یافته های نوین در علوم زیستی

بهینه‌سازی بیان مسیر بیوسنتز فلاونوئید نارینجنین با استفاده از کشت سلولی یارُویا لیپولیتیکا

حبیب اله سمیع زاده لاهیجی

امروزه استفاده از مخمر یارُویا لیپولیتیکا به دلیل برخورداری از ظرفیت تولید بالا، گلیکوزیله شدن در مقادیر کم، برخورداری از نشانگرهای مولکولی و ابزارهای ژنتیکی انحصاری به طور گسترده و برای سرعت بخشیدن به روند تولید ترکیبات گیاهی-دارویی و به عنوان یک میزبان سلولی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. نارینجنین نه تنها به عنوان هسته مرکزی تولید فلاونوئیدهای مختلف از اهمیت زیادی برخوردار است، بلکه در گیاهان و نیز درمان بیماری های مختلف انسان نقش ویژه ای برعهده دارد. به همین منظور و برای تولید بهینه این ترکیب فلاونوئیدی ارزشمند، ژن های مهم و اصلی مسیر بیوسنتز نارینجنین از منابع مختلف گیاهی شناسایی شدند و پس از مقایسه الگوی بیان و به منظور تولید نارینجنین در میزبان موردنظر معرفی شدند. نتایج این تحقیق نشان داد که chs ژن کلیدی و مهم در تولید نارنجنین به شمار می رود و به همین منظور افزایش تعداد نسخه های این ژن در هر سازه ژنی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تجزیه داده های HPLC نشان داد که بهینه سازی شرایط رشد و رفع موانع محدودکننده و نیز افزایش تعداد 5 نسخه ژن chs در هر سازه می تواند 14/7 برابر میزان نارینجنین را افزایش دهد و تولید آن را به 16/90 میلی گرم در لیتر برساند. این بررسی نشان داد که دانش کافی از ژن های درگیر در مسیر بیوسنتزی فراورده موردنظر، طراحی مصنوعی این مسیر و نیز بهره گیری از مخمر Y. lipolytica به عنوان یک میزبان کارآمد و ارزان می تواند در تولید انبوه ترکیبات گیاهی-دارویی نقش به سزایی داشته باشد.

بررسی اثر نانوذرات اکسید روی سنتز شده به روش شیمی سبز با دنا

آزاده محمدقلی

در این مطالعه از نانوذرات اکسید روی سنتزشده با عصاره پودر قهوه که دارای سازگاری با محیط زیست بوده و در انجام فرایند واکنش، هیچگونه مواد سمی و مضری تولید نمی کند، استفاده شده است. تعامل نانوذرات اکسید روی با DNA تیموس گوساله با استفاده از روش های مختلف طیف سنجی مرئی فرابنفش، فلورسانس و تکنیک دورنگ نمایی حلقوی مورد بررسی قرار گرفت. داده های طیف سنجی مرئی فرابنفش نشان داد که با افزایش غلظت نانوذرات اکسید روی، شدت جذب DNA نیز افزایش می یابد و این افزایش در نانوذرات اکسید روی سنتزسبز در دمای اتاق و فیزیولوژیک انجام شد. نشر فلورسانس اتیدیوم بروماید نشان داد که با افزایش نانوذره اکسید روی شدت نشر کاهش می یابد که نشان دهنده ورود نانوذره به ساختار DNA است. همچنین داده های دورنگ نمایی حلقوی نشان داد که اکسید روی سنتزشده باعث تغییر ساختاری در DNA می شود. نانوذره اکسید روی سنتزسبز می تواند به DNA متصل شده و سبب ایجاد تغییر در ساختار DNA شود که می تواند جایگزین نانوذره اکسید روی شیمیایی شود.

