فهرست مطالب

ایمنی زیستی - سال چهاردهم شماره 1 (بهار 1400)

فصلنامه ایمنی زیستی
سال چهاردهم شماره 1 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/31
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سکینه عباسی، ناصر صفایی، اکرم صادقی* صفحات 1-12

    پیشرفت در تعیین توالی نسل جدید نقش به سزایی در مطالعات مربوط به اکولوژی جمعیت های میکروبی داشته است. این پیشرفت ها منجر به توسعه سریع در تحقیقات متاژنومیکس (تحلیل دی.ان.ای جمعیت های میکروبی بدون نیاز به کشت) شده است. بسیاری از ابزارهای آماری و محاسباتی و پایگاه های اطلاعاتی متاژنومیکس منجر به کشف حجم عظیمی از داده ها شده است. در این تحقیق علاوه بر مرور روش تعیین توالی نسل جدید، ابزارها و روش های بیوانفورماتیک مورد استفاده، موارد مطالعه شده درباره میکروبیوم خاک های بازدارنده و دست ورزی میکروبیوم جهت مقابله با بیماری های گیاهی ارایه و مورد بحث قرار می گیرند. خاک بازدارنده به خاکی گفته می شود که در آنها با وجود حضور عوامل بیمارگر شناخته شده، شیوع بیماری های گیاهی بسیار کمتر است. توجه به ساختار و شناسایی دقیق میکروبیوم این خاک ها بسیار مورد علاقه طرفداران کاهش مصرف سموم شیمیایی است.

    کلیدواژگان: متاژنوم، خاک های مهارکننده، ریزوسفر، میکروبیوم، NGS
  • حسین پاسالاری*، آناتولی نیکلایویچ یوتوشنکوف صفحات 13-18

    تیمار گیاهان با علف کش گلایفوسیت می تواند بر روی مقاومت آنها به بیماری تاثیر بگذارد. تاثیر گلایفوسیت در تغییر بیان چند ژن‏ مرتبط با بیماری زایی و مقاومت در گیاه سیب زمینی تراریخته آلوده شده با دو سویه بیمارگر بادزدگی infestans Phytophthora، بررسی شد. برای این کار علف کش گلایفوسیت در غلطت بهینه 1/8 میلی گرم در لیتر بر روی سیب زمینی تراریخته، رقم Vesnianka استفاده شد. در برگ های سیب زمینی مایه ‏زنی ‏شده با بیمارگر و تیمارشده با گلایفوسیت، سطح بالایی از نسخه ‏برداری ژن های مرتبط با بیماری زایی (به ویژه PR-2) و پاسخ‏ دفاعی (به ویژه HSR-203j) مشاهده شد. در این گیاهان، علایم سوختگی و آلودگی در برگ های سیب زمینی مشاهده نشد. نتایج نشان داد که تیمار با گلایفوسیت، توانست با بیان ژن‏های رمز‏کننده پروتئین های درگیر در پاسخ‏ دفاعی به القای مقاومت سیب‏زمینی به بیمارگر P. infestans کمک کند.

    کلیدواژگان: مقاومت، پاسخ دفاعی، ژن های وابسته به بیماری زایی، کمیت سنجی نسبی
  • فرشته اسماعیل زاده، داود کولیوند* صفحات 19-38

    ویروس های گیاهی نه تنها به دلیل تهدیدی که برای تولید محصولات دارند، بلکه به دلیل کابرد آن ها به عنوان ابزارهای تحقیقی در بیماری شناسی گیاهی در سطح مولکولی و سایر زمینه های بیوتکنولوژی مهم هستند. بیشتر تحقیقات و دستاوردها در زمینه بیماری شناسی گیاهی به توانایی حفظ، تکثیر و اصلاح ژنوم های ویروسی گیاه به صورت همسانه عفونت زا (infectious clone) بستگی دارد. همسانه عفونت زا یک همسانه کامل دی.ان.ای (full-length DNA clone) است که با استفاده از آن می توان رونوشت های آلوده کننده را در شرایط آزمایشگاهی یا طبیعی با یک پیشبر مناسب تولید کرد. از همسانه های عفونت زا برای مطالعه چرخه زندگی ویروس ها، تکثیر و بیان پروتئین های ویروسی، درک تقابل ویروس-میزبان، مطالعه ژنومیکس عملکردی و غربالگری ژرم پلاسم به عنوان بخشی از برنامه های پیش از تکثیر برای مقاومت در برابر ویروس می توان استفاده کرد. با این حال، همسانه عفونت زای ویروس گیاهی به دلیل توانایی در بازگشت به ویروس تیپ وحشی در اثر نوترکیبی، ممکن است خطراتی برای محیط زیست ایجاد کنند. این مقاله علمی مروری با معرفی همسانه عفونت زای ویروس ها به بررسی مزایا و معایب کار با ویروس های گیاهی که از نظر ژنتیکی اصلاح شده اند، می پردازد.

