فهرست مطالب

مجله پژوهش های سلولی مولکولی (زیست شناسی ایران)
سال سی و ششم شماره 4 (زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/10/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • هانیه جیران پور خامنه، ابراهیم دورانی* صفحات 315-327

    در پژوهش حاضر، اثرسدیم نیتروپروساید و سیلیکون روی اندام زایی ریزنمونه های لایه نازک کوتیلدونی با برش های عرضی ریز یک میلی متری گوجه فرنگی (Lycopersicon esculentum Mill.) مورد مطالعه قرار گرفت. این تحقیق در سه آزمایش صورت گرفت. در آزمایش اول ریزنمونه های 8 و 12 روزه در محیط کشت MS تکمیل شده با 2 میلی گرم در لیتر BAP و 2/0 میلی گرم در لیتر IAA کشت داده شدند. ریزنمونه های دوازده روزه تقریبا در محیط کشت بکارگرفته شده بدون پاسخ به اندام زایی نکروزه شده و از بین رفتند در حالی که ریزنمونه های 8 روزه اندام زایی قابل توجهی داشتند. در آزمایش دوم اثر نوع ریزنمونه و تنظیم کننده هایBAP به تنهایی و در ترکیب با NAA و IAA در بهبود اندام زایی ریزنمونه های مذکور مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این آزمایش نشان داد که تقریبا تمامی تیمارها بالای 90 درصد اندام زایی داشتند. در تجزیه تعداد شاخساره، تیمار 2 میلی گرم در لیتر BAP و 2/0 میلی گرم در لیتر IAA بیشترین تعداد شاخساره را نشان داد. نتایج آزمایش سوم نشان داد که غلظت های 10، 15 و 30 میکرومولار سدیم نیتروپروساید به ترتیب موجب افزایش معنی دار تعداد شاخساره، افزایش تعداد شاخساره و همچنین افزایش القاء ریشه گردید. غلظت های50 و 5 میلی گرم در لیتر سیلیکون موجب افزایش شاخساره در ریزنمونه ها گردید ولی افزودن500 میلی گرم در لیتر سیلیکون موجب عدم باززایی شده و شاخساره ای هم تشکیل نشد. افزودن مکمل سیلیکون و سدیم نیتروپروساید در غلظت های بالا تاثیر معنی داری بر درصد باززایی کوتیلدون و لایه نازک سلولی گیاه گوجه فرنگی نداشتند.

    کلیدواژگان: اندام زایی کشت درون شیشه ای، باززایی، تنظیم کننده ی رشد، ریزنمونه، کشت بافت
  • هوشنگ گوهرچینی*، خدیجه باقری، محمدرضا زمانی صفحات 328-342

    تاکسول یک داروی ضد سرطان بوده و قابل استخراج از درخت سرخدار می باشد. هدف از این مطالعه بررسی اثرات الیسیتورهای متیل جاسمونات و اسیدسالسیلیک بر روی تولید تاکسول در ریشه های مویین ایجاد شده در سرخدار ایرانی بود. برای ایجاد ریشه های مویین در ریزنمونه های سرخدار ازسه نژاد اگروباکتریوم ریزوژنز A4، R1000 و ATCC15834 استفاده شد. نتایج نشان داد که فقط سویه A4 باعث ایجاد ریشه های مویین در ریزنمونه ها شده و بررسیPCR نشان داد ژن ریشه زایی اگروباکتریوم به ریزنمونه ها منتقل شده است. در عملیات واکشت ریشه های مویین،از سه غلظت 1، 10 و 100 میکرومول متیل جاسمونات و اسید سالسیلیک به صورت جداگانه و ترکیبی برای افزایش تولید پاکلی تاکسول مورد استفاده قرار گرفت. آنالیز انجام شده توسط HPLC نشان داد که افزودن الیسیتورها به محیط کشت باعث افزایش میزان تاکسول در ریشه های مویین می شود و بیشترین افزایش با افزودن 100 میکرومول متیل جاسمونات به تنهایی بدست آمد که باعث افزایش 5 برابری میزان تولید پاکلی تاکسول در ریشه های مویین گردیده است.