بررسی تاثیر توام نانوذره اکسید مس و گیاه یونجه بر پارامترهای رشد ماهی کوی

جینا خیاط زاده

امروزه، ورود نانوذرات به آب های آزاد باعث بروز آثار سمی در آبزیان شده است. نانوذرات اکسید مس یکی از نانوذرات پرکاربرد است، راه یابی این نانوذرات به محیط های آبی جزء مشکلات جدید زیست محیطی به شمار می رود که بررسی اثر آن بر موجودات آب زی ضروری به نظر می رسد. از طرفی گیاه یونجه به دلیل حضور ترکیبات پروتئینی، ویتامین C و فلاونوئیدها اثر ترمیمی و آنتی اکسیدانی دارد. در این مطالعه اثر تغذیه لارو ماهی کوی با بیومار توأم با یونجه 10 درصد و 20 درصد و قرارگرفتن به مدت 14 روز درمعرض نانوذرات اکسید مس با غلظت mg/l 200 در 5 گروه تیمار در مقایسه با گروه شاهد تحت بررسی قرار گرفت. میانگین طول اولیه mm 01/0 ± 4/30 و میانگین وزن اولیه لاروها g 05/0 ± 31/0 و حدود سنی dph20 بود. سرعت رشد اختصاصی، درصد افزایش وزن، افزایش طول، بقا و ضریب تبدیل غذایی برای گروه های مختلف محاسبه شد. نتایج نشان دهنده افزایش معنی دار رشد ماهی های تیمارشده با یونجه 10درصد و 20 درصد در غذای بیومار در مقایسه با گروه کنترل است. به علاوه، گروه دریافت کننده نانوذرات مس نسبت به گروه شاهد رشد کمتری داشته است. گروه هایی که نانوذرات مس و غذای حاوی یونجه را دریافت کرده اند وضعیت رشد بهتری نسبت به گروه دریافت کننده نانوذرات مس داشته اند که این اثر احتمالا می تواند ناشی از اثر آنتی اکسیدانی یونجه و اثر افزاینده رشد این گیاه باشد.

تاثیر کوئرستین بر اختلال حافظه و استرس اکسیداتیو ناشی از مسمومیت با مالاتیون در موشهای صحرائی نر نژاد ویستار

حاتم احمدی

مالاتیون جزو رایج ترین نوع حشره کش های ارگانوفسفره است که استرس اکسیداتیو به عنوان یکی از مکانیسم های ملکولی اصلی در سمّیت این ماده بر اندام های بدن شناخته شده است. کوئرستین یکی از ترکیبات فلاونوئیدی است. هدف مطالعه حاضر بررسی اثر آنتی اکسیدانی کوئرستین بر حافظه فضایی و پارامترهای استرس اکسیداتیو موش های نر نژاد ویستار طی مسمومیت با سم مالاتیون است. این مطالعه بر روی 9 گروه 8‎ تايي موش های صحرایی نر صورت گرفته است. سه روز پس از تزریق درون صفاقی داروهای کوئرستین، مالاتیون و یا تداخل این داروها، دستگاه ماز آبی موریس به منظور سنجش پارامترهای مرتبط با حافظه فضایی استفاده شد. نمونه برداری از هیپوکامپ انجام گردید و پارامترهای استرس اکسیداتیو در این ناحیه سنجش گردید. تزریق درون صفاقی دوزهای mg/kg 200 و 100 مالاتیون به طور معنی داری موجب کاهش پارامترهای حافظه فضایی (01/0 >P ) و نیز القا استرس اکسیداتیو شد (001/0 >P ). تزریق درون صفاقی دوز mg/kg 50 کوئرستین حافظه فضایی در رت های مسموم شده با مالاتیون را بهبود بخشید (05/0 >P ). همچنین پارامترهای استرس اکسیداتیو درگروه های مسموم شده با مالاتیون، با تیمار کوئرستین کاهش معنی داری یافت (01/0 > P). کوئرستین قادر به بازگرداندن عملکرد حافظه فضایی و مقدار پارامترهای استرس اکسیداتیو گروه های تحت تیمار با مالاتیون به سطح طبیعی است.