    کلیدواژگان: بررسی بیماری زایی ویروس، ژنومیکس عملکردی، ویروس های مهندسی شده، همسانه سازی
  • بهزاد محمدی*، معصومه بهروزیان صفحات 39-58

    فناوری حسگرهای زیستی نشان دهنده ترکیبی از علوم بیوشیمی، بیولوژی مولکولی، شیمی، فیزیک، الکترونیک و کامپیوتر است. از آنجایی که حسگرهای زیستی ابزاری توانمند جهت شناسایی مولکول های زیستی هستند، امروزه از آنها در علوم مختلف پزشکی، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، پایش محیط زیست، تولید محصولات دارویی و بهداشتی استفاده می کنند. کیتوزان، بیوپلیمر مشتق شده از کیتین است. یک پلیمر غیر سمی زیست سازگار، زیست فعال و زیست تخریب پذیر است. علاوه بر این ویژگی ها، کیتوزان توانایی تشکیل فیلم خوبی دارد که به همین سبب اجازه می دهد به طور گسترده ای برای تولید حسگرها و حسگرهای زیستی مورد استفاده قرار گیرد. این بررسی بر استفاده از کامپوزیت های مبتنی بر کیتوزان برای تهیه حسگرهای الکتروشیمیایی متمرکز خواهد شد. همچنین هدف آن ارایه نمای کلی از مزایای استفاده از کیتوزان به عنوان سکوی بی حرکتی یا تثبیت مولکول های زیستی با برجسته کردن کاربردهای آن در زیست حسگرهای الکتروشیمیایی است. علاوه بر این، استفاده از کیتوزان تثبیت مولکولی شده برای تهیه حسگرهای الکتروشیمیایی مورد بحث قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: کیتوزان، تثبیت مولکول های زیستی، پلیمر قالب مولکولی، حسگر الکتروشیمیایی، حسگر زیستی
  • سعیده دهقان پور فراشاه، مهرداد صالح زاده* صفحات 59-78

    گیاهان یک بستر تولید ایمن، کارآمد و ارزان هستند که از طریق آن ها می توان واکسن ها و سایر پروتئین های درمانی را برای کشورهای فقیر و در حال توسعه جهان تهیه کرد. فناوری وکتورهای بیانی مبتنی بر ویروس های گیاهی به سرعت به یکی از محبوب ترین روش ها برای بیان پروتئین های دارویی در گیاهان تبدیل شده است. در این مطالعه، مروری بر چندین واکسن خوراکی تهیه شده در دنیا مورد بررسی قرار گرفته و در ادامه سیستم پیشرفته بیانی مبتنی بر ویروس ها مخصوصا جمینی ویروس ها در گیاهان برای ساخت واکسن بحث شده است. همچنین در این بررسی مروری بر مزایای ویروس های دی.ان.ای دار تک رشته ای و کوچک ارایه شده و مزایای آن ها برای بیان پروتئین های دارویی با سایر سیستم های بیانی در سایر ویروس های گیاهی مقایسه شده است. همچنین پیشرفت در زمینه طراحی چندین وکتور ویروسی بیانی مختلف مبتنی بر جمینی ویروس ها در دنیا و ایران ارایه شده است و نمونه هایی از واکسن ها و سایر مواد بیولوژیکی تولیدشده از هر یک شرح داده شده است. در نهایت مزایا و چالش های تولید واکسن های خوراکی در علم پزشکی مورد بحث قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: واکسن های خوراکی، ویروس های گیاهی، جمینی ویروس، وکتورهای بیانی
  • مهرداد پویانمهر*، زهرا موسوی صفحات 79-94

