به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « secondary metabolite » در نشریات گروه « بیوتکنولوژی و ژنتیک گیاهی »

تکرار جستجوی کلیدواژه «secondary metabolite» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • مریم ساجدمرنی، سهیلا طالش ساسانی، شهره آریائی نژاد، اکرم صادقی*
    گیاهان با ترکیبات خاص در ترشحات ریشه خود می توانند جامعه میکروبی خاصی را در ریزوسفر تقویت کنند و از اجتماع جامعه میکروبی مضر برای خود جلوگیری کنند. ریزوسفر منطقه ای پویا اطراف ریشه گیاه است که توسط برهمکنش بین گیاه و میکروارگانیسم ها اداره می شود. ترشحات ریشه گیاه می تواند تحت تاثیر گونه گیاه، مراحل رشد گیاه و شرایط تنش قرار گیرد و متفاوت باشد؛ بنابراین هر سویه میکروبی می تواند بیان ژن های خود را در هر مرحله از رشد گیاه تنظیم کند. میکروب ها منبع ناشناخته و عظیمی از متابولیت های ثانویه هستند که نقش بسیار مهمی در عرصه درمانی و دیگر صنایع دارند. مطالعه مروری حاضر بر روی عوامل القا کننده تولید متابولیت های ثانویه جدید از میکروب های ریزوسفری تمرکز دارد. هر سویه میکروبی پتانسیل تولید چندین ترکیب را دارد اما با توجه به این که تولید متایولیت های ثانویه برای سلول بسیار هزینه بر است، سنتز آن ها توسط سلول بسیار کنترل شده است. مطالعات نشان داده که تغییر شرایط رشد میکروب ها، مانند: دما، شوری، کشت توام (باکتری-باکتری، قارچ-قارچ، باکتری-قارچ)، تغییر غلظت اکسیژن، سرعت هوادهی، افزودن عناصر خاکی و یون های فلزی کمیاب، تابش نور و همچنین روش های مهندسی ژنتیک مانند: قرار دادن پروموتر های قوی القایی، مهندسی ریبوزوم، بازآرایی کروماتین و بیان بیش از حد ژن های تنظیم کننده خاص مسیر و مولکول های کوچک و محرک شیمیایی می تواند به کشف ترکیبات جدید کمک کند. در این مطالعه موارد فوق به تفضیل تشریح شده است.
    کلید واژگان: القا, ترشحات ریشه گیاه, میکروب های ریزوسفری, متابولیت های ثانویه}
    Maryam Sajedmarani, Soheila Talesh Sasani, Shohreh Ariaeenejad, Akram Sadeghi *
    Plants with special compounds in their root exudates can strengthen a specific microbial community in the rhizosphere and prevent harmful microbial community from forming. The rhizosphere is a dynamic region around the plant root that is governed by the interaction between the plant and microorganisms. Plant root secretions can be influenced by plant species, plant growth stages and stress conditions and can be different; therefore, each microbial strain can regulate the expression of its genes at each stage of plant growth. Microbes are an unknown and huge source of secondary metabolites that play a very important role in the field of medicine and other industries. The present review focuses on factors inducing the production of new secondary metabolites from rhizosphere microbes. Each microbial strain has the potential to produce several compounds, but considering that the production of secondary metabolites is very costly for the cell, their synthesis is highly controlled by the cell. Studies have shown that changing the growth conditions of microbes, such as: temperature, salinity, co-cultivation (bacteria-bacteria, fungi-fungi, bacteria-fungi), change in oxygen concentration, aeration speed, addition of soil elements and rare metal ions, light radiation and also genetic engineering methods such as: insertion of strong inducible promoters, ribosome engineering, chromatin rearrangement, overexpression of pathway-specific regulatory genes and small molecules and chemical stimuli can help to discover new compounds. In this study, the above cases are explained in detail.
    Keywords: Induction, Plant Root Secretions, Rhizosphere Microbes, Secondary Metabolite}
  • ابراهیم دورانی*، ام البنین هنرمند، مصطفی ولی زاده
    کشت ریشه های مویین گیاهان به خاطر پایداری ژنتیکی و سرعت رشد بالا و توانایی تولید متابولیتها در مقیاس قابل توجه، در حال تبدیل شدن به یک روش درون شیشه ای ارزشمندی برای تولید متابولیتهای دارویی می باشد. آلیزارین یک آنتراکینون حاصل از ریشه روناس می باشد که از زمانهای قدیم به عنوان رنگ گیاهی استفاده می شود و فعالیتهای دارویی مختلفی را از قبیل ضد سزطانی و ضد اکسید کنندگی را نشان می دهد. اثر دو عامل ریزنمونه (برگ، میانگره و کوتیلدون) و سویه باکتری (15834, 2656, MSU, R1000) در القای ریشه مویین روناس مورد مطالعه قرار گرفت. ازبین ریزنمونه های مختلف، همه ریزنمونه ها با درصد قابل قبولی ریشه مویین تولید کردند ولی از لحاظ تعداد ریشه تولید شده، برگ و کوتیلدون به ترتیب بهتر بودند. بیشترین درصد ریشه زایی (100 %) و تعداد ریشه تولید شده به ازای ریزنمونه را سویه های R1000 و 15834 داشتند. تجزیه داده های PCR حضور یک قطعه د403 نوکلوتیدی حاصل از تکثیر اختصاصی ژن rol A را از نمونه DNA ریشه های تراریخته را در ژل آگارز نشان داد. تولید آنتراکینون در ریشه های تراریخته به اثبات رسید ولی میزان تولید آن بسته به سویه متفاوت بود. به طور خلاصه نتایج این آزمایش نشان داد که بکارگیری سویه باکتری و ریزنمونه مناسب برای تولید ریشه مویین عوامل موثر ی می باشند.
    کلید واژگان: آلیزارین, آنتراکینون, روناس, متابولیت ثانویه}
    Ebrahim Dorani *, Ommolbanin Honarmand, Mostafa Valizadeh
    Hairy root culture of plants is a considerable way for the in vitro production of valuable metabolites because of genetic stability, rapid growth rate, biochemical stability, and high capacity in the synthesis of secondary metabolites. Alizarin is an anthraquinone derived from the roots of madder (Rubia tinctorum) and has been used since ancient times as a natural red dye and exhibits various pharmacological and biological activities including anticancer, antioxidant, and anti-microbial activity. The influence of two factors including explant (leaf, internode, cotyledon) and strains of A. rhizogenes (15834, 2656, MSU, R1000) was tested on hairy root production of madder. All explants produced hairy roots with acceptable frequencies but leaf explants produced the highest number of roots per explant followed by cotyledons. The highest root induction rate (100%) and the highest number of hairy roots per explant were obtained from leaf explants inoculated with 15834 and R 1000. Analysis of the PCR products showed the presence of a 403 bp amplicon related to the specific reproduction of rolA gene in transgenic roots. Anthraquinone production was documented in transgenic roots but there was a significant difference between roots from different bacterial strains. As a brief result, the use of suitable bacterial strains and explants were effective factors for hairy root induction in madder.
    Keywords: Alizarin, anthraquinone, madder, secondary metabolite}
  • فروغ جودکی، احمد اسماعیلی*، سید سجاد سهرابی، سیده زهرا حسینی، هادی احمدی

