فهرست مطالب

فصلنامه فیزیولوژی و بیوتکنولوژی آبزیان
سال سیزدهم شماره 2 (تابستان 1404)

  • تاریخ انتشار: 1404/06/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • زهرا امینی خوئی*، اشکان اژدری، المیرا عرفانی فر، سجاد پورمظفر صفحات 1-20

    این پژوهش با هدف استخراج، شناسایی و ارزیابی فعالیت ضدباکتریایی پلی ساکارید ریزجلبک سبز- آبی نمک دوست Cyanothece sp. انجام شد. این ریزجلبک در شرایط آزمایشگاهی کشت داده شد و زی توده آن جمع آوری شد. فرایند استخراج پلی ساکارید با بررسی تاثیر دما (40، 60 و 80 درجه سانتی گراد) و زمان استخراج (60، 120 و 180 دقیقه) بهینه سازی شد. پس از استخراج اولیه، پلی ساکارید خام با استفاده از روش های کروماتوگرافی و ژل فیلتراسیون تخلیص شد. ویژگی های فیزیکوشیمیایی پلی ساکارید استخراج شده شامل همگنی، وزن مولکولی و پروفایل مونوساکاریدی سنجش شد. فعالیت ضدباکتریایی در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از روش انتشار دیسک ارزیابی شد. نتایج این پژوهش نشان داد که بالاترین بازده استخراج پلی ساکارید در دمای 80 درجه سانتی گراد و در مدت زمان 180 دقیقه به دست آمد. پلی ساکارید استخراج شده دارای وزن مولکولی 103 کیلودالتون بود. پروفایل واحدهای مونومری رامنوز، فوکوز، گزایلوز، مانوز، گلوکز، گالاکتوز، اسید گلوکورونیک و اسید گالاکتورونیک به ترتیب با نسبت های مولی 7/1، 8/0، 0/1، 2/3، 1/6، 5/4، 5 و 6 درصد بود. همچنین پلی ساکارید استخراج شده به طور معنی داری رشد باکتری های Escherichia coli و Staphylococcus aureus را مهار کرد (05/0 <p). بر اساس نتایج به دست آمده از این پژوهش پلی ساکارید مشتق شده از ریزجلبک Cyanothece sp. دارای فعالیت ضدباکتریایی مناسبی است و می تواند به عنوان یک ترکیب بالقوه برای کاربردهای دارویی و بهداشتی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: ریزجلبک، Cyanothece Sp، نمک دوست، پلی ساکارید، فعالیت ضدباکتریایی
  • پریچهر سیروس نیا، علی دلجو، حسین غفوری، سجاد صاری خان* صفحات 21-42
    پروتئازها به عنوان یکی از پرکاربردترین آنزیم های صنعتی در شکستن مولکول های پروتئین و تبدیل آن به پپتیدها و آمینواسیدها نقش دارند. سرین پروتئازها که جزو اندوپپتیدازها به حساب می آیند خود به چهار زیرگروه تقسیم می شوند که در میان آنها سرین پروتئازهای قلیایی از نظر صنعتی مهم ترین گروه محسوب می شوند. در این مطالعه، ژن سرین متالوپروتئاز قلیایی از سویه Salinivibrio proteolyticus از دریاچه فوق شور بختگان کلون و بیان نوترکیب شد. نتایج به دست آمده، تولید یک پروتئین منومر با وزن مولکولی حدود 66 کیلودالتون را تایید کرد. نتایج این پژوهش نشانگر عدم تاثیر معنی دار پلاسمیدهای چاپرونی بر روی بیان محلول پروتئاز مورد مطالعه است و حتی در صورت استفاده فرایند تخلیص پروتئین را به دلیل وجود مقادیر بالای پروتئین های چاپرونی در فاز محلول مختل می کند. سنجش فعالیت آنزیم به روش زایموگرافی و همچنین با محلول Folin-Ciocalteu نشان دهنده  فعالیت پروتئازی آن بر روی سوبسترای کازئین بود. با مشاهده اثر مهارکنندگی EDTA با غلظت 1 میلی مولار  به عنوان مهار کننده متالوپروتئازها و اثر کاهندگی فعالیت آنزیم در حضور PMSF با غلظت 1 میلی مولار به عنوان مهار کننده سرین پروتئازها چنین نتیجه گیری می شود که پروتئاز مورد بررسی به دسته سرین متالوپروتئازها تعلق دارد. همچنین، فعالیت پروتئولیتیکی آنزیم بر روی سوبسترای کازئین با غلظت 65/0 درصد، بر اساس نتایج اسپکتروفتومتر و با استفاده از منحنی استاندارد ال-تیروزین به میزان 08/0±65/1 واحد در میلی گرم محاسبه شد. در نهایت باید برای دست یابی به فعالیت ویژه بهینه آنزیم ارزیابی شرایط مختلف واکنش مانند دما و pH بهینه و یون های فلزی مطلوب آن مد نظر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: اندوپپتیداز، زایموگرافی، آنزیم صنعتی
  • علی حسین پور زلتی*، تورج سهرابی لنگرودی، میرحامد سید حسنی، مریم منصف شکری صفحات 43-70