    استفاده از ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی، مزایا، خطرات، ایمنی و محدودیت های آنها موضوع بحث های علمی، سیاسی و اجتماعی در کشورهای مختلف بویژه توسعه‎یافته و در حال‎توسعه است. یک مسیله‎ مهم در مورد فناوری ها محدودیت‎ های انتقال مفاهیم عمومی دانش است. مصرف‎کنندگان محصولات تراریخته (‎GMOs) حق دارند در ‎رابطه با این محصولات اطلاعات جامعی داشته باشند، اما به نظر می رسد که با دیدگاه های متناقض و احساسات گرایی اطلاعات نادرستی به آنها ارایه شده است. مطالعه حاضر با استفاده از یک پرسشنامه توصیفی-همبستگی ‎سطح ‎آگاهی و ‎دانش ‎عمومی دانش‎آموزان مراکز ‎آموزشی‎ ‎استان ‎کرمانشاه (1000=n) در دو جنس و رشته‎ های مختلف تحصیلی نسبت به کاربردهای مختلف  GMOs را بررسی کرد. 100% افراد خواهان ‎الزام ‎ایجاد و اجرای قوانین دقیق ‎ملی، ‎بین‎المللی‎، رعایت اخلاق توسط سیاست گذاران ‎و تولیدکنندگان بودند. گروه‎های مورد مطالعه اطلاعات متفاوتی داشتند و‎ مجموع اطلاعات به ویژه در رابطه با  برچسب‎زنی با 25/65% و تاثیر بالقوه بر‎سلامتی با 18/73% معنی دار بود (P<0.05). همچنین شبکه‎ های اجتماعی با 52% بیشترین منبع اطلاعات ا‎فراد بود ‎‎ ‎(P<0.05).‎‎ مطالعه حاضر بر ضرورت گسترش برنامه های آموزشی‎- علمی مبتنی بر شواهد به منظور افزایش ‎دانش‎ عمومی درباره ‎امکانات، محدودیت‎ها، مزایا و معایب تکنولوژی sGMO تاکید می‎کند.

    کلیدواژگان: محصولات تراریخته، ایمنی‎ زیستی، دانش عمومی، دانش ‎آموزان
  • نیلوفر پیکاری، علاءالدین کردنائیج، کتایون زمانی* صفحات 95-106

    نخود (.Cicer ariethinum L) به عنوان یک منبع غذایی غنی از پروتئین در رژیم غذایی انسان و همچنین به عنوان خوراک دام اهمیت زیادی دارد. همچنین نخود نقش مهمی در افزایش حاصلخیزی خاک داشته و می تواند نیتروژن مورد نیاز خود را با تثبیت نیتروژن اتمسفری و از طریق همزیستی به ویژه در مناطق خشک تامین کند. در این پژوهش، روشی کارآمد برای باززایی و تکثیر درون شیشه چهار رقم نخود ایرانی هاشم، آزاد، آرمان و سعید با استفاده از محور جنینی ایجاد شده است که با تغییرات جزیی در غلظت هورمون ها می تواند برای تکثیر سایر ارقام نخود نیز مورد استفاده قرار گیرد. دو رقم هاشم و آزاد با تولید بیش از 40 جوانه بیشترین باززایی را داشتند و گیاهان باززا شده با موفقیت ریشه دار و به گلدان منتقل شدند. همچنین عوامل موثر در تراریختی نخود، مانند سویه مناسب اگروباکتریوم، مدت زمان تلقیح و مدت زمان هم کشتی با استفاده از ژن گزارشگر GUS و روش بیان گذرا بررسی و شرایط بهینه تعیین شد.

    کلیدواژگان: باززایی، بیان گذرا، محور جنینی، نخود
  • مهرداد صالح زاده، سعیده دهقانپور فراشاه* صفحات 107-122

    بیماری های گیاهی ناشی از ویروییدهای بیمارگر گیاهی تهدیدی جدی برای تولید محصولات کشاورزی در جهان است. به تازگی اقداماتی که از طریق بیوتکنولوژی مولکولی آغاز شده، راهکار های موثری برای پیشگیری و کنترل ویروییدهای آلوده کننده ی گیاهی بوده است. توالی یابی نسل جدید تعاملات مستقیم و غیرمستقیم ویروییدها با فاکتورهای میزبانی را بررسی کرده و با استفاده از این فناوری تغییر در پروتیوم و رونوشت های میزبان در هنگام آلودگی با ویروییدها مشخص می شود و با بررسی تعاملات بین ویرویید-گیاه، می توان از راهکار های سودمند برای مبارزه با این عوامل بیماری زا بهره برد. همچنین پیشرفت های اخیر در ویرایش هدفمند دی.ان.ا یا آر.ان.ا با سیستم های مرتبط با CRISPR/Cas از ابزارهای بسیار جذاب قابل استفاده در زمینه محافظت از گیاهان است. در این مقاله ی مروری، پیشرفت سیستم های CRISPR/Cas را تا به امروز در مبارزه با ویروییدهای بیماری زای گیاهی بررسی می کنیم و استفاده از این روش ها در کنترل برخی از ویروییدهای گیاهی با هدف قرار دادن توالی ها یا ژن های خاص در این عوامل ذکر خواهد شد.