    بلوط گال زا (Quercus infectoria) یکی از گونه های کمیاب با خواص دارویی  کاربردی از خانواده بلوط است. مطالعات مختلف وجود متابولیت‎های ثانویه متعدد با خواص درمانی را در این درخت تایید کرده اند. با وجود اهمیت این گیاه، ساختار ژنتیکی آن مبهم باقی مانده است. بنابراین شناخت ساختار ژنتیکی این گیاه می تواند بینش ارزشمندی در مورد کاربردهای بالقوه آن در صنایع مختلف ارائه دهد. ریز RNAها یکی از مهم ترین عناصر ژنتیکی هستند که در بیوسنتز متابولیت های مهم در گونه های مختلف گیاهی نقش موثری دارند. علی رغم نقش مهم ریز RNAها در گیاهان، تا به امروز هیچ عضوی از این عناصر تنظیمی کوچک در Q. infectoria گزارش نشده است. بنابراین، در مطالعه حاضر، پس از توالی یابی و سرهم بندی نوپدید پروفایل بیانی Q. infectoria، اقدام به شناسایی ریز RNAهای محافظت شده گردید. بدین منظور از برگ و ریشه درختان بلوط گال زا در منطقه شینه قلایی و نهال های دوساله در خرم آباد نمونه برداری شد. برای استخراج RNA کل از روش Djami-Tchatchou استفاده شد. پس از توالی یابی RNA با استفاده از پلتفرم Illumina HiSeq 2500 و کیفیت سنجی خوانش های ایجاد شده، توالی آداپتورها حذف و خوانش های با کیفیت بالا با استفاده از بسته نرم افزاری Trinity سرهم بندی شدند. برای شناسایی ریز RNAها و ژن های هدفشان، تمام توالی های ریز RNA گیاهی از پایگاه داده miRbase دانلود شدند. الگوریتم BLASTn برای شناسایی بالاترین شباهت بین یونی ژن ها و ریز RNAهای بالغ گیاهی مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر این، BLASTx برای جستجوی پایگاه داده پروتئین های غیر تکراری برای حذف یونی ژن های کدکننده پروتئین استفاده شد. بررسی پیش بینی ساختار دوم ریز RNA شامل ارزیابی شباهت بین ژن های بالقوه و توالی های ریز RNA بالغ با استفاده از ابزارتحت وب mfold صورت گرفت. شناسایی ژن های هدف ریز RNA و هستی شناسی ژن به ترتیب با استفاده از ابزار تحت وب psRNAtarget و نرم افزار OmicsBox انجام شد. پس از پالایش دقیق و سختگیرانه، چهار ریز RNA متعلق به خانواده های ریز RNAهای حفاظت شده، از جمله qin-miR156، qin-miR399، qin-miR160 و qin-miR172 شناسایی شدند. تجزیه و تحلیل مسیر KEGG نشان داد که ژن های هدف در مسیر چرخه سیترات نقش دارند. بررسی ژن های هدف ریز RNAها در Q. infectoria و تجزیه و تحلیل شبکه برهم کنشی آن ها، در نهایت به شناسایی سه ژن هاب منجر شد. ژن های هدف ریز RNAهای شناسایی شده با بیوسنتز گروه های آنزیمی مختلف مرتبط بودند، که نشان می دهد اکثر ریز RNAها هیدرولازها، ترانسفرازها و اکسیدوردوکتازها را تنظیم می کنند. با توجه به نقش ریز RNAها در تنظیم بیان عوامل رونویسی و تاثیر آن ها بر ژن های دخیل در بیوسنتز متابولیت های ثانویه، می توان از پتانسیل چنین عناصر تنظیمی به عنوان راهنما و کلید در برنامه های بهنژادی بلوط گال زا بهره برد.

    کلید واژگان: بلوط گال زا, تانن, متابولیت های ثانویه, Mirbase}
    Forough Joudaki, Ahmad Ismaili*, Seyed Sajad Sohrabi, Seyedeh Zahra Hosseini, Hadi Ahmadi