    در این پژوهش، اثر جایگزینی پودر ماهی با پروتئین هیدرولیز شده ماهی بر میزان برخی شاخص های استرس اکسیداتیو و فعالیت آنزیم های گوارشی در بچه فیل ماهی (Huso huso) بررسی شد. به این منظور، به مدت 48 روز، 750 قطعه بچه فیل ماهی با وزن اولیه 5/0±3 گرم در پنج گروه آزمایشی با سه تکرار شامل گروه شاهد (بدون پروتئین هیدرولیز شده)، 3 تیمار با سطوح مختلف جایگزینی پودر ماهی با پروتئین هیدرولیز شده (تیمارهای 1، 2 و 3 به ترتیب 75/2، 5/5 و 25/8 درصد) و تیمار 4 (شاهد مثبت) با جیره تجاری پرورش داده شدند. نتایج مربوط به شاخص های استرس اکسیداتیو نشان داد که بین گروه های آزمایشی در مقدار فعالیت آنزیم های کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز و میزان مالون دی آلدهید اختلاف معنی داری وجود نداشت (05/0 >p). در مورد آنزیم های گوارشی تریپسین، پپسین، آمیلاز و لیپاز نیز هیچ گونه اختلاف آماری معنی داری در هیچ یک از مراحل چهارگانه بررسی فعالیت های آنزیمی (5، 10، 20 و 35 روز پس از ذخیره سازی) و در هیچ کدام از انواع آنزیم های مورد بررسی مشاهده نشد (05/0 >p). به طور کلی، نتایج این مطالعه نشان داد که جایگزینی پودر ماهی با پروتئین هیدرولیزشده ماهی در جیره غذایی بچه فیل ماهی تا سطح 25/8 درصد تاثیر معنی داری بر فعالیت سیستم آنتی اکسیدانی و گوارشی این ماهیان نداشت.

