرم بر لیتر) عصاره قارچ فوزاریوم گرامینه روم در زمان های مختلف (24، 48 و 72 ساعت) بر میزان رشد، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی، میزان فنل کل، میزان آلکالوییدهای تروپانی و میزان بیان ژن هیوسیامین-6- بتا هیدروکسیلاز (h6h) در ریشه های مویین بذرالبنج مشبک بررسی گردید. نتایج آنالیز داده ها نشان داد که میزان وزن تر و خشک تحت تاثیر غلظتهای بالای محرک عصاره قارچ فوزاریوم کاهش یافت. فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی شامل کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز و همچنین میزان فنل کل در ریشه های مویین تیمار شده، در مقایسه با شاهد افزایش یافت. نتایج آنالیز GC نشان داد که در تیمار قارچ فوزاریوم بیشترین میزان هیوسیامین و آسکوپولامین (5/27 و 41/40 درصد به ترتیب) در غلظت های 5 و 10 میلی گرم برلیتر و زمان 48 ساعت بدست آمدند. نتایج آنالیز بیان RT-PCR نشان داد که بیشترین میزان بیان این ژن در تیمار عصاره قارچ فوزاریوم در غلظت 10 میلی گرم برلیتر در 48 ساعت مشاهده شد. براساس این نتایج چنین استنباط می شود که محرک عصاره قارچ فوزاریوم گرامینه روم می تواند به عنوان محرک موثر جهت تولید متابولیت های ثانویه گیاهی از جمله آلکالوییدهای تروپانی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی، بیان ژن، آسکوپولامین، فوزاریوم گرامینه روم، هیوسیامین-6- بتا هیدروکسیلاز
  • جلیل پرچکانی چوزکی، مجید تقدیر* صفحات 432-443

    لیپوزوم ها به طور گسترده به عنوان حامل برای تعداد زیادی از مولکول ها در مطالعات دارویی مورد استفاده قرار می گیرند. پایداری و شکل گیری لیپوزومی، در دارو رسانی، بسیار حیاتی و مهم است و می تواند متاثر از ترکیب فسفولیپیدی غشاء لیپوزوم باشد. در این تحقیق اثر نوع حلال بر روی شکل گیری لیپوزوم دوناگزومه (DSPC-CHOL) بررسی گردید. به این منظور از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی استفاده شد. آنالیز تابع توزیع شعاعی که به منظور بررسی شکل گیری و توزیع لیپیدها انجام شد، به خوبی نشان داد که لیپورزوم دوناگزومه در محیط آب قطبی ساختار نانودیسکی متراکم و در محیط آب غیرقطبی ساختار کروی لیپوزومی را ایجاد کرده و فسسفولیپدها با توزیع همگنی در کنار یکدیگر تجمع یافته-اند. آنالیز ناحیه سطح در دسترس حلال دارای نمودار با روند نزولی است که بیانگر تجمع فسفولیپیدها در کنار همدیگر و ایجاد ساختار نهایی است. آنالیز چگالی و شعاع ژیراسیون نیز به خوبی نشان دادند که ساختارهای نهایی لیپوزوم دوناگزومه در هر دو محیط تشکیل شده است. به دلیل خواص شیمی-فیزیکی فسفولیپید 1و2-دی استیارویل-اس ان-گلیسرو-3-فسفوکولین، این فسفولیپید تمایل به ایجاد ساختار لیپوزوم کروی دارد. ولی نوع حلال (محیط آب قطبی) باعث شد که این لیپید در محیط آب قطبی ساختار نانودیسک دایره ای ایجاد کند. طبق مقالات ارایه شده قبلی و یافته های ما، آب قطبی نسبت به آب غیرقطبی با نیروی بیشتری مولکول های لیپید را مجبور می کند تا کنار هم تجمع یابند و همین عامل باعث می شود که مولکول های لیپید در آب قطبی ساختار نانودیسک دایره ای ایجاد کنند.

    کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی، تجمع لیپوزوم، فسفولیپیدها، شکل گیری لیپوزوم ها
  • سارا فرحبخش، سنبل ناظری*، زرین مینوچهر صفحات 444-455

    آنزیم های GGPPS مسیول سنتز ژرانیل ژرانیل دی فسفات (GGPP)، یک پیش ماده مهم برای تولید بسیاری از ترپنوییدها، هستند. در این تحقیق با شناسایی هومولوگ های خانواده GGPPS در پایگاه داده UniProt، روند تکاملی این خانواده با استفاده از آنالیزهای فیلوژنتیک مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین، الگوی فرایندهای مضاعف شدن و از دست دادن ژن در طی تکامل گیاهان، با استفاده ازمعیار بهینه سازی مبتنی بر پارسیمونی بررسی شد. جهت بررسی نقش فرایندهای مضاعف شدن کل ژنوم (WGD) و تکثیر تکراری ژن ها (TD) از پایگاه داده PLAZA استفاده شد. نتایج مشخص نمود که خانواده GGPPS یک خانواده در حال گسترش است و در طی روند تکامل گیاهان، این خانواده پروتئینی در چندین مرحله متناوب فرایندهای گسترش و انقباض را تجربه نموده است. اغلب این فرایندهای گسترش در اثر پدیده مضاعف شدن کل ژنوم ایجاد شده اند. با این وجود، فرایندهای تکثیر تکراری ژن ها در پدیده هایی که منجر به گسترش در یک تبار خاص (LSE) شده است، بیشتر به وقوع پیوسته است. همچنین بررسی تنوع جایابی پروتئین در داخل سلول (PSL) مشخص نمود که فرایند گسترش منجر به تفکیک عملکرد در این خانواده پروتئینی شده است. لذا به نظر می رسد که گسترش خانواده GGPPS در گیاهان باعث ایجاد پاسخ های مناسب تر به استرس ها و محرک های محیطی می شود و در نهایت به سازگاری بهتر گیاهان با محیط کمک می کند. بررسی اثر انتخاب طبیعی در این خانواده نشان داد که اعضای این خانواده در رده های مختلف گیاهان تحت تاثیر فشارهای انتخابی متفاوتی قرار دارند و انتخاب طبیعی مثبت فقط در بازدانگان مشاهده شد.

    کلیدواژگان: ترپنوئید، ژرانیل ژرانیل دی فسفات سنتاز، مضاعف شدن کل ژنوم، تکثیرتکراری ژن، گسترش در یک تبار خاص
  • فرزاد گنجعلیخانی حاکمی، فرخنده رضانژاد*، محسن اسدی خانوکی صفحات 456-467

    همواره رویش سریع تر و تولید انبوه دانه از نظر اقتصادی، صنعتی و دارویی مورد توجه است و شناخت ژن های موثر در رویش، گل دهی و تولید دانه، ارزش بسیار زیادی دارد. ژن CURLY LEAF (CLF) با نقش موثر خود به عنوان بازدارنده گل دهی اهمیت بسیار زیادی دارد. در این پژوهش شناسایی ژن هم ساخت CLF در گیاه خردل سیاه Brassica nigra L   بدلیل مصارف دارویی و صنعتی و هم خانواده بودن با گیاه مدل آرابیدوپسیس، مورد مطالعه قرار گرفت. برای شناسایی این ژن، RNA کل از برگ بالغ گیاه در مرحله رویشی، و برای بررسی بیان آن، RNA کل از برگ و راس ساقه در دو مرحله رویشی و زایشی و نیز از غنچه گل، استخراج و پس از ساخت cDNA، با استفاده از آغازگرهای طراحی شده و انجام فن RT-PCR، شناسایی این ژن و بیان آن مورد بررسی قرار گرفت. در نتایج بدست آمده، قطعه اختصاصی 665 نوکلیوتیدی تکثیر و در بانک ژن با نام bnCLF (KT984485) نام گذاری شد. مطالعه درخت فیلوژنتیکی نشان داد که ژن bnCLF با گونه های هم خانواده خود (Brassicaceae) خویشاوندی نزدیک و بیشترین خویشاوندی را با گونه Brassica rapa دارد. بررسی بیان ژن نشان داد که میزان بیان در برگ و راس ساقه در مرحله زایشی بیشتر از مرحله رویشی می باشد. همچنین، در مرحله زایشی بیشترین میزان بیان در غنچه گل در مقایسه با راس ساقه و برگ مشاهده شد. بنابراین با شناسایی این ژن و خاموش کردن آن، می توان گل دهی را در برخی گیاهان سریع تر کرد.