    Gall oak (Quercus infectoria) is one of the extraordinary tree species with functional medicinal properties within the oak family. Various studies have confirmed the presence of numerous secondary metabolites with therapeutic properties in this plant. Despite the significance of gall oak, its genetic structure remains elusive. Therefore, unraveling the genetic structure of gall ok may provide valuable insights into its potential applications across diverse industries. MicroRNAs emerge as pivotal genetic elements implicated in the biosynthesis of crucial metabolites across a wide range of different plant species. Despite the significant role of miRNAs in plants, as of yet, no miRNAs have been reported in Q. infectoria.. Therefore, in the present study, after assembling the transcriptome of Q. infectoria, the conserved microRNAs were identified.  Leaf and root samples of Q. infectoria were collected from trees in the Shineh region, and 2-year-old seedlings were grown from mature oaks in Khorramabad (Lorestan Province, Iran). Total RNA was extracted from roots and leaves using the Djami-Tchatchou method. After sequencing by the Illumina HiSeq 2500 platform and checking the quality of all the generated reads, the adapter sequences were removed, and the high-quality reads were assembled using Trinity package. To identify miRNAs and their target genes, all plant miRNAs sequences were downloaded from the miRbase database. The BLASTn algorithm was employed to identify the highest similarity between unigenes and mature plant miRNAs. Furthermore, BLASTx was used to search against the non-redundant proteins (NR) database to remove protein-coding unigenes. The investigation of miRNA second-structure prediction involved assessing the similarity between potential unigenes and mature miRNA sequences using the mfold web tool. Identification of miRNA target genes and gene ontology (GO) was performed using the psRNAtarget web-tool and OmicsBox software, respectively. Following a range of strict filtering criteria, four miRNAs belonging to conserved miRNAs families were identified, including qin-miR156, qin-miR399, qin-miR160, and qin-miR172. KEGG pathway analysis showed the target genes were involved in the citrate cycle pathway. Examining miRNA target genes in Q. infectoria and analyzing their interaction network, finally led to the identification of three hub genes. Identified miRNA target genes were associated with the biosynthesis of various enzyme groups, suggesting that most of miRNAs regulating hydrolases, transferases, and oxidoreductases. Given the role of microRNAs in regulating transcription factors and their impact on genes involved in secondary metabolite biosynthesis, future breeding programs in Q. infectoria may benefit from the potential of such regulatory elements as a guide and key.

    Keywords: Gall Oak, Tannin, Secondary Metabolite, Mirbase}
  • سیمین گلکاری، شهرام پورسیدی*، علی کاظمی، مهدی منصوری
    هدف

    رزمارینیک اسید یک ترکیب ضد سرطانی، ضد آلرژی و ضد میکروبی است که به عنوان متابولیت ثانویه در بسیاری از گیاهان خانواده نعناع از جمله بادرنجبوبه وجود دارد. کاربرد نانوذرات به عنوان یک الیسیتور جدید برای بیوسنتز متابولیت های ثانویه نشان می دهد که نانوذرات می توانند این ترکیبات را در گیاهان با تحریک بیان ژن های مسیر بیوسنتز تحت تاثیر قرار دهند. این پژوهش با هدف بررسی اثر نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی در مقایسه با همتای محلول آن انجام شد.

    مواد و روش ها

    محلول پاشی غلظت های مختلف (5، 10، 25 و 50 میلی گرم بر لیتر آهن) فریک کلرید و نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی روی برگ های گیاه انجام شد. سطوح بیان ژن های TAT، HPPR و RAS با استفاده از qRT-PCR بررسی شد، و نمونه های تیمار شده و تیمار نشده مورد مقایسه قرار گرفتند.

    نتایج

    این مطالعه اثرات مثبت فریک کلرید و نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی را بر بیان ژن های دخیل در مسیر بیوسنتز رزمارینیک اسید نشان داد. بیشترین میزان بیان ژن های TAT، HPPR و RAS در گیاهان تیمار شده با نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی در غلظت 25 میلی گرم بر لیتر مشاهده شد، و بیان ژن ها با افزایش غلظت به 50 میلی گرم بر لیتر کاهش یافت، با این حال، میزان بیان همچنان در مقایسه با گیاه شاهد بیشتر بود.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان داد که قرار گرفتن گیاهان در معرض فریک کلرید و نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی منجر به افزایش بیان ژن های مورد مطالعه در مقایسه با گیاهان شاهد می شود. اما، کاربرد ذرات آهن در مقیاس نانو تاثیر بیشتری نسبت به فریک کلرید بر سطوح بیان داشت. افزایش بیان ژن های دخیل در مسیر بیوسنتز رزمارینیک اسید از طریق تیمار با نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی فرصتی برای سنتز و تجمع رزمارینیک اسید فراهم می کند. بنابراین، ما امیدواریم بتوانیم با استفاده از این نانوذرات تولید رزمارینیک اسید در بادرنجبویه را افزایش دهیم.

    کلید واژگان: بیان ژن, بادرنجبویه, گیاه دارویی, متابولیت ثانویه, QRT-PCR}
    Simin Golkari, Shahram Pourseyedi *, Ali Kazemipour, Mehdi Mansouri
    Objective

    Rosmarinic acid (RA), an anticancer, antiallergic, and antimicrobial agent, is a secondary metabolite in many plants of the family Lamiaceae including M. officinalis L. The application of nanoparticles (NPs) as a novel elicitor for the biosynthesis of bioactive compounds shown that the NPs could affect the secondary metabolites in plants by eliciting the expression of biosynthetic pathway genes. The present paper aimed to assess the effect of Magnetic Iron Oxide Nanoparticles (MIONPs) in comparison with their dissolved counterpart.

    Materials and methods

    Foliar application of different concentrations: including 5, 10, 25, and 50 mg/L Fe of ferric chloride and MIONPs on the plant leaves was performed. The relative mRNA levels of TAT, RAS, and HPPR were evaluated with quantitative real-time PCR (qRT-PCR) and compared between treated and untreated samples.

    Results

    This study showed the positive effects of ferric chloride and MIONPs on the expression of genes involved in the biosynthesis pathway of RA. The highest expression level of TAT, HPPR, and RAS genes was observed in plants treated with MIONPs at the concentration of 25 mg/L and the expression of genes decreased as the concentration increased to 50 mg/L. However, the genes expression was still higher compared to the control plant.

    Conclusions

    The results showed that the exposure of plants to ferric chloride and magnetic iron oxide nanoparticles led to an increase in the expression of the genes under study compared to control samples. However, the application of nano-scale iron particles had more effect than ferric chloride on the expression levels. An increase in the expression of genes involved in the biosynthesis pathway of RA through treatment with MIONPs provides an opportunity for induction of synthesis and accumulation of RA. Therefore, we hope to be able to enhance the production of RA in M. officinalis L. by using these NPs.