اثر میدان‌های الکترومغناطیسی بر بیان آلفا-فیتوپروتئین در مایع آمنیوتیک جنین موش

فرهاد مشایخی

مایع آمنیوتیک یک مؤلفه ضروری برای تکوین جنین و بلوغ آن طی بارداری است. در بسیاری از مطالعات غربالگری، میزان پروتئین های مایع آمنیوتیک به عنوان بیومارکر برای ناهنجاری های وابسته به بارداری، تعیین می شود. آلفافیتوپروتئین، پروتئینی مهم در مایع آمنیوتیک و پلاسما است که توسط کیسه زرده و کبد طی دوران جنینی تولید می شود. غلظت آلفافیتوپروتئین در سرم جهت غربالگری سندرم های مختلف بررسی می شود. گزارش شده است که میدان های الکترومغناطیسی بیان ژن را در جنین و بالغین تغییر می دهند. هدف از این پژوهش بررسی اثر میدان الکترومغناطیسی 50 هرتز/1 میلی تسلا بر بیان آلفافیتوپروتئین در مایع آمنیوتیک جنین موش است. نمونه مایع آمنیوتیک از موش های حامله در روزهای بارداری 16 و 18 بدست آمد. بیان نسبی آلفافیتوپروتئین توسط وسترن بلاتینگ مطالعه شد. نتایج افزایش معنی داری در بیان نسبی آلفافیتوپروتئین در نمونه های مایع آمنیوتیک تیمار (EMF) در مقایسه با گروه شم و کنترل نشان داد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که میدان الکترومغناطیسی بیان نسبی آلفافیتوپروتئین را در مایع آمنیوتیک افزایش می دهد. همچنین پیشنهاد می شود که میدان الکترومغناطیسی بیان آلفافیتوپروتئین در مایع آمنیوتیک را با تأثیر بر بیان ژن آلفافیتوپروتئین و یا نفوذپذیری سدهای خونی جفتی، تغییر می دهد.

بررسی هیستولوژیک و بیوشیمیایی اثر عصاره هیدرواتانولی نسترن کوهی بر مسمومیت کلیوی القاشده با جنتامایسین

سیامک یاری

جنتامایسین آنتی بیوتیکی است که به طور وسیعی علیه عفونت های گرم منفی استفاده می شود. اما کاربرد کلینیکی آن به علت مسمومیت کلیوی محدود شده است. استرس اکسیداتیو نقش مهمی در مسمومیت القاشده با جنتامایسین دارد. مطالعات نشان داده است که میوه گیاه نسترن کوهی دارای اثرات آنتی اکسیدانی، ضدجهشی و ضدسرطانی است. هدف از این مطالعه، بررسی تاثیر حمایتی عصاره میوه نسترن کوهی بر مسمومیت کلیوی القا شده با جنتامایسین در رَت ها است. سی سر رَت نژاد ویستار به پنج گروه تقسیم شدند که شامل: گروه اول (گروه کنترل): 1 میلی لیتر نرمال سالین به شکل دهانی، گروه دوم: 100 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن جنتامایسین به صورت درون صفاقی، گروه سوم: 200 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدنی عصاره میوه نسترن کوهی و به دنبال آن 100 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدنی جنتامایسین، گروه چهارم: 400 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدنی عصاره میوه نسترن کوهی و به دنبال آن 100 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن جنتامایسین و گروه پنجم: دریافت 400 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدنی عصاره میوه ی نسترن کوهی به تنهایی و به صورت دهانی. نفروتوکسیسیتی بوسیله میکروسکوپ نوری از لحاظ هیستوپاتولوژیکی بررسی شد و از نظر بیوشیمیایی سطح اوره و کراتینین سرم خون مورد ارزیابی قرار گرفت. وزن نسبی کلیه در گروه تیمار با جنتامایسین نسبت به گروه کنترل، به شکل معنی داری (p<0.05) افزایش یافت، درحالی که افزودن عصاره نسترن کوهی، شاخص وزن نسبی کلیه را به نزدیک سطح کنترل کاهش داد. در حیواناتی که با جنتامایسین تیمار شده بودند، سطح اوره سرمی و کراتینین نسبت به گروه کنترل به شکل معنی داری (p<0.001) افزایش یافت. در صورتی که تیمار همزمان با عصاره نسترن کوهی با دوز بالا (400 میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن) و جنتامایسین، شاخص های بیوشیمیایی نشانگر مسمومیت کلیوی را که شامل اوره و کراتینین بودند را به شکل معنی داری کاهش داد. بررسی هیستومورفولوژیکی، نکروز و غیراپی تلیالی شدن سلول های لوله پیچیده نزدیک واقع در قشر کلیه استازیس گلومرولی و ارتشاح سلول های التهابی به قشر کلیه ها را در نتیجه تیمار با جنتامایسین نشان داد. این درحالی است که تیمار همزمان با عصاره نسترن کوهی و جنتامایسین، تخریب بافتی را کاهش داد. این مطالعه نشان داد که عصاره نسترن کوهی اثر حمایتی بر تخریب کلیوی القاشده با جنتامایسین دارد. لذا، این مکمل به عنوان یک آنتی اکسیدانت تخریب کلیوی ناشی از تیمار با جنتامایسین را کاهش داد.