    کلیدواژگان: خردل سیاه، درخت فیلوژنتیکی، مهار گل دهی، bnCLF، RT-PCR
|
  • Sajjad Noroozi, Abbasali Emamjomeh *, Mahmood Solouki, Forouzan Heidari Pages 310-324
    Yaghouti grape of Sistan is an important fruit in Iran. Therefore, it is necessary some studies to evaluate different aspects related to early ripening in grape. This fruit can be harvested since first week of June. In this study, the genes related to signal transduction in early ripening were investigated, firstly; then two genes, MYBA and STE20, and GAPDH (as reference genes) were selected to more study. The expression of these genes were evaluated in different phenological growth stages and different early and late ripening genotypes of Sistan grape. The results indicated that expression of STE20 has been up-regulated highly in late-ripened genotypes (Fakhri and Cheshm-Gavi) during ripening stage. Also, there was significant difference between ripening and berry filling phenological growth stages as expression of STE20. On the other hand, this gene was down-regulated in early ripened Red-Yaghouti and White-Yaghouti genotypes. Also, the results indicated that expression of MYBA has up-regulated in early ripened Red-Yaghouti genotype of berry filling stage, while the expression of this gene was increased significantly in the late-ripened Chesm-Gavi genotype of ripening stage.
    Keywords: RNA, vitis vinifera, Early Ripening, Signaling Pathway, Polymerase Chain Reaction in Real Time
  • Saeed Mortezazadeh, Yousef Jamali, Hossein Naderimanesh * Pages 325-336
    Among the various types of lipid phases, the bilayer structure is of particular importance in understanding the processes associated with cell membranes such as lipid membrane fusion. Hence, the research in modeling of L_α lipid phase has been a significant part of the simulation of bio-macromolecules. In this study, we have exploited the systematic coarse-graining approaches for modeling of the 1,2- dioleoylphosphatidylethanolamine (DOPE) lipid molecule. The implicit solvent coarse-grained model of the lipid molecule is composed of 14 beads so that the potential energy of the system consists terms of bonded, non-bonded, and electrostatic. Constructing the Coarse-grained model was accomplished based on the atomistic simulation of lipid molecules with the water content of 45 %wt using the methods of iterative Boltzmann inversion and inverse Monte Carlo. Although proper convergence in the bond and angle distribution functions was achieved at the end of iterative Boltzmann inversion procedure, the exact convergence in the torsion angle distribution functions and the radial distribution functions was obtained at the end of the Monte Carlo process. Using the obtained results, the lamellar L_α lipid phase was obtained in less than 10 nanoseconds. In addition, the coarse-grained potentials are capable of modeling the lipid multilayer fusion and the intermediate structure of lipidic particles.
    Keywords: molecular dynamics, coarse-graining, iterative boltzmann inversion, inverse monte carlo
  • Bahareh Shaafi, Seyed Saeed Mousavi *, Saeed Ghambarali Bagheney, MohammadReza Abdollahi, Hasan Sarikhani Pages 337-346

    Stevia rebaudiana Bertoni is from the dark Composite perennial plant, herbaceous and pollinator. Due to the being below seed germination perecentage and heterogenous multiplication of plants from seed in terms of sweetness micropropagation of this plant with use of tissue culture methods in order to replicate mass is desirable. In this study, the performance of two explant end bud and node using three treatments the concentration of the medium MS and different levels of activated charcoal and hormones BAP and Kn in two experiment compared and reviewed. So that in the first experiment the effect of active charcoal and concentration of culture media MS and in the second experiment use separate concentrations (at 0,0/5,1 and 1/5mgr/l) of hormones BAP and Kn in three repeat was implemented. Results showed the highest increase traits in the cultivation of end buds at full concentration seen of culture medium MS with to 1/5gr/l activated charcoal as absorber substance phenols. Use concentration 1/5 mgr/l of hormones BAP and Kn showed an increase in micropropagation efficiency of both explants. Performance comparison hormones BAP and Kn using 1/5 mgr/l BAP in the cultivation of the end buds showed the most characteristics of shoot length, number of nodes and the number of lateral stems.