    Keywords: Gene expression, lemon balm, Medicinal plant, Secondary metabolite, QRT-PCR}
  • فاطمه داوری شلمزاری، لیلا نژاد صادقی*، خسرو مهدی خانلو، کینگ یان شو
    هدف

    از دیرباز تاکنون، گیاهان دارویی به عنوان منبعی غنی از اسانس ها شناخته شده و به جهت مصارف گوناگون کشت و توسعه یافته اند. مرزه سفید (Satureja mutica fisch & CA mey) یکی از گیاهان دارویی از خانواده نعناع است که اسانس آن حاوی مقدار زیادی کارواکرول است. حجم وسیعی از مطالعات نشان داده است که تنش های غیرزنده، به ویژه تنش خشکی، می تواند به طور قابل توجهی تولید اسانس در گیاهان را افزایش دهد. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر تنش خشکی بر بیان ژن های موثر بر بیوسنتز جزء اصلی اسانس مرزه سفید، کارواکرول، بود.

    مواد و روش ها: 

    برای این منظور، تعداد 20 گیاهچه مرزه سفید در گلدان در مرحله 8-6 برگی در دو شرایط شاهد و تنش خشکی (10 گلدان برای هر شرایط) با رژیم های آبیاری به ترتیب با 100 درصد و 30 درصد ظرفیت مزرعه مورداستفاده قرار گرفتند. به منظور اطمینان از اعمال تنش بر روی گیاهان و هم چنین تعیین زمان مناسب برای نمونه برداری، پرولین برگ و میزان آب نسبی گیاهان اندازه گیری شد.

    نتایج

    نتایج هر دو آزمون پرولین و محتوای نسبی آب تفاوت آماری معنی داری را بین شرایط کنترل و تنش در مرزه سفید در 30 درصد ظرفیت مزرعه نشان داد. پایگاه داده (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)KEGG  برای به دست آوردن اطلاعات در مورد مسیر بیوسنتز کارواکرول استفاده شد. سه ژن کلیدی ژرانیل دی فسفات سنتاز (gpps)، ترپن سنتاز (tps)، و لیمونن هیدروکسیلاز (lh) برای تجزیه و تحلیل بیان ژن انتخاب شدند. به دلیل عدم وجود اطلاعات ژنومی در مرزه سفید، از اطلاعات توالی ژن ها در نزدیک ترین جنس در خانواده نعناع برای طراحی پرایمرها استفاده شد. نتیجه تجزیه و تحلیل منحنی ذوب در روش PCR کمی (qPCR) در زمان واقعی، صحت طراحی پرایمر را تایید کرد. نتایج qPCR نشان داد که بیان ژن های gpps، tps و lh در گیاهان تحت تنش به ترتیب 20، 18، 50 برابر نسبت به شاهد افزایش یافت. داده های خام qPCR با ژن خانه دار  اکتین (Actin) نرمال شد.

    نتیجه گیری:

     نتایج این پژوهش نشان می دهد که تنش آبی منجر به فرآیند پاسخ گیاه به تنش شده و بیان ژن های دخیل در مسیر بیوسنتز ماده فعال کارواکرول را تغییر می دهد.

    کلید واژگان: متابولیت های ثانویه, پاسخ مولکولی گیاهان, پرولین, نعناعیان, واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی}
    Fatemeh Davari Shalamzari, Leila Nejadsadeghi *, Khosro Mehdi Khanlou, Qing-Yan Shu
    Objective

    Medicinal plants have long been recognized as a rich source of essential oils and have been cultivated for a variety of uses since ancient times. White savory (Satureja mutica fisch & CA mey) is one of the medicinal plants belonging to the mint family with high content of carvacrol in its essential oil. A large body of literature has suggested that abiotic stresses, especially drought stress, could considerably boost the production of essential oils in plants. The aim of this study was to evaluate the effect of drought stress on the expression of genes affecting the biosynthesis of the main component of white savory essential oil carvacrol.

    Materials and methods

    For this goal, a number of 20 pot-planted seedlings of white savory at the 6-8 leaf stage were subjected in a greenhouse to two conditions of control and drought stress (10 pots for each condition) with irrigation regimes of 100% and 30% of field capacity, respectively. In order to ensure the implementation of stress on plants and to determine the appropriate time for sampling, leaf proline and relative water content of plants were measured.

    Results

    The results of both proline and relative water content tests revealed a significant statistical difference between the control and stress conditions in white savory at 30% of field capacity. The KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) database was used to obtain information on carvacrol biosynthesis pathway. The three key genes geranyl diphosphate synthase (gpps), terpene synthase (tps), and limonene hydroxylase (lh) were chosen for gene expression analysis. Due to the lack of genomic information on white savory, the sequence information of the genes in the closest genera within the family mint was used to design primers. The result of melting curve analysis from the real-time quantitative PCR (qPCR) assay confirmed the accuracy of the primer design. The raw qPCR data normalized to the housekeeping gene Actin, then differential expression analysis was preformed using the delta delta Ct method. qPCR result showed that expression of the genes gpps, tps, and lh were increased in stressed plants proximately 20, 18, 50 times, compared to those in control, respectively. 

    Conclusions

    The conclusion that must be drawn from the data available is that water stress leads to the process of plant response to stress and changes the expression of genes involved in the biosynthesis pathway of the active substance carvacrol.