    کلیدواژگان: سرخدار، پاکلی تاکسول، ریشه های مویین، اگروباکتریوم ریزوژنز، الیسیتور
  • نسرین اکبری، رضا درویش زاده* صفحات 343-357

    تنش خشکی از عمده ترین عوامل تاثیرگذار محیطی بر رشد، عملکرد و کیفیت محصولات کشاورزی است. متاسفانه تغییرات اقلیمی حاکم بر جهان و مدیریتهای نادرست، زمینه گسترش دامنه اراضی خشک و نیمه خشک جهان را فراهم کرده است. در این بین آفتابگردان از جمله گیاهان روغنی مهم با مقاومت نسبی به تنش خشکی است. این پژوهش به منظور شناسایی نشانگرهای ملکولی پیوسته با ژن های کنترل کننده صفات جهت استفاده در برنامه اصلاحی و تسریع گزینش ارقام مقاوم به خشکی انجام گرفت. اطلاعات حاصل از 7 ترکیب آغازگر IRAP جهت شناسایی نشانگرهای مرتبط با صفات مورفولوژیکی-زراعی در 100 لاین آفتابگردان دانه روغنی، کشت شده در قالب طرح لاتیس ساده 10× 10 با دو تکرار در هر یک از شرایط معمولی و محدودیت آبیاری طی دو سال متوالی، استفاده گردید. بر اساس مدل خطی مخلوط تحت شرایط معمولی 12 و در شرایط تنش محدودیت آبیاری 10 نشانگر مولکولی با صفات مورد بررسی ارتباط معنی دار (01/0≥P) نشان دادند. نشانگر 61655 با صفت روغن تحت هر دو شرایط آبیاری معمولی و محدود، دو نشانگر 616510 و 61655 در شرایط آبیاری معمولی و نشانگر CfCr1 تحت شرایط آبیاری محدود با چندین صفت ارتباط معنی دار نشان دادند که می تواند ناشی از اثرات پلیوتروپی و یا پیوستگی نواحی ژنومی دخیل در کنترل صفات فوق باشد. نشانگر “616510” پیوسته با ژن های کنترل کننده عملکرد و نشانگر”CfCr1” پیوسته با ژن های کنترل کننده دو صفت قطر طبق و قطر ساقه از اجزای عملکرد، بعد از تایید به ترتیب می توانند برای گزینش ژنوتیپ های مطلوب در شرایط معمولی و محدودیت آبیاری استفاده شوند.

    کلیدواژگان: آفتابگردان، نشانگرهای مبتنی بر رتروترنسپوزون، تنش خشکی، تجزیه ارتباط
  • بررسی بیوترمودینامیکی آنزیم سیکلومالتودکستریناز بومی و برخی جهش یافته های آن
    جمشید مهروند، نسیم حیاتی رودباری، لیلا حسنی، وهب جعفریان، خسرو خلیفه* صفحات 358-371

    آنزیم سیکلومالتودکستریناز (CDase) متعلق به رده آنزیم های درگیر در تجزیه هیدرات های کربن است و از مهمترین آنزیم های خانواده آمیلاز ها با کاربردهای بسیار مهم صنعتی محسوب می شود. اخیرا یک گونه بومی از این آنزیم شناسایی و گزارش شده است (کد شناسایی: AMB26774). در مطالعه قبلی بر روی این آنزیم و سه جهش یافته از آن شامل A123V، C127Q و جهش یافته دوگانه مربوطه یعنی A123V/C127Q مشخص شد که اعمال جهش نقطه ای در سطح بینابینی زیرواحدها اثرات ساختاری و عملکردی دارد. در این مطالعه مجموعه کاملی از بررسی های آزمایشگاهی و روش های مدل سازی برای مشخص کردن رفتار ترمودینامیکی سویه های آنزیم در آزمایش های واسرشتگی شیمیایی با استفاده از گوانیدینیوم کلراید (GdmCl) به عنوان ماده شیمیایی واسرشته کننده ساختار انجام شد. مشخص شد که پروتیین وحشی با بیشترین مقدار ∆G^ (H_2 O) در مقایسه با جهش یافته ها پایدارترین سویه است. به نظر می رسد که جایگزینی باقیمانده ها در سطح بینابینی رشته ها باعث انعطاف پذیری بیشتر زنجیره ها نسبت به یکدیگر و سهولت نفوذ و میانکنش گوانیدینیوم کلراید با آنزیم های جهش یافته در مقایسه با نوع وحشی شده است. ما چنین نتیجه گیری کردیم که این مناطق نقاط حساسی هستند که می توان با دست کاری بیشتر آن ها باعث سوق دادن آنزیم به سمت پایداری دمایی و شیمیایی شد.