    Keywords: Stevia, activated charcoal, BAP, Kn
  • Pages 347-358

    Plant cell cultures are potential source of valuable secondary metabolites such as antioxidant compounds, flavors and fragrances. This study was designed to improve antioxidant production and evaluation the effect of salicylic acid on antioxidant activity in cell suspension culture of Lavandula angostifolia. Cell suspensions of Lavandula angostifolia were established and maintained in MS medium, supplemented with 2mg/l NAA and 4mg/l BAP. Salicylic acid was added to the medium at concentrations of 3,6,12 and 18 mg/l in stationary phase. The antioxidant activity , phenolics and flavonoids were evaluated 48 and 72 h after salicylic acid treatment. As a result the highest free radical scavenging and higher reducing power activity ( respectively 107µg/ml,4.865 µM/ASA) , The highest value of superoxide anion scavenging activity (74.205%) as well as the highest value of total phenolics (814.23 mgGA/gdw) and flavonoids (4.865mgQE/gdw865/4) were observed 72h after treatment with 12mg/L salicylic acid. Over all treatment with12mg/L salicylic acid for 72 h was better in order to antioxidant activity and compounds with recognized antioxidant properties.

    Keywords: Antioxidant activity, cell culture, Flavonoids, phenolics, Lavander
  • Mahnaz Aghdasi *, Aniseh Norozipoor, HamidReza Sadeghipour Pages 359-376
    Trehalose is the alpha, alpha-1,1-linked glucose disaccharide which plays pivotal roles in plants growth, development and resistance to stress. The NADPH-dependent thioredoxin reductase C (NTRC) acts as redox regulatory factor and involved in different chloroplastic processes. The aim of present study was to gain further insight into the effect of trehalose on plant antioxidant system activity. For this purpose, the seeds of Arabidopsis thaliana (WT) and ntrc mutant plants (as sensitive plants to stress) were grown on MS medium with or without 100 mM sucrose and/or trehalose for 14 days. The results showed that trehalose treatment induced peroxidase, ascorbate peroxidase and polyphenol oxidase in both mutant lines and WT seedlings, compared to control and sucrose treatment. Meanwhile these enzyme activities were higher in WT seedlings than that of ntrc mutants. Trehalose treatment decreased hydrogen peroxide and malon dialdehyde content in WT seedlings but increased phenol and anthocyanin content, compared to control. Also, the amount of hydrogen peroxide in WT seedlings was lower than mutant seedlings by trehalose feeding. The results revealed that trehalose eliminates reactive oxygen species by inducing plant antioxidant system. The obtained data can be useful to understand the role of trehalose in plant stress resistance.
    Keywords: Trehalose, thioredoxin, mutant, ntrc, antioxidant
  • MohammadReza Ghalamboran *, Fran Ccedil Oise Bernard, Mohammad Abdollahi Pages 377-391

    The beauty of the gerbera flower depends on the lifespan of its petals. The lifespan of the petals depends on preserving the relative water content and the metabolic activity of the petals cells. The flower producers use compounds that protect and enhance the metabolism of the cells, as well as prevent the invasion of bacterial pathogens and the ability to maintain the water's potential for petals tissues. The present study was conducted to determine the lifespan and metabolic activities of the petals tissues under thyme essence and salicylic acid effects. Treatments were different concentrations of thyme essence (0, 150, 300, 600 μl L-1) and salicylic acid (0, 500, 1000, 2000 μM L-1) and their simultaneous use in aqueous medium. The treatments were sorted in the factorial experiment (4×4) on a randomized complete block design with three replications in laboratory conditions. The variables were lifespan, relative water content, activity of enzymes (phenylalanine ammonia lyase, peroxidase and catalase), malondialdehyde content and anthocyanin content in the petals cells. The most important results showed that 600 μl L-1 of thyme essence in the container of the cut flowers due to its antioxidant and antibacterial properties, increased the lifespan of the flowers compared with the control for 4 days. Also, 2000 μM L-1of salicylic acid due to the improved ability of the tissue defense system of the petals via arising of the resistance to oxidative stress of cells increased the life span of the cut flowers from 4 days to 8 days.