    کلیدواژگان: ویروئید، بیوتکنولوژی مولکولی، توالی یابی نسل جدید، کریسپر
|
  • Sakineh Abbasi, Naser Safaie, Akram Sadeghi* Pages 1-12

    Progress in next-generation sequencing has played a significant role in ecological studies of microbial populations. These advances have led to a rapid evaluation in metagenomics studies (analysis of DNA of microbial communities without the need to culture). Many statistical and computational tools and metagenomics databases have led to the discovery of huge amounts of data. In this research, in addition to a review of the new generation sequencing method, tools and bioinformatics methods used, the case studies about the microbiome of suppressive soils and manipulation of the microbiome to fight off plant diseases are presented and discussed. Suppressive soil is a soil in which the plant diseases incidence occurs at a low rate despite the presence of known pathogens. Attention to the structure and accurate identification of the microbiome of these soils is very interesting to devotees of reducing the use of chemical pesticides.

    Keywords: Metagenome, Biocontrol, Rhizosphere, Microbiome, NGS
  • Hossein Pasalari*, Anatooli Nikolaevich Evtushenkov Pages 13-18

    The treatment of plants by herbicide glyphosate can affect their resistance to disease. The effect of glyphosate on the expression of pathogenesis-related and resistance genes in transgenic potato infected with two strains of late blight pathogen, Phytophthora infestans was investigated. To do so, an optimal concentration of glyphosate (1.8 mg/L) were been used on transgenic potato, Vesnianka cultivar. a high level of expression of pathogenesis-related genes (especially PR-2) and defense response genes (especially HSR-203j). In these plants, no signs of burn and infection were observed were observed in the potato leaves infected with pathogen, and treated by glyphosate. The results showed that treatment by glyphosate could help to induce the resistance to P. infestans by expressing genes encoding defense response proteins.

    Keywords: Resistance, Defense Response, Pathogenesis-related Genes, Relative Quantification
  • Fereshteh Esmaeilzadeh, Davoud Koolivand* Pages 19-38

    Plant viruses are important because of their threat to produce of crops products and also their application as research tools in molecular plant pathology and other fields in biotechnology is important. The most research and achivments in plant pathology depends on ability of plantchr('39')s viral genomes to preserve, replicate and modify as infectious clones. The infectious clone is a full-length DNA clone in which infectious transcripts can be obtained in vitro or in vivo conditions with a suitable promoter. Infectious clones can be used to study the life cycle of viruses, replicate and express of viral genomes, understanding of virus-host interaction, functional genomics and germplasm screening as a part of pre-replication programs for virus resistance. However, the infectious clone of plant viruses may pose a risk to the environment due to its ability to return to the wild-type mode through recombination. This scientific review introduces the infectious clone in plant viruses and surveys the advantages and disadvantages of working with genetically modified plant viruses.

    Keywords: Investigation of Virus Pathogenicity, Functional Genomics, Engineered Viruses, Cloning
  • Behzad Mohammadi*, Masoume Behroziyan Pages 39-58

    Biosensor technology represents a combination of biochemistry, molecular biology, chemistry, physics, electronics and computers. Because biosensors are a powerful tool for identifying biological molecules, they are now used in various medical sciences, chemical industries, food industries, environmental monitoring, pharmaceuticals and health products. Chitosan is a biopolymer derived from chitin. It is a non-toxic, biocompatible, bioactive, and biodegradable polymer. In addition to these properties, chitosan has a good film-forming ability which allows it to be widely used for the development of sensors and biosensors. This review will be focused on the use of chitosan-based composites for the preparation of the electrochemical sensors. It also aims to provide an overview of the advantages of using chitosan as an immobilization platform for biomolecules by highlighting its applications in electrochemical biosensors. Furthermore, the application of molecularly imprinted chitosan for the preparation of the electrochemical sensors will be discussed.