.

مطالعه جمعیت های شیرماهی در دو حوضه هری رود و دشت‌کویر با روش ریخت سنجی هندسی

سهیل ایگدری

این مطالعه به منظور بررسی تفاوت های ریختی چهار جمعیت گونه شیرماهی در آب های داخلی ایران به اجرا درآمد. بدین منظور، تعداد 81 قطعه شیر ماهی از رودخانه های بیدواز، چشمه علی،کلات و آل نمونه برداری شد. نمونه ها پس از بیهوشی در فرمالین تثبیت بافری و برای ادامه مطالعات به آزمایشگاه منتقل شدند. از سمت چپ سطح جانبی تمام نمونه ها عکس برداری شد. به منظور استخراج داده های حاصل از شکل بدن، تعداد 14 لندمارک با استفاده از عکس های گرفته شده در نرم افزار TpsDig2 تعریف و رقومی سازی شد. ابتدا به منظور حذف اثرات ناشی از اندازه، جهت و موقعیت آنالیز پروکراست (GPA) صورت گرفت، سپس از آنالیزهای PCA، MANOVA/CVA و تحلیل خوشه ای بر اساس آنالیز داده ها استفاده شد. بر اساس نتایج بین جمعیت های مورد مطالعه تفاوت معنی داری از نظر شکل بدن یافت شد. عمده تفاوت های شکل بدنی در جمعیت های مورد مطالعه مربوط موقعیت پوزه، عمق بدن، عمق سر و طول ساقه دمی بود. این تغییرات مشاهده شده احتمالاً در اثر سازگاری با ویژگی های محیطی زیستگاه آن ها حاصل شده است.

بررسی تنوع ژنتیکی سوسمار خاردم ایرانی و پیش بینی توزیع گونه ای در شرایط تغییر اقلیم

فراهم احمدزاده

روش های متفاوتی برای بررسی تاثیرات نوسانات اقلیم بر روی موجودات وجود دارد. از میان آن ها جغرافیای تبارشناختی (Phylogeography) و مدلسازی توزیع گونه ای SDM (Species Distribution Model) مناسب ترین ابزار برای بررسی اثرات تغییر اقلیم در طی زمان بر تغییرات توزیع جغرافیایی گونه ها هستند. در این تحقیق به منظور بررسی تنوع ژنتیکی درون گونه ای سوسمار خاردم ایرانی Saara asmussi هفت نمونه از محدوده پراکنش این گونه در ایران جمع آوری و با استفاده از ژن سیتوکروم b بررسی شد. مدلسازی توزیع این گونه نیز با 41 نقطه حضور و لایه های اقلیمی Bioclime برای شرایط کنونی و آینده (سال 2050) با استفاده از بسته آماری SDM و با هدف بهره گیری از مدل همادی (Ensemble) انجام شد. نتایج آنالیزهای ژنتیکی نشان داد که نمونه بستک در استان هرمزگان از سایر نمونه ها مجزا است. تنوع هاپلوتایپی این گونه 8/0 به دست آمد. شبکه هاپلوتایپی، هاپلوتایپ مرکزی این گونه را در فلات مرکزی ایران نشان داد. همچنین مدل همادی در شرایط اقلیمی حاضر لکه هایی زیستگاهی مطلوب این گونه را در جنوب و فلات مرکزی ایران پیش بینی کرد که در سال 2050 مساحت این لکه ها کاهش و لکه ای با وسعت محدود در بلوچستان به عنوان زیستگاه مطلوب افزوده می شود. به طور کلی مطالعات ژنتیکی و پیش بینی های مدلسازی توزیع گونه ای نشان داد که جدایی نمونه های غربی از جنوب (بستک در هرمزگان) به دلیل ایجاد دو لکه زیستگاهی مجزا در این نواحی بوده است. همچنین براساس طرح های راهنما مدلسازی آینده، زیستگاه مطلوب این گونه در محدوده هاپلوتایپ مرکزی قرار گرفته است.