    Keywords: Lifespan, gerbera, salicylic acid, thyme essence
  • Hooman Shirvani, MOSTAFA AMJADIAN, Abdolmehdi Noorian Pages 392-404
    Teucrium polium L. is one of the well-known medicinal and aromatic plants. In this study, we have used the SCoT marker to determine genetic variation among 17 genotypes of Teucrium polium collected from Kermanshah province, Iran. All of the SCoT primers showed 48 polymorphic bands. The primers of Sc20, Sc59 and Sc21 showed the highest number of band (6 bands) and Sc15 showed the lowest number of bands (2 bands). The mean polymorphic information content (PIC=0.361), marker index (MI= 1.525), Effective multiplex ratio (EMR= 4.197), polymorphism percentage (98.485%) and Resolving Power (RP=2.837) indices were calculated for all primers. The greatest similarity was between Gilan-gharb2 and Salas2 stations with 0.732 values. The lowest genetic similarity was between Naft-Shahr with Gilan-gharb1 and Gilan-gharb2 stations with 0.1. The cluster analysis group showed that the genotypes were classified into two groups, and the results of the clustering were confirmed by the use of molecular variance analysis (AMOVA) and principal components analysis (PCoA).
    Keywords: Teucrium polium, Genetic variation, molecular marker, SCoT
  • Parisa Fathi Rezaei * Pages 405-419
    Nanoparticles due to their unique physicochemical properties, are widely used in biotechnology. Garlic (Allium sativum) is used as spice and drug for many years. Allicin as the best known active compound of garlic has a vast variety of biological effects. In this project effect of two abiotic elicitors including silver nanoparticles (AgNPs) and silver nitrate on growth and some biochemical parameters of garlic explants were studied. On silver nitrate-exposed samples; fresh weight, allicin, protein and cysteine contents, and catalase and guaiacol peroxidase activity was less than control. On AgNPs 25 ppm, growth, allicin, protein and cysteine contents was higher than untreated explants. Allicin content of AgNPs-treated explants was greater than the other treatments, on 25 ppm silver nitrate similar to control group and in 50 ppm-treated explants was the least. In conclusion because of the medicinal effects of allicin probably AgNPs could be a good candidate to increase allicin content.
    Keywords: Allicin, antioxidative enzyme, biotic elicitor, garlic, protein
  • Kamal Rashidi Asl, Ali Sharafi Pages 420-431

    Hyoscyamus reticulatus L. is a main source of tropane alkaloids, hyoscyamine and scopolamine. In the present study, hairy roots were prepared from two-weekly cultures of cotyledon transformed by A7 strain of Agrobacterium rhizogenes. The effect of different concentrations of Fusarium graminearum extract (0, 5, 10 and 20 mg/L) at different exposure times (24, 48 and 72 hours) on growth rate, antioxidant enzymes activity, total phenol, tropane alkaloids contents and expression level of Hyoscyanamine-6-beta-hydroxylase (h6h) gene were investigated. Data analysis results showed that fresh and dry weight under influence of high concentrations of Fusarium fungus extract was reduced. The activity of antioxidant enzymes including catalase, guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase as well as total phenol content in treated hairy roots was enhanced compared to control. GC analysis showed that the highest levels of hyoscyamine and scopolamine (27.5 and 40.41% respectively) were found in 5 and 10 mg of elicitor at 48 h exposure time. RT-PCR expression analysis results revealed that the highest expression of this gene was obtained in Fusarium fungus extract (10 mg/l) at 48 h exposure time. Based on these results, it is concluded that the Fusarium graminearum elicitor can be used as an effective stimulant for the production of secondary metabolites, including tropane alkaloids.