    کلیدواژگان: پروتئین هیدرولیز شده، بچه فیل ماهی، آنزیم گوارشی، آنزیم آنتی اکسیدانی
  • مهسا مویدی، محمد رضایی، عبدالحمید انگجی*، یاسر تهمتنی صفحات 71-94
    ژن pdx1 که با نام فاکتور انسولین 1 هم شناخته می شود کلید اصلی رشد و تکوین پانکراس و همچنین بلوغ سلول های بتا و بقای آنها است. با هدف قرار دادن این ژن، مدل های تراریخت مختلفی در سلول های بنیادی و همچنین مدل های جانوری تولید شده اند که در زمینه پژوهش های بیماری دیابت کاربرد دارند. در این پژوهش، هدف ساخت پلاسمید ژنی بر پایه Tol2 با استفاده از روش کلون سازی مرسوم است که برای ایجاد مدل تراریخت ماهی گورخری Tg(pdx1:GFP) قابل استفاده است. برای نشاندار کردن این ژن نیاز است بخشی از توالی پروموتر آن در بالادست ژن گزارشگر قرار گیرد. از آنجایی که ناحیه تنظیمی ژن pdx1 تعریف نشده است، دو جفت آغازگر را برای تقویت توالی ʹ5 طرفین 2500 و 6600 جفت باز در بالادست کدون شروع ATG در ژن pdx1 ماهی گورخری طراحی شد که به انتهای ʹ5 وʹ3 هر کدام از این آغازگرها توالی آنزیم های محدود کننده انتخاب شده ای (SalI و Sph1) قرار داده شد. بدین منظور بعد از طراحی آغازگرهای مناسب برای دو طول متفاوت از توالی پروموتور ژن pdx1 بیان شونده در مسیر سلول های بتا، این قطعات تکثیر و با استفاده از روش کلون سازی مرسوم، بعد از هضم آنزیمی و با استفاده از واکنش اتصال، در پلاسمید Tol2 حاوی ژن گزارشگر فلورسنت سبز وارد شدند. تایید صحت فرایند کلون سازی با استفاده از کلونی PCR، هضم آنزیمی و توالی یابی انجام شد. نتایج نشان داد که فرایند کلون سازی مرسوم علاوه بر هزینه کم برای کلون کردن قطعات با اندازه های مختلف دارای کارایی مناسب است.
    کلیدواژگان: کلون سازی، هضم آنزیمی، TOL2، سلول های بتا، ماهی گورخری تراریخت
  • هاله رحمانی، جاوید ایما نپور نمین*، مسلم شریفی نیا صفحات 94-135

    به ذرات پلاستیک کوچک تر از 5 میلی متر میکروپلاستیک گفته می شود. آلودگی میکروپلاستیک ها (MPs) یک تهدید جهانی برای اکوسیستم های آبی است. با توجه به این که انواع آلاینده ها از جمله میکروپلاستیک ها از منابع مختلف وارد رودخانه سیاه درویشان (گیلان) می شوند، در مطالعه حاضر، آلودگی میکروپلاستیک در دوکفه ای آنودونت Anodonta cygnea، آب و رسوبات این رودخانه مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های دوکفه ای، رسوب و آب از سه ایستگاه از خرداد تا شهریور ماه 1402 جمع آوری شد. تعداد 65 دوکفه ای نمونه برداری و بررسی شدند. میانگین طول و وزن کل دوکفه ای ها به ترتیب 97/3±90/113 میلی متر و 96/14±78/143 گرم بود. میکروپلاستیک ها در تمام نمونه ها مشاهده و شناسایی شد. میانگین فراوانی میکروپلاستیک در بافت نرم دوکفه ای 88/11±13/34 ذره در هر فرد و 15/0±38/0 ذره در هر گرم بافت نرم، در رسوب 31/296±33/853 ذره در یک کیلوگرم رسوب خشک و در آب 15/0±77/0 ذره در لیتر بود. همبستگی معناداری از نظر مقدار میکروپلاستیک و شکل، بین آب و دوکفه ای، رسوب و دوکفه ای و رسوب و آب وجود نداشت (05/0<P). اما از لحاظ اندازه ذرات، بین آب و دوکفه ای، رسوب و دوکفه ای و رسوب و آب همبستگی مثبت معناداری وجود داشت (05/0 <p). علاوه بر این، هیچ همبستگی بین غلظت میکروپلاستیک ها با وزن کل، وزن بافت نرم و طول پوسته وجود نداشت (05/0<P). شکل غالب میکروپلاستیک ها فیبر و قطعه بود و اغلب به رنگ سیاه بودند. از میان پلیمرهای پلاستیکی که با استفاده از دستگاه ATR-FTIR شناسایی شدند، پلی پروپیلن و پلی اتیلن به ترتیب غالب ترین پلیمرها بودند. میانگین اندازه غالب در بافت نرم دوکفه ای و رسوب در تمام ایستگاه ها 1- 5/0 میلی متر و در آب 2-1 میلی متر بود.

