فهرست مطالب

یافته های نوین در علوم زیستی - سال هشتم شماره 3 (پیاپی 29، پاییز 1400)

نشریه یافته های نوین در علوم زیستی
سال هشتم شماره 3 (پیاپی 29، پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/08/03
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مهدیه گرشاسبی، عادله دیوسالار* صفحات 173-182

    سیستم های دارورسانی مبتنی بر نانوتکنولوژی دارای پتانسیل بسیار مناسبی در کاربرد های پزشکی و درمانی هستند. لذا در این پژوهش طراحی و مشخصه یابی نانودارویی با پوشش پروتئین بتالاکتوگلوبولین حاوی اگزالی پالادیوم در حضور و غیاب فولات بررسی شده است .. همچنین خواص ضدسرطانی این نانوداروی هدفمند با فولات علیه سلول های سرطان کولون مطالعه شدند. تکنیک های پراکندگی دینامیکی نور، میکروسکوپ الکترونی روبشی و جذب اتمی به منظور تعیین ویژگی های نانوکپسول سنتز شده به کار گرفته شدند. سپس جهت بررسی سمیت سلولی و مکانیسم القای مرگ نانو دارو بر روی رده سلول های سرطانی کولونHCT116  از تستهای MTT و فلوسایتومتری استفاده شد. نتایج آزمایش های پراکندگی نور دینامیک، میکروسکوپ الکترونی پویشی و میکروسکوپ نیروی اتمی نشان داد نانوکپسول های حاوی دارو و هدفمند با فولات اندازه ای حدود40 نانومتر و ساختار کروی شکل دارند. نتایج سنجش MTT و فلوسایتومتری بیانگر آن بود که نانو دارو هدفمند شده با فولات در الگوی وابسته به زمان و دوز، بقا و تکثیر را در سلول های HCT116  القا می کند. نتایج نشان داد که فولیک اسید قادر است اثر بخشی دارو نسبت به داروی بدون فولات بر سلول های سرطانی را افزایش دهد که می تواند به عنوان گزینه ای جدید در روش های تولید داروهای جدید در درمان سرطان مطرح گردد.

    کلیدواژگان: پروتئین بتالاکتوگلوبین، پکتین، نانودارو، فولات، Hct116
  • فرشاد درویشی*، آرمین خیراللهی میدانی صفحات 183-194

    گاما-دکالاکتون استری حلقوی از اسیدهای چرب هیدروکسی است که دارای رایحه هلویی بوده و در صنایع غذایی و آرایشی کاربرد گسترده ای دارد. تولید زیست فناورانه این ترکیب با تبدیل زیستی روغن دانه کرچک توسط مخمر Yarrowia lipolytica امکان پذیر است. هدف تحقیق حاضر مقایسه تولید گاما-دکالاکتون توسط سویه طبیعی با سویه جهش یافته دارای قابلیت تولید لیپاز با مقادیر بالا است. بر اساس نتایج به دست آمده از این تحقیق، سلول هایی با مورفولوژی مخمری بیش از سلول های هیفی شکل گاما-دکالاکتون تولید می کنند. زمان اوج تولید نیز برای سویه طبیعی و جهش یافته به ترتیب 24 و 72 ساعت پس از تلقیح و بیشینه تولید گاما-دکالاکتون برای سویه طبیعی و جهش یافته به ترتیب 65 و 90 میلی گرم در لیتر به دست آمد. سویه جهش یافته 38 درصد سوبسترای بیشتری را نسبت به سویه طبیعی به گاما-دکالاکتون تبدیل می کند که بهره وری تولید در مقیاس صنعتی می تواند به صورت قابل توجهی افزایش یابد.

    کلیدواژگان: اسید ریسینولئیک، رایحه هلو، روغن دانه کرچک، زیست تبدیلی، لیپاز
  • نشاط سوسنی، مراحم آشنگرف*، خسرو چهری صفحات 195-205