اثر ریخت شناسی و بیوشیمیایی کمبود فسفات روی ارقام مختلف لوبیای چیتی

مریم نصر اصفهانی

فسفر یکی از عناصر ضروری برای رشد و تولید محصول در گیاهان است. از آنجایی که خاک های کشاورزی ایران غالبا آهکی و محتوی فسفات قابل دسترس در این خاک ها بسیار پایین است، کمبود فسفات به عنوان یک محدودکننده عمده غذایی شناخته شده است و به کارگیری کودهای فسفاته برای تولید محصول مناسب ضروری است. به علاوه، به کارگیری کود فسفاته باعث آلودگی منابع آبی و خاک می شود، بنابراین، باید استراتژی هایی به کار برد که استفاده از کودهای فسفاته کاهش داده شود. شناسایی ژنوتیپ های متحمل تر به کمبود فسفات در خاک، یک استراتژی ارزان قیمت برای ترویج کشاورزی پایدار در خاک های کم حاصلخیز است. در این مطالعه، پاسخ های ریخت شناسی و بیوشیمیایی پنج رقم زراعی لوبیا چیتی (تلاش، محلی خمین، صدری، کوشا و لاین Ks21191) به دو سطح واجد فسفات کافی و کمبود فسفات تحت بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که وزن تر و خشک و طول اندام های هوایی در ارقام لوبیای تحت شرایط کمبود فسفات به میزان قابل ملاحظه ای از میزان آن ها در شاهد پایین تر بود. در حالی که طول ریشه در ارقام تحت کمبود فسفات از شاهد بیش تر بود. در شرایط کمبود فسفات، کم ترین و بیش ترین میزان فسفر کل به ترتیب در رقم محلی خمین و تلاش مشاهده شد. تحت شرایط کمبود فسفات، فعالیت آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز و پراکسیداز در ریشه و کاتالاز در برگ به میزان قابل ملاحظه ای افزایش نشان داد. در مجموع، رقم های محلی خمین و تلاش به ترتیب بیش ترین و کم ترین تحمل به شرایط کمبود فسفات را نشان دادند.

اثر نانو اکسید آهن بر رشد، فیزیولوژی و کالزایی فلفل در شیشه‌

علیرضا ایرانبخش

این پژوهش به منظور بررسی تاثیر نانواکسید آهن (Fe₂O₃) بر رشد، فیزیولوژی و کالزایی گیاه فلفل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در شرایط درون شیشه ای انجام شد. دانه رست ها در محیط کشت MS حاوی غلظت های 0، 1، 10 و 20 mgl^-1 نانواکسید آهن کشت شدند. همچنین، اثر غلظت های مختلف نانوآهن برروی تشکیل کالوس در 2 شرایط مختلف هورمونی شامل0.5 mgl^-1 2,4D+0.5 mgl^-1 BAP و0.5 mgl^-1 BAP+1 mgl^-1 Kin بررسی شد. نتایج نشان داد به کارگیری نانوآهن موجب افزایش معنی دار بیومس در اندام های ریشه، ساقه و برگ گیاه شد. به علاوه، نانوآهن موجب افزایش غلظت رنگیزه های فتوسنتزی (کلروفیلa، کلروفیلb و کارتنوئیدها) شد. تاثیر نانو اکسید آهن بر کالزایی بسته به نوع هورمون های به کارگرفته شده متفاوت بود. غلظت های مختلف نانو اکسیدآهن برروی کالزایی تحت تیمار هورمونی 2,4-D و BAP، اثر تحریکی داشت. درحالی که، حضور نانو آهن در محیط کشت حاوی هورمون های 2,4-D و کاینتین، اثر معنی داری روی القای کالوس نداشت. نتایج این تحقیق دلالت بر این مسئله دارد که بکارگیری نانواکسید آهن در غلظت های مناسب می تواند موجب افزایش راندمان تولید گیاهان به ویژه در شرایط درون شیشه شود.