    کلیدواژگان: دوکفه ای Anodonta Cygnea، میکروپلاستیک، رسوب، پلیمر، رودخانه ایران
  • پریا اکبری *، اشکان اژدری صفحات 137-160

    این پژوهش با هدف ارزیابی تاثیر عصاره آبی ترکیبی ماکروجلبک های قهوه ای و باکتری Bacillus subtilis IS0 بر شاخص های همولنف و ایمنی غیراختصاصی میگوی سفید غربی (Litopenaeus vannamei) مورد بررسی قرار گرفت. 2400 قطعه پست لارو با میانگین وزنی 87/0±29 میلی گرم با تراکم 100 قطعه در 8 گروه (با سه تکرار) ذخیره سازی شدند. گروه شاهد از جیره غذایی فاقد عصاره ترکیبی ماکروجلبک (MPE) و پروبیوتیک تک سل (P) و بقیه گروه ها به ترتیب از جیره غذایی حاوی 15 گرم در کیلوگرم MPE، پروبیوتیک 1 درصد (1P)، 2 درصد (2P)، 3 درصد (3P) و ترکیب عصاره ماکروجلبک ها و پروبیوتیک (1P+MPE، 2P+MPE و 3P+MPE) به مدت 60 روز تغذیه شدند. نتایج نشان داد که بیشترین تعداد کل هموسیت در گروه های تغذیه شده با 2P+MPE و 3P+MPE به ترتیب 35/0±36/15 و 36/0±10/15 میلیون در میلی لیتر مشاهده شد که با بقیه گروه های آزمایشی و شاهد اختلاف معنی داری داشتند (05/0>P). استفاده همزمان عصاره و غلظت های مختلف پروبیوتیک تک سل باعث افزایش معنی دار تعداد سلول های گرانولار ، نیمه گرانولار و هیالین نسبت به گروه شاهد و دیگر گروه های آزمایشی شد که بیشترین تعداد این سلول ها در گروه های تغذیه شده با 2P+MPE و 3P+MPE مشاهده شد (05/0>P). بیشترین میزان پروتئین (21/9±47/111 میلی گرم در میلی لیتر) و کمترین میزان گلوکز (91/0±0/9 میلی گرم در دسی لیتر) در گروه تغذیه شده با 2P+MPE مشاهده شد که اختلاف معنی داری را با گروه شاهد و دیگر گروه های آزمایشی نشان داد (05/0>P). نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده همزمان عصاره ترکیبی ماکروجلبک های قهوه ای و پروبیوتیک تک سل 2 درصد، باعث بهبود شاخص های همولنف و سیستم ایمنی ذاتی در میگوی سفید غربی شد.

    کلیدواژگان: عصاره ترکیبی ماکروجلبک، پروبیوتیک تک سل، میگوی سفید غربی، همولنف، ایمنی ذاتی
|
  • Zahra Aminikhoei *, Ashkan Ajdari, Elmira Erfanifar, Sajjad Pourmozaffar Pages 1-20

    This study aimed to extract, characterize and evaluate the antibacterial activity of the polysaccharide derived from the halophilic microalga Cyanothece sp. The strain was cultivated under laboratory conditions, and the resulting biomass was harvested. The polysaccharide extraction process was optimized by investigating the effects of extraction temperature (40, 60 and 80°C) and time (60, 120 and 180 minutes). Following initial extraction, the crude polysaccharide was purified using chromatographic techniques, specifically gel filtration chromatography. Physicochemical characteristics, including homogeneity, molecular weight and monosaccharide composition, were determined. Antibacterial efficacy was assessed in vitro using the disk diffusion method. The results indicated that the optimal extraction yield was achieved at 80°C over a duration of 180 minutes. The purified polysaccharide exhibited a molecular weight of 103kD. The monosaccharide profiling revealed a complex structure comprising rhamnose, fucose, xylose, mannose, glucose, galactose, glucuronic acid and galacturonic acid, present in the following molar ratios: 1.7, 0.8, 1.0, 3.2, 6.1, 4.5, 5.0 and 6.0%, respectively. Also, the extracted polysaccharide significantly inhibited the growth of Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria (P<0.05). Based on these findings, the polysaccharide derived from Cyanothece sp. possesses promising antimicrobial properties and warrants further investigation as a potential candidate for pharmaceutical and nutraceutical applications.