    کلیدواژگان: سیکلومالتودکستریناز، آمیلاز، پایداری دمایی، واسرشتگی، بیوترمودینامیک
  • بیان پروتئین نوترکیب EIT در شرایط شبیه ساز بی وزنی
    مریم صلواتی فر، شیدا کاشان پور، علی هاتف سلمانیان* صفحات 372-388
    باکتری بیماریزای E. coli O157:H7 قادر به ایجاد طیف وسیعی از عوارض همانند اسهال خونی و سندرم اورمی همولیتیک میباشد. به دلیل مشکلات موجود در درمان آنتی بیوتیکی، به نظر میرسد ایمن سازی، مناسبترین روش مبارزه با این باکتری باشد. پروتیینهای (Intimin)، Tir و EspA، سه پروتیین اصلی در اتصال باکتری مذکور به اپیتلیال دستگاه گوارش میباشند. از طریق ممانعت از اتصال پروتیینهای مذکور در مراحل ابتدایی بیماری مهار خواهد شد. محققان با انتخاب بخشهای موثر پروتیینهای مذکور و تولید یک پروتیین نوترکیب کایمر، ایمونوژن کارآمدی جهت پیشگیری از بروز این بیماری ارایه نموده اند. از این رو دستیابی به مقادیر بالای پروتیین نوترکیب در کنار حفظ کیفیت و کارایی آن، بسیار مهم میباشد. با توجه به افزایش بیان کمی و کیفی برخی پروتیینهای نوترکیب در شرایط حذف نیروی جاذبه، در مطالعه پیش رو بیان پروتیین نوترکیب EIT در شرایط شبیه ساز بیوزنی بر روی دستگاه کلینواستت مورد بررسی قرار گرفت. پس از بهینه سازی شرایط بیان و تایید پروتیین نوترکیب با روش های ایمنولوژیک، در شرایط بی وزنی بیان آن القاء گردید و پس از تخلیص پروتیین توسط ستون کروماتوگرافی، مقدار آن مورد سنجش قرار گرفت. یافته ها حاکی از آن بودند که علی رغم کاهش میزان بیان در شرایط بی وزنی که احتمالا به دلیل عدم هوادهی مناسب محیط کشت بوده است، هم چنان پروتیین نوترکیب با کیفیتی مناسب در شرایط بی وزنی تولید گردید. انتظار میرود با بهینه سازی شرایط و استفاده از روش های هوادهی در بی وزنی، تولید پروتیینهای نوترکیب به طور قابل توجهی افزایش یابد.
    کلیدواژگان: باکتری E. coli O157:H7، سندرم اورمی همولیتیک، پروتئین نوترکیب EIT، شبیه ساز بی وزنی، کلینواستت
  • فرخنده رضانژاد*، فرزانه نصری، رضا حیدری، زهرا بهمنی صفحات 389-404
    تنظیم زمان گل‎دهی نیازمند فعالیت ژن‎های مختلفی است که تحت کنترل فاکتورهای محیطی و درونی می‎باشند. ژن FLC، نقش کلیدی در گذر به گل دهی دارد و به عنوان ژن هدف مسیر بهاره شدن، گل دهی را مهار می کند. بهاره شدن یک سازگاری طبیعی برای تضمین گل دهی پس از زمستان است تا گل و دانه در شرایط مطلوب محیطی نمو یابند. در این مطالعه، شناسایی و بررسی بیان این ژن در خاکشیر بدل بررسی شد. RNA کل از برگ های لپه‎‎ای استخراج و cDNA ساخته شد. آغازگرهای اختصاصی بر اساس هم راستایی توالی ژن های هم ساخت FLC، طراحی و برای واکنش RT-PCR استفاده گردیدند. قطعه مورد نظر به طول 449 نوکلیوتید، شناسایی و با نام SiFLC و شماره دسترسی KT156751 در پایگاه NCBI ثبت شد. مقایسه پروتیین استنباطی با 150 آمینو اسید با پروتیین های هم ساخت FLC در سایر گیاهان، نشان دهنده شباهت زیاد آن ها بود. میزان نسبی بیان با استفاده از روش نیمه کمی، در مرحله‎ رویشی در برگ جوان، برگ بالغ، ساقه و ریشه بین 86-56 درصد بود، بالاترین میزان (86) در برگ جوان و کم ترین میزان (حدود 56) در ساقه مشاهده شد. در مرحله زایشی کاهش بیان در این اندام ها بویژه در برگ مشاهده شد که میزان بیان آن بسیار ناچیز (حدود یک درصد) اما در غنچه های گل به نسبت بالاتر بود و به حدود 31 درصد رسید. کاهش بیان در برگ در فاز زایشی نشان دهنده تحریک گل دهی و افزایش آن در گل، پس از تحریک گل دهی، می تواند مربوط به تنظیم دوباره آن و آمادگی برای مهار طی فاز رویشی باشد.
    کلیدواژگان: Flowering Locus C، گل دهی، تعیین توالی، RT-PCR، Sisymbrium irio
|
  • Hanie Jeiranpor Khameneh, E.Dorani * Pages 315-327