    Keywords: Chitosan, Immobilization of Biomolecules, Molecularly Imprinted Polymer, Electrochemical Sensor, Biosensor
  • Saeideh Dehghanpour Farashah, Mehrdad Salehzadeh* Pages 59-78

    Plants are a safe, efficient, and inexpensive production medium through which vaccines and other therapeutic proteins can be prepared for poor and developing countries. Plant virus-based expression vector technology has quickly become one of the most popular ways to express medicinal proteins in plants. In this study, several oral vaccines prepared in the world is reviewed and then the advanced expression system based on viruses, especially Geminiviruses and viruses in plants to make vaccines is discussed. This review also provides an overview of the benefits of single-stranded and small-stranded DNA viruses and compares their benefits for the expression of drug proteins with other expression systems in other plant viruses. The following is a breakthrough in the design of several different viral expression vectors of mutiny, Geminiviruses and viruses in the world and in Iran, and examples of vaccines and other biological materials produced from each are described. Finally, the benefits and challenges of producing oral vaccines in medical science are discussed.

    Keywords: Oral Vaccines, Plant Viruses, Geminivirus, Expression Vectors
  • Mehrdad Pooyanmehr*, Zahra Mousavi Pages 79-94

    The use of genetically modified organisms, their benefits, risks, safety and limitations are the subject of scientific, political and social debates in various countries, especially developed and developing countries. An important issue with technologies is the limitations of transmitting general concepts of knowledge. Consumers of transgenic products (GMOs) have a right to have comprehensive information about these products, but they seem to have been misinformed with conflicting views and sentimentality. The present study uses a descriptive questionnaire to examine the level of information and general knowledge of students in educational centers of Kermanshah province (n= 1000) in two genders and different fields of study in relation to different applications of GMOs. 100% of the people wanted to establish and implement strict national and international laws and ethics by policymakers and manufacturers. The study groups had different information and the total information was especially significant in relation to labeling with 25.65% and potential impact on health with 18.73% (P<0.05). Social networks were also the most source of information with 52% (P<0.05). The present study emphasizes the need to develop evidence-based and educational-scientific programs to increase general knowledge about the possibilities, limitations, advantages and disadvantages of GMOs technology.

    Keywords: Transgenic Products, Biosafety, General Knowledge, Students
  • Niloufar Peykari, Alaedin Kordnaeij, Katayoun Zamani* Pages 95-106

    Chickpea (Cicer ariethinum L.) is a highly rich source of protein as the human food and animal feed. Chickpeas also play an important role in increasing soil fertility and can provide their required nitrogen through symbiotic fixation of atmospheric nitrogen, especially in arid regions. In this study, an efficient method has been developed to in vitro regenerate and propagate four Iranian cultivars chickpea Hashem, Azad, Arman and Saeed using the embryonic axis. This method with minor changes in hormone concentrations can be used to propagate other cultivars of chickpea. Hashem and Azad cultivars had the highest regeneration by producing more than 40 shoots and the regenerated plants were successfully rooted and transferred to pots. Also, effective factors in chickpea transformation, such as Agrobacterium strain, inoculation time and co-culture duration were investigated using GUS reporter gene and transient expression method and optimal conditions were determined.

    Keywords: Chickpea, Regeneration, Embryonic Axis, Transient Expression
  • Mehrdad Salehzadeh, Saeedeh Dehghanpour Farashah* Pages 107-122

    Plant diseases caused by plant pathogenic viroids are a serious threat to agricultural production in the world. Recently, initiatives initiated through molecular biotechnology have been effective strategies for the prevention and control of plant-infecting viroids. Sequencing of the new generation examines the direct and indirect interactions of viroids with host factors, and using this technology, changes in the proteome and host transcripts during infection with viroids are identified, and by examining the interactions between viroids and plants, Useful strategies to combat these pathogens. Recent advances in targeted DNA or RNA editing with CRISPR/Cas related systems are also very attractive tools that can be used in plant protection. In this review article, we review the progress of CRISPR/Cas systems to date against plant pathogenic viroids, and the use of these methods in controling some plant viroids by targeting specific sequences or genes in these factors will be discussed.

    Keywords: Viroid, Molecular Biotechnology, Next Generation Sequencing, Crisper