    Keywords: Microalga, Cyanothece Sp, Halophilic, Polysaccharide, Antibacterial Activity
  • Parichehr Sirousnia, Ali Deljou, Hossein Ghafoori, Sajjad Sarikhan * Pages 21-42
    Proteases, as one of the most widely used industrial enzymes, play a role in breaking protein molecules and converting them into peptides and amino acids. Serine proteases, which are considered as endopeptidases, are divided into four subgroups, among which alkaline serine proteases are considered the most important group from an industrial point of view. In this study, serine alkaline metalloprotease gene from Salinivibrio proteolyticus from Bakhtegan hyper saline lake was cloned and recombinantly expressed. The obtained results confirmed the production of a monomeric protein with a molecular weight of about 66kDa. The results of this research indicate that chaperone plasmids do not have a significant effect on the soluble expression of the studied protease, and even if used, it disrupts the protein purification process due to the presence of high amounts of chaperone proteins in the soluble phase. Enzyme activity measurement by zymography method and also with Folin-Ciocalteu reagent showed its protease activity on casein substrate. By observing the inhibitory effect of EDTA with a concentration of 1mM as an inhibitor of metalloproteases and the effect of reducing the enzyme activity in the presence of PMSF with a concentration of 1mM as an inhibitor of serine proteases, it is concluded that the investigated protease belongs to the category of serine metalloproteases. Also, the proteolytic activity of the enzyme on the casein substrate with a concentration of 0.65% was calculated as 1.65±0.08U/mg based on the spectrophotometer results and using the L-tyrosine standard curve. Finally, in order to achieve the optimal specific activity of the enzyme, the evaluation of different reaction conditions such as optimal temperature and pH and its desired metal ions should be considered.
    Keywords: Endopeptidase, Zymography, Industrial Enzyme
  • Ali Hosseinpour Zelaty *, Tooraj Sohrabi Langaroudi, Mirhamed Sayyed Hassani, Maryam Monsef Shokri Pages 43-70

    In this study, the effect of replacing fish meal with hydrolyzed fish protein was investigated on the levels of selected oxidative stress indicators and the activity of digestive enzymes in juvenile beluga (Huso huso). For this purpose, 750 juvenile belugas with an initial weight of 3±0.5g were reared in five experimental groups with three replicates, for 48 days. The groups included a control group (without hydrolyzed protein), three treatments with different replacement levels of fish meal with hydrolyzed fish protein (treatments 1, 2 and 3 containing 2.75, 5.5 and 8.25%, respectively), and treatment 4 (positive control) with commercial diet. The results for oxidative stress indicators showed no significant differences in the activities of catalase and superoxide dismutase and in the malondialdehyde levels among the experimental groups (P>0.05). For digestive enzymes trypsin, pepsin, amylase and lipase, no significant statistical differences were observed in any of the four stages (5, 10, 20 and 35 days after stocking) of enzyme activity assessment or in any of the types of studied enzymes (P>0.05). Overall, the results of this study showed that replacing fishmeal with hydrolyzed fish protein up to 8.25% in the diet of beluga juveniles has no significant effect on the activities of the antioxidant and digestive systems of these fish.

    Keywords: Protein Hydrolysate, Beluga Juvenile, Digestive Enzyme, Antioxidant Enzyme
  • Mahsa Moayedi, Mohammad Rezaei, Abdolhamid Angaji *, Yaser Tahamtani Pages 71-94
    The pdx1 gene, which is also known as insulin factor 1, is the main key to the growth and development of the pancreas, as well as the maturation of beta cells and their survival. By targeting this gene, various transgenic models have been produced in stem cells as well as animal models that are used in the field of diabetes research. In this research, the aim is to make gene plasmids based on Tol2 using conventional cloning method, which can be used to create Tg(pdx1:GFP) zebrafish transgenic model. In order to label this gene, a part of its promoter sequence needs to be placed upstream of the reporter gene. Since the regulatory region of the pdx1 gene has not been defined, two pairs of primers were designed to amplify the 5' sequence of 2500 and 6600 base pairs upstream of the ATG start codon in the zebrafish pdx1 gene, and to the 5' and 3' ends of each of these primers, the sequence of restriction enzymes (SalI, Sph1) was placed. For this purpose, after designing suitable primers for two different lengths of the promoter sequence of the pdx1 gene expressed in beta cells, these fragments were amplified and inserted in the Tol2 plasmid containing the green fluorescent reporter gene using the conventional cloning method including enzymatic digestion and the ligation reaction. Confirmation of the correctness of the cloning process was done using colony PCR, enzymatic digestion and sequencing. The results showed that the conventional cloning process, in addition to the low cost, has good efficiency for cloning of fragments, with different sizes.
    Keywords: Cloning, Enzymatic Digestion, TOL2, Beta Cells, Transgenic Zebrafish
  • Haleh Rahmani, Javid Imanpour Namin *, Moslem Sharifinia Pages 94-135

