نشریه زیست فناوری گیاهان دارویی
سال یکم شماره 2 (تابستان 1394)

زعفران با دارا بودن خواص دارویی متعدد بهویژه خواص ضد سرطانی به عنوان گیاه دارویی مهم مورد توجه قرار گرفته است. این تحقیق با هدف بررسی جنبه های مختلف بیوانفورماتیکی ژن کیتیناز تولید شده در پیاز گیاه زعفران در مقایسه با سایر انواع شناخته شده آنزیم کیتیناز انجام شد. بر اساس نتایج این تحقیق ساختار Safchi A دارای شباهت ساختاری زیادی با کیتینازهای گیاهی متعلق به خانواده 19 گلیکوزیل هیدرولازهاست. هر چند تفاوتهایی در دمین کاتالیزوری این آنزیم وجود دارد اما بیشترین تفاوت مربوط به جایگرینی گلوتامیک اسید با تیروزین در جایگاه فعال آنزیم است، که این تفاوت می تواند نقش این اسید آمینه را در تغییر فعالیت آنزیم توجیه کند. علی رغم آن که جداسازی ژن های کیتینازی و گلوکانازی از باکتری و گیاهان مختلف و انتقال آن ها به تنهایی یا به صورت انتقال توام به گیاهان به منظور ایجاد مقاومت در برابر بیماری های قارچی صورت گرفته است ولی معمولا منجر به ایجاد مقاومت در برابر طیف وسیع بیماری های قارچی در گیاهان تراریخته نشده اند اما آنزیم های هیدرولازی تخلیص شده که منشا قارچی دارند، گاهی تا 100 برابر آنزیم های تخلیص شده از منابع دیگر مثل آنزیم های گیاهی فعالیت ضد قارچی داشته و برعلیه طیف وسیع تری از گونه های بیماری زا عمل می کنند. مطالعات همچنین نشان می دهد که این آنزیم ها سمی نبوده و اثر مضری بر گیاهان و جانوران ندارند در نتیجه پیشنهاد می شود که ابراز توام دو یا چند تراژن ضد قارچ از جمله کیتیناز و گلوکاناز در زعفران که خود نیز دارای ژن کیتیناز موثری می باشد، به دلیل اثر همافزایی آن ها می تواند موثرتر از خود تک ژن باشد.

در این آزمایش اثرات دو هورمون اکسین و سیتوکینین بر روند کالوس زایی و باززایی گیاه دارویی سنب لالطیب بررسی شد. بذرهای دو ژنوتیپ سنب لالطیب در آزمایشی به صورت فاکتوریل با سه فاکتور ژنوتیپ، ریزنمونه و محیط کشت در قالب طرح کاملا تصادفی ارزیابی شدند. در آزمایش کالو سزایی، بیشترین حجم کالوس در سطح 2-4-D ، به میزان 2 میلی گرم در لیتر برای ژنوتیپ اصفهان و مدت زمان مورد نیاز کمتر جهت کالوس دهی برای ریزنمونه های ریشه ای و مریستمی و ژنوتیپ همدان به دست آمد. با بررسی میانگین سلول های شمارش شده در هر میلی لیتر از محیط، در کشت سوسپانسیون سلولی، ریزنمونه مریستمی و ژنوتیپ اصفهان میانگین بالاتری نشان داده و هورمون های NAA و 2-4-D سهم اساسی را در این بین داشته که اثر هورمون 2-4-D بیشتر بود. با توجه به تعداد کالوس های باز زا شده در هر پتری دیش، مشخص شد که کالوس حاصل از ریزنمونه مریستمی و ژنوتیپ اصفهان باززایی بیشتری نشان دادند. نتایج پژوهش نشان داد که در کشت بافت سنبل الطیب، بهترین کالوس دهی در ریزنمونه ی ریشه ای با حضور 2-4-D ، به میزان 2 میلی گرم در لیتر ، بیشترین باززایی جهت ساق هدهی از ترکیب هورمونی NAA به مقدار نی ممیلی گرم در لیتر، BAP به مقدار 2 میلی گرم در لیتر و نیز ریشه دهی مناسب در واکشت های متوالی در محیط پایه ی MS فاقد تنظیم کننده ی رشدی و همچنین میانگین بالای تعداد سلول های شمارش شده مربوط به سلو لهای ریزنمونه های مریستمی، با حضور هورمون 2-4-D به مقدار 2 میلی گرم در لیتر بوده است.