    Keywords: Secondary metabolite, Plant molecular response, Prolin, Lamiaceae, Real time-PCR}
  • محمدعلی اعظمی*، الهام رحمانی، محمدباقر حسن پوراقدم

    خارمریم یا ماریتیغال با نام علمی Silybum marianum L. عضوی از خانواده کاسنی (Asteraceae) است. گیاهی یک یا دو ساله که در تمام مناطق شمالی، غرب و جنوب ایران می روید. میوه این گیاه حاوی ترکیبی فلاونوییدی به نام سیلی مارین است. این تحقیق به منظور بهینه سازی شرایط کشت ریشه های مویین و بررسی تاثیر عوامل مختلف (سن و نوع ریزنمونه و نوع سویه باکتری) بر القا و رشد ریشه های مویین توسط آگروباکتریوم رایزوژنز در گیاه ماریتیغال صورت گرفت. برای این منظور، ابتدا بذور گیاه ماریتیغال بر روی محیط MS جامد کشت شده و در اتاقک رشد نگهداری شدند. پس از جوانه زنی بذور و رشد گیاهچه ها، ریزنمونه هایی از برگ، هیپوکوتیل و ریشه در سنین مختلف  5، 10 و 15 روزه انتخاب شدند و با سویه های مختلف باکتری آگروباکتریوم رایزوژنز (R1000 و ATCC15834) تلقیح شدند. روش تلقیح و بهینه سازی محیط کشت و تاثیر غلظت های مختلف ساکارز بر ایجاد ریشه های مویین بررسی گردید. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که ریز نمونه هیپوکوتیل 5 روزه تلقیح یافته با سویه ATCC15834 درصد ریشه های مویین بیشتری تولید کرد، کم ترین درصد القای ریشه مویین مربوط به سویه R1000 و ریزنمونه برگ 15 روزه مشاهده شد. بین دو روش تلقیح غوطه وری و تزریق از لحاظ آماری تفاوت معنی دار وجود داشته و بیش ترین درصد القای ریشه های مویین مربوط به روش غوطه وری بود. تاثیر غلظت های مختلف ساکارز نشان داد که بیشترین درصد القایی ریشه های مویین مربوط به محیط حاوی 30 گرم در لیتر ساکارز بود.

    کلید واژگان: آگروباکتریوم رایزوژنز, ریزنمونه, ریشه مویی, ماریتیغال و متابولیت ثانویه}
    MohammadAli Aazami*, Elham Rahmani, MohammadBagher Hassanpouraghdam

    Silybum marianum L. from the Asteraceae is an annual or biennial plant widely distributed in the north, west and south of Iran. The fruits are containing medicinal flavonoids such as silymarin. This study was conducted to optimize the growing conditions for hairy roots and to assay the diverse factors affecting the induction and growth of hairy roots induced by Agrobacterium rhizogenes. The seeds were cultured on MS medium and were kept in the growth chamber. After germination and seedling growth; explants from the leaves, hypocotyl and roots were taken behind growth and after 5, 10 and 15 days. The explants were inoculated (treated) with two (R1000 and 15834) Agrobacterium rhizogenes strains. Furthermore, the effects of two inoculation methods (floating and injection) were assayed on the hairy roots emergence percentage. MS and 1/2 MS growing media were compared regarding the establishment of the hairy roots in the liquid medium. In a separate experiment, the effect of sucrose amount (20, 30 and 40 gl-1) were evaluated on hairy root induction and the roots emergence percentage was recorded. To verify the transgenic identity, PCR test with specific marker genes was carried out. The results revealed that 15834 strain was the strain of choice in 5 days old hypocotyl explants and produced more hairy roots than other strain. The best rooting percentage belonged to leaf explants at 15 days-old, treated with R1000. Floating was the method of choice for inoculation. 30 gL-1 sucrose was the best treatment for the root induction as well.

    Keywords: Agrobacterium rhizogenes, Explant, Hairy root, Silybum marianum L., Secondary Metabolite}
  • سمیرا محمدی، رحیم حداد*، وحید شریعتی
    هدف

    در پژوهش حاضر برای اولین بار تاثیر سویه های مختلف باکتری، زمان هم کشتی و غلظت های مختلف استوسرینگون برای تولید ریشه های مویین در گیاه گل گاوزبان خوزستانی بررسی شد.

    روش

     برگ های گیاه 21 روزه و سه غلظت مختلف استوسرینگون (0، 100 وµM 200 ) و سه سویه باکتری اگروباکتریوم رایزوژنز (A4، ATCC15834 و 11325)در دو زمان هم کشتی 48 و 72 ساعت برای القا ریشه مویین استفاده شدند. در هر ریز نمونه، زخم های سطحی با سرنگ آغشته به باکتری ایجاد شد. سپس ریز نمونه ها به محیط کشت 1/2 MS جامد حاوی 100 میلی گرم بر لیتر اسید آسکوربیک منتقل و به مدت 48 یا 72 ساعت در اتاق رشد نگه داری شدند. از تکنیک PCR برای تایید تراریختی ریشه های مویین با آغازگرهای اختصاصی تکثیر ژن rolB استفاده شد.اندازه گیری شیکونین بر مبنای سیستم کروماتوگرافی مایع با توان بالا انجام شد.

    یافته ها

     اولین ریشه های مویین از محل های زخمی برگ پس از 14 تا 21 روز ظاهر شدند. وجود T-DNA اگروباکتریوم در ژنوم ریشه های مویین با تکنیک PCR و استفاده از آغازگر اختصاصی ژن rolB تایید شد. سویه ATCC15834 در غلظت های 100 و 200 میکرومولار استوسرینگون بیشترین میزان القای ریشه مویین را داشت، که نشان می دهد ترکیبات فنلی مثل استوسرینگون در افزایش القای ریشه مویین موثر است. به طور کلی، افزایش زمان هم کشتی و غلظت استوسرینگون با یکدیگر منجر به افزایش القای ریشه مویین توسط هر سه سویه باکتری شد. بیشترین میزان تولید شیکونین در ریشه مویین با فنول کمتر و به میزان 254.4±0.56 µg/g FW بود.

    نتیجه گیری

    نتایج این تحقیق برای اولین بار نشان می دهد که تراریختی و القا ریشه های مویین در گیاه گل گاوزبان خوزستانی E.hhuzistanicum توسط Agrobacterium rhizogenes امکان پذیر بوده و می تواند در تحقیقات انتقال ژن و کشت ریشه های مویین برای تولید متابولیت با ارزش شیکونین مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: گل گاوزبان خوزستانی, گیاهان دارویی, شیکونین, متابولیت ثانویه}
    Samira Mohammadi, Raheem Haddad *, Vahid Mohammadi
    Objective

    In this study for the first time, different strains of Agrobacterium rhizogenes, co-cultivation times, and concentrations of acetosyringon in leaf explants of Echium khuzistanicum were examined to produce hairy roots.