    سنتز زیستی نانوذرات به عنوان روشی جایگزین، پاک، سریع، مطمین و به صرفه به جای روش های فیزیکی و شیمیایی رایج پیشنهاد شده است. در این پژوهش، جداسازی و شناسایی سویه های مخمری آب زی با قابلیت سنتز نانوذرات اکسید روی مورد مطالعه قرار گرفت. براساس روش کشت غنی سازی سویه مخمر NS02 که بالاترین مقاومت نسبت به یون روی را دارا بود (25/5 میلی مولار) به عنوان سویه برتر جهت آزمایشات سنتز زیستی نانواکسید روی با راهکار عصاره عاری از سلول برگزیده شد. ارزیابی اولیه سنتز نانوذرات اکسید روی با مشاهدات چشمی و مطالعه طیف جذبی مریی-فرابنفش انجام شد. شک، اندازه و ترکیب عنصری نانوذرات اکسید روی سنتز شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به پرتوایکس پاشنده انرژی تعیینگردید. آنالیز پراش اشعه ایکس با هدف مطالعه ساختار بلوری نانوذرات اکسید روی استفاده شد. فعالیت ضد میکروبی نانوذرات اکسید روی در برابر باکتری های بیماری زای جدا شده از نمونه های بالینی به روش انتشار از چاهک بر سطح آگار انجام گرفت .   شناسایی سویه مخمر براساس ویژگی های ریخت شناسی و تعیین توالی نوکلیوتیدی ITS1-5.8S-ITS2 انجام شد. در این پژوهش برای نخستین بار قابلیت مخمر بومی آب زی Rhodotorula pacifica NS02 در سنتز برون سلولی نانوذرات اکسید روی با میانگین اندازه 6/42 نانومتر با راهکار عصاره عاری از سلول گزارش گردید. با توجه به کوچک بودن اندازه نانوذرات و توزیع مناسب تاثیر مهاری مطلوب علیه جدایه های باکتریایی بالینی تست شده مشاهده شد این مطالعه، سعی در ارایه ذخایر ژنتیکی جدید از منابع عظیم میکروبی مخمر های آب زی، به عنوان کارخانه زیستی در سنتز نانوذرات اکسید روی با خواص ضد میکروبی با راهکار عصاره عاری از سلول دارد.

    کلیدواژگان: اثر ضد باکتری، تولید زیستی، طیف سنجی، مخمر آب زی، نانواکسید روی
  • اکبر فرقانی، امیرحسین فرقانی*، مریم الطافی، کاظم هاشمی مجد، امید سفالیان صفحات 206-219

    اکثر اراضی کشاورزی ایران در مناطق خشک و نیمه خشک قرار داشته و جزو خاک های شور محسوب می شوند. به منظور بررسی تاثیر متقابل شوری، منابع پتاسیم و کلسیم بر رشد و عملکرد گوجه فرنگی آزمایشی فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی در شرایط هیدروپونیک در سه تکرار  انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل شوری در سه سطح (0، 20 و 40 میلی مولار کلریدسدیم)، پتاسیم از دو منبع کلرید و نیترات (0 و 15 میلی مولار) و کلسیم از منابع کلرید و نیترات (0 و 10 میلی مولار) بودند. با افزایش سطح شوری شاخص های رشد شامل ارتفاع بوته، قطر ساقه، تعداد برگ، تعداد گل و میوه و کلروفیل برگ کاهش یافت. استفاده از نیترات کلسیم در شوری 40 میلی مولار کلرید سدیم سبب افزایش به ترتیب 55 و 95 درصدی وزن خشک اندام هوایی و ریشه گیاهان شد. همچنین کاربرد نیترات کلسیم در بیشترین غلظت نمک سبب افزایش 75 درصدی کلروفیل کل شد. آنالیز داده ها نشان دادکه با افزایش شوری غلظت سدیم در ریشه و ساقه افزایش و غلظت پتاسیم در اندام ریشه کاهش یافت ولی محتوای پتاسیم اندام هوایی تحت تاثیر شوری قرار نگرفت. استفاده از نیترات کلسیم در شوری 40 میلی مولار کلرید سدیم سبب کاهش 23 درصدی غلظت سدیم ریشه نسبت به گیاهان تیمار شده با 40 میلی مولار کلرید سدیم گردید. بنابراین با توجه به یافته های به دست آمده می توان بیان کرد که از بین منابع پتاسیم و کلسیم به نظر می رسد استفاده از نیترات کلسیم در مقایسه با موارد دیگر با افزایش کلروفیل کل، وزن خشک و تعدیل در نسبت های یونی می تواند اثرات شوری را در گیاه گوجه فرنگی کاهش دهد.