در پژوهش حاضر توانمندی آنتی اکسیدانی، فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL)، محتوای فلاونوییدی و میزان اسید کلروژنیک و اسید کافیی ک کالوس کنگرفرنگی، تحت تاثیر الیسیتورهای اسید سالیسیلیک (SA) و متیل جاسمونات (MeJA) مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور SA و MeJA در پنج سطح، در قالب آزمایشات فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی، در محیط کشت کالوس مورد استفاده قرار گرفت. طبق نتایج حاصله تغییرات فعالیت آنزیم PAL ، توانمندی آنتی اکسیدانی، اسید کلروژنیک و اسید کافییک و محتوای فلاونوییدی تحت تاثیر تیمار نسبت های مختلف الیسیتور های استفاده شده همبستگی مثبتی نشان دادند که بیانگر نقش مستقیم آنزیم PAL در تولید ترکیبات فنیل پروپانوییدی و نقش الیسیتورهای به کار برده شده در تحریک تولید این آنزیم بوده است. مقدار MeJA و SA به ترتیب در غلظت 100 و 200 میکرومولار حداکثر میزان توانمندی آنتی اکسیدانی و محتوای فلاونوییدی را در کالوس داشتند. همبستگی مثبت فعالیت آنزیم PAL و تجمع ترکیبات فلاونوییدی بیانگر نقش کلیدی PAL در بیوسنتز ترکیبات فلاونوییدی در کنگرفرنگی است.

شناسایی و معرفی گیاهان دارویی از اهمیت ویژهای برخوردار است. گیاه دارویی باریجه  Ferula gummosa Boiss از خانواده چتریان (Apiaceae) در مناطقی از ایران و بخش هایی از پاکستان و ترکمنستان رشد می کند . هدف از این پژوهش بررسی گیاه از دیدگاه مولکولی از طریق استخراج DNA ژنومی، تعیین توالی و مطالعات بیوانفورماتیکی جهت شناسایی موقعیت مولکولی گیاه و نیز معرفی نیازهای رشدی گیاه و همچنین شناخت ویژگی های اکوفیزیولوژیکی از قبیل موقعیت جغرافیایی، EC ،pH خاک رویشگاه می باشد. به این منظور توده هایی از گیاه باریجه و نمونه های خاک از زیستگاه - های طبیعی در منطقه تهم استان زنجان جمع آوری شد. بررسیها نشان داد سطح خاک رویشگاه گیاه باریجه به صورت سنگریزهای، سنگی و صخرهای بوده و این گیاه در ارتفاعات حدود 2000 تا 2500 متر از سطح دریا در دامنهی جنوبی با شیب حدود 45 درجه تا 80 درجه رشد می کند. بررسی pH خاک منطقه نشان داد که pH آن در محدوده 5/ 6 است و مقدار pH خاک با مقدار EC همبستگی منفی دارد. نتایج استخراج DNA ژنومی، خالص سازی و سپس استخراج توالی 18S rDNA آن توسط PCR انجام و آنالیز تعیین توالی آن منجر به ثبت توالی مربوطه در بانک ژن با کد KM983398 گردید.