تبارزایی و تکامل صفات ریخت‌شناسی بخشه‌های آکانتوفاسه و اگاکانتا از سرده گون (تیره باقلائیان) بر اساس توالی‌های هسته‌ای و کلروپلاستی در ایران

شاهرخ کاظم پور اوصالو

روابط تبارزایشی و تکامل صفات ریخت شناسی بخشه های Acanthophace و Aegacantha از سرده Astragalus با استفاده از ترکیب داده های ITS و rpl32-trnL^UAG و انتخاب گونه Astragalus stocksii به عنوان برون گروه بررسی شدند. از دستاوردهای تبارزایشی این مطالعه تک نیا نبودن بخشه Acanthophace در مفهوم کنونی به دلیل جدایی گونه A. ovigerus و ناسازگاری موقعیت این گونه در داده های هسته ای با کلروپلاستی است. بخشه Aegacantha نیز به دلیل موقعیت گونه A. montis-parrowii در فاصله دور از سایر اعضای بخشه و قرارگیری در کنار سایر گون های خاردار، در مفهوم کنونی تک نیا نیست. بازسازی 32 صفت بر روی درخت تبارزایشی ترکیبی بیزین نشان داد که برخی از صفات برای تعیین حدود آرایه شناختی بخشه های Acanthophace و Aegacantha مفید است. تکامل صفاتی مانند وجود فشردگی در پهنک درفش، شکل نیام و داشتن نیام تک حجره به اندازه کافی برای جداسازی گونه A. ovigerus از سایر گونه های خویشاوند خود ارزشمند است. تکامل صفات منطبق با موقعیت تبارزایشی دور گونه A. montis-parrowii از سایر گونه های خویشاوند خود عبارتند از: تعداد گل در گل آذین، وجود دم گل آذین، گلبرگ های کرک دار، شکل ویولونی و وجود فشردگی در پهنک درفش، تمایز ناخنک در قاعده درفش، وجود ناخنک درفش و اختلاف اندازه طول ناو و بال.

تشریح و ریخت‌شناسی زیر‌طایفه‌ آگریمونینه از تیره گل سرخیان در ایران

مرضیه بیگم فقیر

مطالعه حاضر به بررسی ساختار تشریحی برگ، صفات ریخت شناسی گل، میوه و دانه زیرطایفه آگریمونینه از تیره گل سرخیان، شامل دو سرده (Agrimonia وAremonia )، دو گونه (Agrimonia eupatoria و Aremonia agrimonioides) و سه زیر گونه ( A. eupatoria (subsp. eupatoria، A. eupatoria subsp. grandis و A. eupatoria subsp. asiatica) در ایران اختصاص دارد. ابتدا نمونه های گیاهی جمع آوری و سپس شناسایی شدند. برای مطالعه ساختار تشریحی، از برگ های قاعده ای برش های عرضی تهیه و از آن ها توسط میکروسکوپ نوری عکسبرداری شد. سپس صفات تشریحی برگ مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای مطالعه صفات ریخت شناسی گل، میوه و دانه های رسیده به دقت مطالعه و توسط میکروسکوپ دیجیتالی عکسبرداری شدند. برای تعیین روابط بین گونه ها، 57 صفات از کل صفات مورد مطالعه از طریق آنالیز عددی به روش مولفه های اصلی (PCA) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آنالیز حاضر ضمن حمایت از رده بندی فلورا ایرانیکا، بیانگر اهمیت صفات تشریحی برگ، ریخت شناسی گل، میوه و دانه در تفکیک سطوح سرده، گونه و فروگونه ای زیرطایفه آگریمونینه در ایران است.