    کلیدواژگان: سدیم، رشد، کلروفیل، گل دهی، میوه
  • اسرین عرشی، اعظم سلیمی*، مریم چاوشی صفحات 220-232

    گوجه فرنگی یکی از محصولات مهم کشاورزی است که میزبان مناسبی برای گل جالیز محسوب می شود. گونه های سرده گل جالیز یکی از عوامل ایجادکننده تنش زیستی است که رشد گیاه و تولید محصول آن را محدود می کند. برخی از ترکیبات طبیعی و مواد شیمیایی روی این ارتباط زیستی اثر دارند. ازاین رو در پژوهش حاضر تاثیر گالیک اسید و عصاره میوه کیوی بر رابطه زیستی گل جالیز و گوجه فرنگی بررسی شده است. بدین منظور در ابتدا اثر همزیستی گل جالیز بر پارامترهای رشد گوجه فرنگی و مقدار قند محلول و رنگیزه های فتوسنتزی آن موردبررسی قرار گرفت. سپس اثر غلظت هایی از گالیک اسید و عصاره میوه کیوی در سطوح مختلف بر این ارتباط زیستی از طریق اندازه گیری پارامترهای رشد گوجه فرنگی و گل جالیز، رنگیزه های فتوسنتزی و مقدار قند محلول در گوجه فرنگی انجام شد. نتایج حاصل نشان داد که گل جالیز باعث کاهش وزن تر و وزن خشک ساقه، برگ و ریشه و کاهش سطح برگ گوجه فرنگی شده و مقدار رنگیزه های فتوسنتزی و محتوای قند محلول آن را هم کاهش داد. تیمار گالیک اسید و نیز عصاره میوه کیوی پارامترهای رشد گل جالیز و رشد کلی آن را کاسته و در مقابل رشد گوجه فرنگی را افزوده است. به نظر می رسد این فرایند با کاهش ارتباط زیستی بین انگل و میزبان رخ داده چرا که محتوای قند محلول گوجه فرنگی و نیز مقدار رنگیزه های فتوسنتزی آن افزایش یافته و گوجه فرنگی مقاومت خوبی را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: ارتباط زیستی انگل و میزبان، آنزیم پکتین متیل استراز، رشد، رنگیزه های فتوسنتزی، قند محلول
  • مژگان ویسی*، فهیمه کوهدار، مسعود شیدایی صفحات 233-241

    سرده گز با حدود 54 گونه بزرگترین سرده تیره گزیان است. یکی از گونه های این سرده، گونه Tamarix tetragyna  است که در منابع مختلف با استفاده از صفات ریخت شناسی دو واریته T. tetragyna var. meyeri Boiss. و T. tetragyna var. deserti برای آن ذکر شده است. به دلیل وجود هم پوشانی در صفات استفاده شده در کلید های شناسایی برای جدایی این دو واریته، استفاده از مطالعات دیگر هم چون مطالعات تشریحی و مولکولی و هم چنین یافتن صفات موثرتر ریخت شناسی برای جدایی دو واریته می تواند حایز اهمیت باشد. در این پژوهش به منظور تایید وجود دو واریته در ایران نمونه های گیاهی جمع آوری و با استفاده از مطالعات ریخت شناسی، تشریحی و مولکولی مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور انجام مطالعات ریخت شناسی 6 صفت کمی و کیفی در 12 نماینده از این دو واریته مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز ANOVA تفاوت معنی داری را بین صفات مورد بررسی نشان داد. برای مطالعات تشریحی در این دو واریته 10 صفت در 4 نماینده از دو واریته مورد بررسی قرار گرفت که این صفات نیز تفاوت معنی داری را نشان دادند. آنالیز AMOVA بر اساس مطالعات مولکولی با استفاده از نشانگر SCoT تفاوت معنی داری در بین دو واریته نشان داد. نمودار PCA biplot برای نشان دادن متغیرترین صفات در مطالعات ریخت شناسی و تشریحی رسم شد. نمودار های خوشه ای مختلف برای نشان دادن جدایی مرز بین واریته ها در هر سه مطالعه رسم شدند. این نتایج نشان داد که استفاده از صفات تشخیصی مناسب در مطالعات ریخت شناسی و تشریحی و هم چنین استفاده از نشانگرهای مولکولی می تواند در نشان دادن جدایی مرز این دو واریته موثر باشد.