    Microplastic particles smaller than 5mm are referred to as microplastics (MPs). Microplastic pollution is a widespread global threat to aquatic ecosystems. Considering that various sources of pollutants, including microplastics, enter the Siyahdarvishan River, in present study, the level of microplastic pollution in the bivalve Anodonta cygnea, water and sediments of the Siyahdarvishan River (Guilan) was studied. Samples of bivalves, sediments, and water were collected from three stations from June to September 2023. A total of 65 bivalve specimens were sampled and analyzed. The mean length and total weight of the sampled bivalves were 113.90±3.97mm and 143.78±14.96g, respectively. Microplastics were observed and identified in all samples. The average abundance of microplastics in bivalve tissue was 34.13±11.88 particles per individual and 0.38±0.15 particles per gram of soft tissue, 853.33±296.31 particles per kilogram of dry weight in sediment and 0.77±0.15 particles per liter in water. There was no significant correlation in terms of the amount of microplastics and shape, between water and bivalves, sediment and bivalves, and sediment and water (P<0.05). But a significant positive correlation was observed in terms of particle size between water and bivalves, sediment and bivalves, and sediment and water (P<0.05). Additionally, there was no correlation between microplastic concentration and the total weight, soft tissue weight or shell length (P<0.05). The predominant shapes of microplastics were fibers and fragments, and mainly black in color. Among the plastic polymers identified by the ATR-FTIR device, polypropylene (PP) and polyethylene (PE) were the most common polymers. The average size of particles in bivalve soft tissue and sediment across all stations was 0.5-1mm and 1-2mm in water.

    Keywords: Bivalve Anodonta Cygnea, Microplastic, Sediment, Polymere, Iran River
  • Paria Akbary *, Ashkan Ajdari Pages 137-160

    This study was conducted to evaluate the effect of the aqueous extract combination of brown macroalgae and the bacterium Bacillus subtilis IS0 on the hemolymph indices and non-specific immunity of the white shrimp (Litopenaeus vannamei). A total of 2400 post-larvae with an average weight of 29±0.87mg were stocked at a density of 100 individuals in 8 groups (with three replicates). The control group received a diet without the combined macroalgae extract (MPE) and single cell probiotic (P), while the other groups were fed diets containing 15g/kg MPE, 1% (P1), 2% (P2) and 3% (P3) probiotics and combinations of the macroalgae extract with the probiotic (P1+MPE, P2+MPE and P3+MPE) for a period of 60 days. The results showed that the highest total hemocyte count was observed in the groups fed with P2+MPE and P3+MPE, at 15.36±0.35 and 15.10±0.36 ×106/mL), respectively, which were significantly different from the other experimental groups and control (P<0.05). The simultaneous use of an aqueous extract of macroalgae with different concentrations of single-cell probiotics significantly increased the number of granular, semi-granular and hyaline cells compared to the control group and other experimental groups. The highest counts of these cells were found in the groups fed with P2+MPE and P3+MPE, showing a significant difference from the other experimental groups (P<0.05). The highest protein level (111.47±9.21mg/mL) and the lowest glucose level (9.0±0.91mg/dL) were observed in the group fed P2+MPE, showing a significant difference compared to the control and other experimental groups (P<0.05). The results of this study demonstrated that the simultaneous use of the combined extract of brown macroalgae and 2% single-cell probiotic improved hemolymph indices and innate immune system in white shrimp.

    Keywords: Macroalgae Combined Extract, Single-Cell Probiotic, Litopenaeus Vannamei, Hemolymph, Innate Immunity