    Materials and methods

    The leaves of 21-day-old plant, different concentrations of acetosyringone (0,100,200 µM) and 3 strains of Agrobacterium (A4, ATCC15834 and 11325) were used for hairy root induction. In each explant, surficial wounds were created by a syringe contaminated with the bacterium and put for 10 minutes in bacterial suspension. After infection, the explants were transferred in the ½ MS solid medium supplemented with ascorbic acid (100 mg/L) to a light free growth chamber with 25 ° C temperature for 48 or 72 hours. PCR technique was used to confirm transformation by gene amplification with the rolBprimers. HPLC analysis was conducted on a high performance liquid chromatography system for shikonin measurement.  

    Results

    The results of this study showed that, the first hairy roots emerged from wounded places after 14-21 days. The presence of A. rhizogenes T-DNA in the hairy root genome was confirmed by PCR using specific primers for rolB gene. Strain ATCC15834 had the highest rate of hairy root induction at 100 and 200 µM concentrations of acetosyringone indicating that the phenolic compound, acetosyringone, was effective in increasing hairy root induction. Generally, High concentrations of acetosyringone and more co-cultivation time together resulted in a significant increase in the hairy root induction in three strains of Agrobacterium rhizogenesis. Line 1 of hairy root produced 254.4±0.56 µg/g FW of shikonin.  

    Conclusions

    For the first time the results of this research showed that transformation and hairy root induction in E.khuzistanicum is possible by Agrobacterium rhizogenes and it can be used in the gene transfer and hairy root culture in order to shikonin production.

    Keywords: Echium khuzistanicum, Medicinal plants, Secondary metabolite, shikonin}
  • مهناز عربی باف، نادعلی بابائیان*، نادعلی باقری

    شنبلیله با نام علمی Trigonella foenum- graecum گیاهی یکساله و دو لپه ای از تیره بقولات است. ریشه، برگ و بذر آن دارای ترکیبات دارویی مهمی می باشد. دستورزی محیط های کشت سلولی با الیسیتورها یکی از راهکارهای مهم جهت القای متابولیسم ثانویه و تولید متابولیت های ارزشمند می باشد. سالیسیلیک اسید به عنوان یک الیسیتور غیرزیستی در افزایش تولید متابولیت های دارویی موثر است. هدف از این پژوهش بررسی اثر سالیسیلیک اسید بر رشد، برخی از شاخص های فیزیولوژیک و تولید تریگونلین در کشت درون شیشه ای شنبلیله است. کشت سلولی شنبلیله با استفاده از کوتیلدون ژنوتیپ TN-47-155 شنبلیله در محیط جامد MS حاوی 35/0 میلی گرم در لیتر TDZ و 05/0 میلی گرم در لیتر IBA حاصل شد. واکنش سلول ها در ارتباط با تولید تریگونلین و دیگر شاخص های فیزیولوژیک پس از گذشت یک هفته با اعمال سالیسیلیک اسید با غلظت های 5/12، 25، 50 میلی گرم بر لیتر مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از HPLC نشان داد که رشد سلولی و زنده‏ ‏مانی سلول ها تحت اثر تیمارها نسبت به شاهد کاهش یافته است. مقدار پراکسید هیدروژن و پراکسیداسیون لیپیدهای غشایی در سلول ها نسبت به شاهد تحت اثر تیمارها افزایش یافت. کلیه تیمارها باعث افزایش تولید تریگونلین و فنل کل شدند. تیمار سلول ها با غلظت 50 میلی گرم بر لیتر (75 درصد) سالیسیلیک اسید باعث افزایش میزان تریگونلین به میزان دو برابر شاهد (35 درصد) شد. سالیسیلیک اسید می-تواند به عنوان محرک در کشت سلولی شنبلیله به کار رود و باعث القای تولید بیشتر تریگونلین شود.

    کلید واژگان: متابولیت ثانویه, الیسیتور زیستی, Trigonella foenum-graecum, کشت بافت, HPLC}
    Mahnaz Arabibaf, Nadali Babaeian *, Nadali Bagheri

    Trigonella foenum-graecum is annual plant and dicotyldones of the fabaceae family. Root, leaf and seed have important medicinal compounds. Manipulation of cell culture media with elicitors is one of the important strategies for induction of secondary metabolism and production of valuable metabolites. Salicylic acid as a non-biological elicitor is effective in increasing the production of pharmaceutical metabolites. The aim of this study was to investigate the effect of salicylic acid on growth, some physiological and trigonelline production in in vitro culture of fenugreek. Fenugreek cell culture was obtained using cuticle extract of TN-47-155 fenugreek genotype in MS medium containing 0.35 mg / l TDZ and 0.05 mg / l IBA. Salicylic acid at concentrations of 12.5, 25, 50 mg / L were used. The cells were then treated with triglyceride and other physiological parameters after one week of treatment. The results of HPLC showed that cell growth and viability of the cells decreased as compared to the control. The amount of hydrogen peroxide and membrane lipid peroxidation in the cells increased compared to the control (without hormone) treatment. All treatments increased the production of TG and total phenol. Treatment of cells with 50 mg / l (75%) salicylic acid increased triglyceride levels twice as much as control (35%). Salicylic acid can be used as a stimulant in fenugreek cell culture and induces higher triglyceride production.