    In the present study, the effect of sodium nitroprusside and silicon on the organogenesis of cotyledonary thin cell layer explants of tomato of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) was studied. This research was conducted in three independent experiments. In the first experiment, cotyledon explants and thin cell layers with 1 mm transverse sections of 8 and 12 days old cotyledons were cultured in MS medium supplemented with 2 mg/L BAP and 2 0.0 mg/L of IAA. Obviously almost all 8-day-old explants regenerated shoots but 12-day-old explants get the necrosis without any organogenesis. After determining the best age of the explant, in the second experiment the effect of BAP alone and in combination with NAA and IAA was evaluated in improving the organogenesis of tomato using both explants. The results showed that almost all Plant regulator combination had more than 90% organogenesis. In the analysis of the number of shoots, the medium supplemented with 2 mg/L of BAP and 0.2 mg/L of IAA showed the highest shoots number per explant. In the third experiment adding 10, 15 and 30 μM of sodium nitroprusside, significantly increased the shoot induction frequency, number of shoots per explants and root induction, respectively. The addition of 50 and 5 mg/L of silicon to the culture medium increased the number of shoots per explants, but adding 500 mg/L of silicon completely stopped the organogenesis.

    Keywords: In vitro organogenesis Regeneration, tissue culture, Plant growth regulator, Explant
  • Hooshang Goharchini *, Khadijeh Bagheri, MohammadReza Zamani Pages 328-342

    Taxol is an anti-cancer drug and can be extracted from the yew tree. The aim of this study was to investigate the effects of Methyl jasmonate and Salicylic acid elicitors on taxol production in hairy roots formed in Iranian yew. Three strains of Agrobacterium rhizogenes A4, R1000 and ATCC15834 were used to create hairy roots in yew explants. The results showed that only A4 strain caused the formation of hairy roots in the explants and PCR analysis showed that the Agrobacterium rooting gene was transferred to the explants. In the operation of growing hairy roots, three concentrations of 1, 10 and 100 µmol of methyl jasmonate and salicylic acid were used separately and in combination to increase paclitaxol production. The analysis performed by HPLC showed that the addition of elicitors to the culture medium increases the amount of taxol in hairy roots, and the greatest increase was obtained by adding 100 micromoles of methyl jasmonate alone, which increased the amount of paclitaxol production in hairy roots by 5 times.

    Keywords: Yew, Taxol, Hairy Roots, Agrobacterium rhizogenes, Elicitor
  • Nasrin Akbari, Reza Darvishzadeh * Pages 343-357

    Drought stress is one of the main environmental factors affecting the growth, yield and quality of agricultural products. Unfortunately, global climate change and mismanagement have led to the expansion of the arid and semi-arid lands of the world. Meanwhile, sunflower is one of the important oilseed plants relatively resistant to drought stress. The present study was conducted to identify molecular markers associated with genomic regions controlling agro-morphological traits in sunflower under drought stress. The associated markers are potentially useful for breeding programs and can accelerate the selection of drought tolerant genotypes. 100 sunflower genotypes were planted in a 10 ×10 simple lattice design with two replications in each one of normal and irrigation limited conditions for two consecutive years. Molecular profiles of the lines were prepared with 7 IRAP primer combinations. According to mlm, 12 and 10 markers showed significant relationships with the studied traits (P≥ 0.01) under normal and irrigation limited conditions, respectively. “61655” showed a significant relationship with oil percentage under both normal and irrigation limited conditions. The markers “616510” and “61655” and “CfCr1” showed a significant relationship with several traits under normal and irrigation limited conditions, respectively, that can be due to pleiotropic effects or linkage between genes controlling traits. Accordingly, “616510” marker related with genomic regions controlling yield under normal conditions and "CfCr1" marker related with genomic regions controlling yield components traits (head and stem diameter) under irrigation limited conditions, after validation, can be used for selection of optimal genotypes under these water treatment conditions.