    کلیدواژگان: آرایه شناسی، جدایی واریته ها، صفات تشریحی، صفات ریخت شناسی، SCoT
|
  • Mahdieh Garshasbi, Adeleh Divsalar* Pages 173-182

    Nanotechnology-based targeting drug delivery systems have a considerable potential in medicine. Therefore, the present study aimed to designe, synthesise and characterize a nanodrug with beta lactoglobulin coating including oxali-palladium with and without folate and to compare their anti-cancer effects. The physicochemical properties of nanocapsules were studied by Dynamic light scattering (DLS), atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). Finally, the anticancer activities of nanodrugs were investigated against human colorectal cancer cell line of HCT116 by MTT and flowcytometry methods. The results of Dynamic light scattering (DLS), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) showed that the average size of nanocapsules with folate were less than 40 nm. Cytotoxicity results proved the dose- and time-dependent antiproliferation and anicancer activities of nanocapsules (with folate) against HCT116. Finally, it could be concluded that folate increase anticancer activity of nanodrugs and it might be considered as a new candidate in the design and synthesis of new drugs in cancer treatment.

    Keywords: beta lactoglobulin protein, HCT116, folate, pectin, nanodrug
  • Farshad Darvishi*, Armin Kheirollahi Meidani Pages 183-194

    Gamma-decalactone, an intramolecular 4-hydroxydecanoic acid ester, has a peach-like aroma and is widely used in the food and cosmetics industries. The biotechnological production of this compound is possible via biotransformation of castor seed oil by the yeast Yarrowia lipolytica. This study aimed to compare the production of gamma-decalactone by wild-type strain with that in a mutant strain producing lipase in high amounts. It was found that cells with yeast-like morphology produce more gamma-decalactone than hyphae-like cells. The maximum production of gamma-decalactone by wild-type and mutant strains was 65 mg/L after 24h of inoculation and 90 mg/L after 72h of inoculation, respectively. The mutant strain converts 38% more substrate into gamma-decalactone than the wild-type strain, therefore, it could significantly increase the productivity of industrial-scale production of gamma-decalactone.

    Keywords: biotransformation, castor seed oil, lipase, peach-like aroma, ricinoleic acid
  • Neshat Soosani, Morahem Ashengroph* Pages 195-205

    The biosynthesis of nanoparticles (NPs) has been proposed due to its fast, clean, safe, and cost-effective production and being efficient alternative to conventional physicochemical methods. This study aimed to isolate and identify aquatic yeast strains for their potential to form Zinc oxide nanoparticles (ZnONPs). A yeast strain, NS02, with high tolerance against zinc ion (5.25 mM) was isolated using the enrichment technique and was selected as efficient candidate for the biosynthesis of ZnONPs under cell-free extract (CFE) strategy. The preliminary evaluation on the formation of ZnONPs was performed by visual observation and UV-visible absorption spectra of the biosynthesized ZnONPs. The morphology, size and elemental distribution of the nanoparticles were determined by Field emission scanning electron microscopy (FESEM) equipped with energy-dispersive X-ray (EDX). X-ray diffractometer (XRD) was used to identify the crystalline phase of the ZnONPs. Antibacterial activity of ZnONPs against pathogenic bacteria isolated from the clinical specimens was investigated using agar well diffusion method. The isolate NS02 was characterized based on their morphological properties and amplification the ITS-5.8S-ITS2 rDNA regions. The present study pioneered the capabilities of the native aquatic strain Rhodotorula pacifica for the extracellular synthesis of ZnONPs with CFE strategy. The biosynthesized ZnONPs had a growth inhibitory effect all tested clinical isolates due to their nanometric size and well-defined dispersity. This investigation is attempted to indicate the novel microbial sources of aquatic yeasts as biological plant in the synthesis of ZnONPs with antimicrobial activity under cell-free extract strategy.