    Keywords: Secondary Metabolite, Biological Elicitor, Trigonella foenum-graecum, Cell culture, HPLC}
  • ریزان الیاسی، محمد مجدی*، بهمن بهرام نژاد، قادر میرزاقادری
    سیاه دانه یکی از گیاهان دارویی مهم متعلق به خانواده Ranunculaceaeمی باشد که انواع متعددی از متابولیت های ثانویه شامل مونو ترپن ها و تری ترپن ها را تولید می کند که در صنعت و پزشکی کاربرد دارند. در این پژوهش بیان نسبی برخی ژن های کلیدی مسیر ترپن ها شامل یک ژن مونوترپن سنتازی(MTS) ، ژرانیل دی فسفات سنتاز (GDS)، بتاآمیرین سنتاز (βAS) و اسکوآلن اپوکسیداز (SQE) تحت تیمار متیل جاسمونات در سیاه دانه بررسی شد. متیل جاسمونات با غلظت 1/0 میلی مولار روی برگ های سیاه دانه که در شرایط رشدی گلخانه ای قرار داشتند محلول پاشی شد و در زمانهای 0، 4، 8، 24، 48 و 72 ساعت نمونه برداری انجام شد. بعد از استخراج RNAو سنتز cDNA واکنش RT-PCR توسط آغازگرهای اختصاصی ژن های مختلف انجام شد. نتایج حاصل از RT-PCR نیمه کمی نشان داد که الگوی بیان ژن ژرانیل دی فسفات سنتاز متفاوت از سه ژن دیگر بود. بیان نسبی برای ژن ژرانیل دی فسفات سنتاز 4 ساعت پس از اعمال تیمار به حداکثر رسید و در 8 ساعت نیز در همان سطح باقی ماند و سپس میزان بیان این ژن در ساعات بعد کاهش یافت. الگوی بیان برای سه ژن مونوترپن سنتاز، بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز مشابه و دارای روند صعودی بود. نتایج حاصل از اعمال تیمار متیل جاسمونات نشان داد که تمام ژن های مورد مطالعه در این تحقیق در اثر متیل جاسمونات القاء می شوند که می تواند به دلیل نقش ترپن ها در مسیرهای دفاعی و انتقال پیام باشد. در نتیجه می توان تیمار متیل جاسمونات را برای القای مسیر بیوسنتزی ترپن ها و بررسی آنزیم ها و متابولیت های مرتبط با متابولیسم ترپنوییدها پیشنهاد کرد.
    کلید واژگان: بیان نسبی ژن, ترپن ها, گیاه دارویی, سیاه دانه, متابولیت های ثانویه}
    Rizan Elyasi, Mohammad Majdi *, Bahman Bahram Nezhad, Ghader Mirzaghaderi
    Black cumin (Nigella sativa) is an important medicinal plant belongs to the Ranunculaceae which produce large diversity of secondary metabolites including industrial and medicinal monoterpenes/ triterpenes. In the present work, relative gene expression of genes involved in biosynthetic pathway of terpenes including a monoterpene synthase (MTS), geranyldiphosphate synthase (GDS), β- amyrin synthase (βAS) and squaleneepoxidase(SQE) were investigated in black cumin plants treated with methyl jasmonate. The plants were grown in a greenhouse sprayed with 0.1 mM methyl jasmonate. Samples were collected at 0, 4, 8, 24, 48 and 72 hours after applying the treatments. RT-PCR was performed by gene-specific primers after RNA extraction and cDNA synthesis. Results of semi quantitative RT-PCR showed that the expression pattern of GDS gene differed with the results of other genes. The highest gene expression of GDS was observed at 4 h and its expression remained at the same level till 8 h then dropped at next time periods. The expression patterns of monoterpene synthase, β-amyrin synthase and squaleneepoxidase showed rising trend. Gene expression analysis of the genes at transcript level using semi-quantitative PCR in black cumin leaves treated by methyl jasmonate revealedinduced-geneexpression which might show the roles of terpenes in defense mechanisms and signal transduction. Consequently, methyl jasmonate treatment can be considered to induce the terpene biosynthetic pathway and to study the enzymes/ metabolites associated with terpenoid metabolism.
    Keywords: black cumin, medicinal plant, secondary metabolite, Relative gene expression, terpenes}
  • Firoozie T., Esmaeilzadeh Bahabadi S.*, Fakheri Ba, Fahmideh L
    Cuminum cyminum is a drug plant of Apiaceae and is full of secondary metabolite such as flavonoids and anthocyanin compounds. Salicylic acid belongs to a group of phenolic compounds acts as a key secondary messenger in activating specific defensive response of plant and also is used as inducer in provement of biosynthesis of secondary metabolites. In this research the effect of salicylic acid on gene expression of flavone synthase and flavonoid and anthocyanins compounds was studied. In addition the effect of salicylic acid on malondialdehyde , hydrogen peroxide and antioxidant enzymes activity of catalase, peroxidase and superoxid dismutase are studied. Seedlings of cuminum cyminum in vegetative growth stage (21 days) were treated by 1.5 mM salicylic acid and was harvested on 1, 2, 3 and 4 days after treatment. The results showed that gene expression of flavone synthase, flavonoid and anthocyanin compounds in comparison with the control increased significantly. The most increase was observed in third day which were about twice more than control. But in fourth day was decreased but still was greater than control. In fact according to the research the positive correlation between gene expression of flavone synthase and flavonoids and anthosyanins compounds was observed. Comparing with control, the results showed that malondialdehyde, hydrogen peroxide and antioxidant enzymes activity are increasedin different harvest stages under treatment with salicylic acid. So salicylic acid as an inducer increased antioxidant system of plant and increased flavonoid and anthocyanin compounds of cuminum cyminum by increase of flavone synthase gene expression.
    Keywords: Cuminum cyminum, Elicitor, Flavone synthase, Secondary metabolite}
  • ریزان الیاسی، محمد مجدی *، بهمن بهرام نژاد، قادر میرزا قادری