    Keywords: Association analysis, drought stress, retrotransposon based molecular markers, Sunflower
  • Thermodynamics study on the Cyclomaltodextrinase and its representative mutants
    Jamshid Mehrvand, Nasim Hayati Roodbari, Leila Hassani, Vahab Jafarian, Khosrow Khalifeh * Pages 358-371

    Cyclomaltodextrinase (CDase) is belonging to a class of enzymes that are involved in carbohydrate degradation. It is one of the most important enzymes from the amylase family with highly important industrial applications. Recently, a variant of native CDase has characterized and reported (Accession number: AMB26774). Previous study on this enzyme and three representative mutants including A123V, C127Q and their respective double mutant, A123V/C127Q has shown that applying point mutations on the interface between the subunits has functional and structural consequences. In current work, complete set of experimental study and modelling procedures was performed to elucidate the thermodynamics behavior of the enzyme variants in chemical denaturation experiments using Guanidinium chloride (GdmCl) as chemical denaturant. It was shown that the wild-type protein with the maximum value of ∆G^(H_2 O) is the most stable variant, as compared with mutants. It appears that the replacement of residues at positions 123 and 127 leads to increasing the flexibility of the protein chains and that the feasibility of the GdmCl penetration and interaction with mutants as compared with the WT protein. We concluded that these positions are hot spot points that can be more manipulated to change the structural features of the enzyme toward thermal and chemical stability.

    Keywords: Amylase, Thermal stability, Unfolding, Biothermodynamics
  • Expression of recombinant EIT protein under simulated microgravity conditions
    Maryam Salavatifar, Sheida Kashanpoor, Ali Hatef Salmanian * Pages 372-388
    The pathogenic E. coli O157: H7 is capable of causing a wide range of complications, such as dysentery and hemolytic uremic syndrome. Due to the difficulties in antibiotic treatment, immunization seems to be the most appropriate way to fight this bacterium. Intimin, Tir, and EspA proteins are the three major proteins involved in the binding of the bacterium to the gastrointestinal tract. By inhibiting the binding of these proteins, colonization is limited and disease is inhibited. Selecting the effective portions of these proteins and producing a recombinant chimeric protein by binding them together, researchers have developed a suitable and effective immunogen to prevent the disease. Therefore, achieving high amounts of recombinant protein, along with maintaining its quality and efficiency, is very important. In the present study, due to the increase in the quantitative and qualitative expression of some recombinant proteins under gravity removal conditions, the expression of EIT recombinant proteins under simulated microgravity conditions on a clinostat device was investigated. After optimizing the expression conditions and confirming the recombinant protein using immunological methods, its expression was induced in weightlessness simulator conditions. After purification of the protein by chromatographic column, its amount was measured by standard methods. The results showed that despite the decrease in expression under weightlessness, probably due to lack of proper aeration of the culture medium, recombinant protein was produced with appropriate quality under weightlessness. It is expected that with optimizing the conditions and using aeration methods in weightlessness, the production of recombinant proteins to significantly increases.
    Keywords: E. coli O157: H7 bacteria, Hemolytic uremic syndrome, EIT recombinant protein Simulated microgravity, Clinostat
  • Farkhondeh Rezanejad *, Farzaneh Nasri, Reza Heidari, Zahra Bahmani Pages 389-404
    Regulation of flowering time requires the activity of various genes that are controlled by environmental and internal cues. The FLC gene plays a key role in transition to flowering and suppresses flowering as target gene of vernalization pathway. Vernalization is a natural adaptation to ensure flowering after winter so that flowers and seeds can develop in favorable environmental conditions. In this study, identification and expression of FLC gene was investigated in rocket mustard (Sisymbrium irio). Total RNA was extracted from cotyledon leaves and cDNA was made. Specific primers were designed based on tsequence alignment of FLC homogenous genes and used for RT-PCR reaction. The identified 449 nucleotids fragment was recorded as SiFLC with accession number KT156751 in the NCBI database. Sequencing of the coding region and comparison of its putative protein (with 150 amino acids) and FLC orthologues in other plants showed their high similarity. Expression relative rate using the semi-quantitative method, in vegetative stage in young leaves, mature leaves, stems and roots was between 56-86%, which the highest (about 86%) and the lowest (about 56%) levels were observed in young leaves and stems respectively. In the reproductive stage, a decrease in expression was observed in these organs especially in leaves (about one percent). However, expression level was higher in flower buds and reached about 31%. Decreasing leaf expression in the reproductive phase indicates flowering induction. FLC higher levels in flowers, after transition to flowering, allows the next generation to reregulate its rate and respond to winter during vegetative phase
    Keywords: Flowering Locus C, Flowering, Sequencing, RT-PCR, Sisymbrium irio