    Keywords: Antioxidant enzymes, Fusarium graminearum, Gene expression, Hyoscyanamine-6-beta-hydroxylase, Scopolamine
  • Jalil Parchekani Choozaki, Majid Taghdir * Pages 432-443

    Liposomes are widely used as carriers for a large number of molecules in pharmaceutical studies. The stability and formation of liposomes is important in the drug delivery, and can be influenced by the phospholipid composition of the liposomal membrane. In this study, we are trying to investigate the effect of solvent type on the formation of daunoxome liposome (DSPC-CHOL). For this purpose, a molecular dynamics simulation method was used. The analysis of the radial distribution function that was performed to determine the formation and distribution of lipids, properly demonstrated that daunoxome liposome created dense nano-disk structure in a polar water environment and a spherical liposome in a non-polar water environment, and that the phospholipids have accumulated with homogeneous distribution. The solvent accessible surface area analysis showed a downward trend which indicates the accumulation of phospholipids alongside each other and the creation of the final structure. The analysis of the density and radius of gyration well showed that the final structures of the daunoxome liposome were formed in both environments. Due to the physio-chemical properties of 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine phospholipid, it tends to create a spherical liposome structure. However, the type of solvent (ie., polar water environment) made the phospholipids to create a circular nano-disk structure in the polar water environment. According to other studies and our findings, polar water relatively to non-polar water with more force, pushing the lipid molecules to accumulate together, and making the lipid molecules in polar water to create a circular nano-disk structure.

    Keywords: molecular dynamics simulation, liposome assembly, phospholipids, the formation of liposomes
  • Sara Farahbakhsh, Sonbol Nazeri *, Zarrin Minuchehr Pages 444-455

    GGPPS enzymes are responsible for the synthesis of geranyl geranyl diphosphate (GGPP), an important precursor for the production of variety terpenoids. In this study, by identifying the GGPPSs homologs UniProt database, the evolutionary process of this family was investigated using phylogenetic analysis, and the patterns of gene loss and gain over the course of evolution were inferred by parsimony-based optimization criterion. PLAZA database was used to study the role of whole genome duplication (WGD) and tandem gene duplication (TD). Results revealed that the GGPPS family is an expanding family and during plants evolution, GGPPS family has experienced expansion and contraction events in several alternate stages. Most of these expansions have been occurred as a result of the whole genome duplication (WGD) events. Nonetheless, tandem duplications (TDs) have occurred more in lineage specific expansions (LSEs). Furthermore, Protein Subcellular localization (PSL) analysis revealed that expansion process led to subfunctionalization in this protein family. Therefore, it seems that expansion in GGPPSs improve plants responses to stress and environmental stimuli, and ultimately, lead to a better adaptation to environmental conditions. Our analysis suggested that the selective pressure in different lineages of plants is variable and the positive selection was observed only in gymnosperms.

    Keywords: Terpenoid, Geranylgeranyl diphosphate synthase, Whole genome duplication, Tandem duplication, lineage-specific expansion
  • Farzad Ganjalikhani Hakemi, Farkhondeh Rezanejad *, Mohsen Asadi Khanouki Pages 456-467

    Growing faster and mass production of seed is always notable economically, industrially and pharmaceutically. Hence, the identification of the effective genes in growth, flowering and seed production is very valuable in the plants. The CURLY LEAF (CLF) is a key gene due to its important role in flowering inhibition. In this research, identification of CLF gene in black mustard (Brassica nigra L.), due to pharmaceutical and industrial consumption and its proximity to Arabidopsis model plant, was studied. For gene identification studies, the total RNA was extracted from the mature leaves in the vegetative stage. Gene expression was studied using extracted RNAs from leaves and shoot tips in both vegetative and generative stages as well as flower buds. Identification and expression were investigated after cDNA synthesis using the designed primers and the RT-PCR technique. The results confirmed a specific fragment of 665 nucleotides recorded in the gene bank as bnCLF (KT984485). The studies of phylogenetic tree showed that the CLF gene of the black mustard has a close relation with Brassicaceae family but the most homology was observed with Brassica rapa. The higher expression of CLF was observed in leaf and shoot tip at generative phase compared with vegetative phase. Further, the highest of expression amount was seen in floral buds in generative phase than leaf and shoot tip. Therefore, it seems that it is possible to accelerate flowering in some plants by identification and repression of this gene.

    Keywords: Brassica nigra, phylogenetic tree, Flowering repressor, bnCLF, RT-PCR