    Keywords: antibacterial effect, aquatic yeast, biosynthesis, nano-zinc oxide, spectroscopy
  • Akbar Forghani, AmirHossein Forghani*, Maryam Altafi, Kazem Hashemi Majd, Omid Sofalian Pages 206-219

    Most of agricultural lands in Iran are located in arid and semi-arid regions and are considered as saline soils. In order to investigate the interaction of salinity as well as potassium and calcium on the growth and yield of tomato plants, a factorial experiment was perfected in the form of randomized complete blocks, in hydroponic conditions, with three replicates per treatment. Experimental factors include salinity at three levels (0, 20, and 40 mM NaCl), potassium content form chloride, nitrate (0 and 15 mM), and calcium from chloride, and nitrate (with 0 and 10 mM (. The studied growth factors, including plant height, stem diameter, number of leaves, flowers and fruits and leaf chlorophyll decreased with increase NaCl. Treatment plants with Ca (NO3)2 at 40 mM NaCl, increased the shoot and root dry weight by 55% and 95%, respectively. In addition, application of Ca (NO3)2 in the medium with maximum salinity concentration resulted in an increase of 75% in chlorophyll content. The analysis of data showed that the increase of salinity was accompanied with increase sodium content level of tomato plants. However, the root potassium was observed to decrease. On the contrast to the root, potassium content showed no change in the organs from the root upwards. Also, the use of Ca (NO3)2 with 40 mM NaCl reduced Na+ content by 23% compared with plants treated only with 40 mM NaCl. According to the results, it seems that application of Ca (NO3)2 may improve chlorophyll content, dry weight, and modulate ion hemostasis and decreased the negative of salt stress in tomato plants.

    Keywords: chlorophyll, flowering, fruit, growth, sodium
  • Asrin Arshi, Azam Salimi*, Maryam Chavoushi Pages 220-232

    Tomato (Solanum lycopersicum) is one of the most important crops and a known host of broomrapes. The species of genus Orobanche are biotic stress factors restricting plant growth and crop production. Some natural compounds and chemicals affect this biological relationship. Therefore, in the present study, the effect of gallic acid and kiwi fruit extract on the biological relationship between broomrape and tomato plant was investigated. To this end, first, the symbiotic effect of the broomrape species, Orobanche aegytica, on growth parameters of tomato plant and the amount of soluble sugar and photosynthetic pigments were evaluated. Then, the effect of concentrations of gallic acid and kiwi fruit extract at different levels on this biological relationship was investigated by measuring the growth parameters of tomato and broomrape, photosynthetic pigments and the amount of soluble sugar in tomatoes. The results demonstrated that the broomrapes reduced the fresh weight and dry weight of the stem, leaves and roots of tomato, diminished the leaf area of the host plant, and decreased the amount of photosynthetic pigments and its soluble sugar content. Gallic acid treatment and kiwi fruit extract lessened the growth parameters of the broomrape species and its overall growth, in addition to increasing the growth of tomato plants. This process could be associated with the constraint of the biological relationship between the parasite and the host, as the soluble sugar content as well as the amount of the photosynthetic pigments of tomato plants were increased and the tomato plants remained highly resistant.

    Keywords: Aly, R. 2007. Conventional, biotechnological approaches for control of parasitic weeds. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant 43: 304-317.Arshi, A., Salimi, A. & Chavoushi, M. 2020. The effects of kiwi on physiology parameters in tomato (Ly
  • Mozhgan Veisi*, Fahimeh Koohdar, Masoud Sheidai Pages 233-241

    Tamarix is the largest genus in the family Tamaricaceae with about 54 species. T. tetragyna var. meyeri and T. tetragyna var. deserti were previously reported from Iran. Due to the presence of overlapping features in the previously designed identification keys for the separation of these two varieties, it could be helpful to use other characters and character states derived from other sources, such as anatomical and molecular studies, in addition to find more effective morphological features for the separation of the two varieties. Therefore, the present study aimed to differentiate these two presumed varieties by multiple approaches using morphological, anatomical and molecular data. For morphological study, 6 quantitative and qualitative characters were examined in 12 samples of the two varieties. ANOVA analysis showed a significant difference between the studied characters. For anatomical study, 10 traits were examined in 4 samples of the two varieties, which also showed a significant difference. AMOVA analysis based on molecular studies using Scot marker showed a significant difference between the two varieties. The PCA biplot show the most variable traits in morphological and anatomical studies. For varieties delimitation, different clustering methods were drawn in all three studies. The results of this study showed that the use of appropriate diagnostic traits in morphological and anatomical studies as well as the use of molecular markers can be effective in showing the separated boundaries of the two varieties studied.

    Keywords: anatomical characters, morphological characters, SCoT, taxonomy, varieties delimitation