گوگرد در مسیر بیوسنتزی اسیدآمینه سیستیین نقش کلیدی داشته و در تولید ترکیباتی که نقش دفاعی در گیاه دارند بسیار حایز اهمیت می باشد. سوپراکساید دیسموتاز به عنوان آنزیم مهمی در تقلیل سمیت واسطه های رادیکالهای اکسیژن که در شرایط تنش ایجاد میگردد، شناخته و معرفی شده است. در این تحقیق 20 توده سیر از استانهای مهم سیرکاری شامل زنجان، همدان، گیلان، مازندران و مشهد جمع آوری و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در شرایط گلدانی در غلظت های مختلف گوگرد عنصری شامل 0،6،12،18،24،60 گرم به ازای هر واحد آزمایشی کشت گردید. بر اساس سنجش اسپکتروفتومتری تندی در سیرهای برداشت شده، سه کلون تند بو، ملایم و کم بو غربال گردیده و بیان ژن کد کننده آنزیم سوپراکساید دیسموتاز (SOD) به روش پی. سی. آر کمی (RT-Real time PCR) در این 3 کلون بررسی گردید. تغییرات بیان ژن SOD نشانگر بیان اندک آن در شرایط طبیعی (شاهد) بود که ناشی از نقش این ژن در متابولیسم ثانویه می باشد. با افزایش غلظت گوگرد به میزان 6 گرم، بیشترین شوک محیطی به گیاه وارد شده و بیشترین بیان ژن SOD را به همراه داشته است. همین آهنگ با تغییرات جزیی در غلظتهای 18 ، 24 و 60 گرم ادامه دارد. نتایج تحقیق بیانگیر افزایش بیان ژن کد کننده SOD به میزان حدود دو برابر شاهد در تیمارهای دارای گوگرد بالا می باشد. آنالیز شبکه نشان داد که ژن SOD با miR398 ،miR395 و miR399 دارای ارتباط متقابل (Crosstalk) می باشد . در نتیجه این ژن با شبکه های سیگنالینگ، بواسطه این miRNA ها به عنوان هسته مرکزی شبکه های پاسخ دهنده به تنش، دارای همپوشانی است . یافته های این تحقیق می تواند برای مطالعات جامع مهندسی متابولیک مواد موثره سیر و نیز تحقیقات بعدی در خصوص فعالیت ژن های مرتبط با تنش های غیر زیستی در سیر به کار گرفته شود.

در این تحقیق تنوع ژنتیکی گیاه دارویی ترتیزک میان 15 جمعیت کشور و دو جمعیت از کشور چین مورد ارزیابی قرار گرفت . بعد از کشت بذر، از برگهای بوت ه های حاصله DNA به روش CTAB استخراج شده و با استفاده از 8 آغازگر RAPD ، تکثیر شده و باندهای واضح و تکرارپذیر تولید کردند. با این تعداد آغازگر در مجموع 69 باند تکثیر شد که % 65 چندشکل بودند . میزان ضریب تشابه ژنتیکی بین جمعیت ها از % 95 - % 77 متغیر بود. بیشترین ضریب تشابه ژنتیکی میان جمعیت های ماهان و خمینی شهر (با تشابه ژنتیکی 95 / 0) و کمترین تشابه ژنتیکی میان جمعیتهای کرمان و چین 2 (با تشابه ژنتیکی 77 / 0) مشاهده شد . تجزیه خوشهای تنوع ژنتیکی بالایی بین فنوتی پهای ترتیزک را مشخص نمود. بین تنوع مولکولی و پراکنش جغرافیایی ارتباط کمی مشاهده گردید. تجزیه به مختصات اصلی نشان داد که مولفه های اول و دوم به ترتیب % 69 و % 24 از تنوع بدست آمده را توجیه می کنندکه خود نشان دهنده توزیع مناسب نشانگرهای رپید در ژنومهای مورد مطالعه م یباشد. به طور کلی می توان گفت که فاصله ژنتیکی این جمعیتها کم بوده و نشان دهنده این است که منشا ژنتیکی آن ها ناشی از یک پایه ژنتیکی بوده است.