    سیاه دانه (Nigella sativa L.) متعلق به خانواده آلاله، یکی از گیاهان دارویی مهم می باشد که انواع متعددی از متابولیت های ثانویه گیاهی از جمله ترپن ها را تولید می کند. مونوترپن ها و تری ترپن ها از مهم ترین گروه های تشکیل دهنده ترپن ها می باشند. در مسیر بیوسنتزی مونوترپن ها تحت عنوان مسیرMEP واقع در پلاستید، ژن های مختلفی دخیل می باشند که مونوترپن سنتازها تحت عنوان ژن های محدودکننده سرعت واکنش در این مسیر شناخته شده اند. در طی مسیر بیوسنتزی مونوترپن ها، آنزیم ژرانیل دی فسفات سنتاز مسئول کاتالیز ژرانیل دی فسفات به عنوان پیش ماده عمومی مونوترپن ها می باشد. اکسیدواسکوآلن سیکلازها از مهم ترین آنزیم های کاتالیزکننده مسئول بیوسنتز تری ترپنوییدها می باشند که بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز از جمله ی این آنزیم ها هستند. در این پژوهش بیان ژن های مختلف شامل یک ژن مونوترپن سنتازی، ژرانیل دی فسفات سنتاز، بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز تحت تیمار اسیدسالیسیلیک بررسی شد. بیان نیمه کمی ژن های مونوترپن سنتاز، ژرانیل دی فسفات سنتاز، بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز در سطح رونوشت در برگ های تیمارشده با اسیدسالیسیلیک نشان دهنده تغییر بیان متفاوت این ژن ها در پاسخ به اسیدسالیسیلیک می باشد.

    کلید واژگان: بیان ژن, ترپن ها, سیاه دانه, گیاه دارویی, متابولیت های ثانویه}
    Rizan Elyasi, Mohammad Majdi, Bahman Mahram Nezhad, Ghader Mirza Ghaderi

    Black cumin (Nigella sativa) is an important medicinal plant belonging to the Ranunculaceae which produces large diversity of secondary metabolites especially terpenes. Mono (C10) and tri-terpenes (C30) are two major structural classes of terpene compounds. Several genes are involved in biosynthetic pathway of the monoterpenes known as MEP pathway، located in plastids. In the MEP pathway، monoterpene synthases are rate- limiting enzymes for monoterpene biosynthesis. In the biosynthetic pathway of monoterpenes geranyl diphosphate synthase catalyzing geranyl diphosphate (GDP) biosynthesis as universal precursor of monoterpenes. Oxidosqualenecyclases is of the most important. In this study gene expression patterns of a monoterpene synthase، GDP synthase، beta amirin synthase and squalene oxidase were evaluated under salicylic acid treatment. Gene expression analysis of the genes at trasnscript level using semi-quantitative PCR in response to salicylic acid treatment revealed their differential expression.

    Keywords: Gene expression, terpenes, black cumin, medicinal plant, secondary metabolite}
  • سارا خسروی نیا، سید مهدی زیارت نیا، عبدالرضا باقری، سید حسن مرعشی
    امروزه استفاده از قابلیت های کشت سلولی برای تولید مواد موثره دارویی بسیار مورد توجه است. ترکیبات فلورسانس در بسیاری از زمینه ها مانند محیط زیست، صنایع غذایی و پزشکی ارزشمند می باشند. در این پژوهش کشت سوسپانسیون سلولی زیره سیاه، به عنوان یک گیاه دارویی مهم در ایران، در محیط کشت MS مایع حاوی 2 میلی گرم در لیتر NAA و 0/5 میلی گرم در لیتر BA استقرار یافت. برای جداسازی و خالص سازی ترکیب فلورسانس موجود در سلول های کشت سوسپانسیون، مقدار 100 گرم سلول خشک را با 100 میلی لیتر دی کلرومتان عصاره گیری کرده و سپس از ستون کروماتوگرافی و روش Preparative TLC برای خالص سازی آن استفاده شد. از مخلوط دو حلال دی کلرومتان و متانول با نسبت 1:9 به عنوان فاز متحرک استفاده گردید. نتایج TLC عصاره های تهیه شده از اندام های مختلف گیاه (بذر، ساقه، برگ، ریشه و بذر) و سلول های کشت سوسپانسیون زیر نور UV با طول موج 365 نانومتر نشان داد که یک ترکیب فلورسانس آبی رنگ در اندام ریشه و سلول های کشت سوسپانسیون وجود دارد که در اندام های هوایی گیاه دیده نمی شود. همچنین در شرایط کاملا یکسان مقدار این ترکیب در بافت کالوس کمتر از سلول می باشد و مقداری از این ترکیب فلورسانس به درون محیط کشت مایع آزاد می شود. به منظور شناسایی این ترکیب از روش رزونانس مغناطیسی هسته استفاده گردید و نتایج آن نشان داد که این ترکیب یکی از مشتقات کومارین (6- متوکسی 7- هیدروکسی کومارین) است. افزوده شدن گروه های متیل و هیدروکسی به ساختار کومارین سبب ایجاد ویژگی فلورسانسی در آن می شود.
    کلید واژگان: Bunium persicum, ترکیب فلورسانس, کشت سوسپانسیون سلولی, متابولیت های ثانویه}
    S. Khosravinia, S.M. Ziaratnia*, A.R. Bagheri, S.H. Marashi
    Nowadays plant cell suspension cultures have become an attractive source for secondary metabolites production. The fluorescent compounds are highly valuable in a variety of fields including environmental chemistry and medical and food industries. In this study the cell suspension cultures of black zira, an important medicinal plant in Iran, was established in MS liquid medium supplemented with 2 mg/l NAA and 0.5 mg/l BA. For isolation and identification of fluorescent compound in cell suspension culture samples, 100 gr dried cell with 100 mL dichloromethane was extracted followed by subjecting on a column chromatography and then preparative TLC. The mobile phase was selected as dichloromethane-methanol; 9:1. The TLC comparison of extracts from different parts of the plant (seed, stem, leaf and root) as well as cell suspension culture samples showed that under UV light 365, a blue fluorescent component is present in cell samples whereas nothing was found in the extracts of arial parts of the plant. It is also found that a little fluorescent component has been released into the medium. Results of this study demonstrated the fluorescent component content in callus is less than cell samples under the same conditions. This compound was identified by Nuclear Magnetic Resonance analysis as one of the coumarin derivatives (6-methoxy 7-hydroxy coumarin). Substitutions a methyl group or hydroxyl on the coumarin structure shifted the fluorescent band.
    Keywords: Bunium persicum, Cell Suspension Culture, Fluorescent Compound, Secondary Metabolite}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال