فهرست مطالب

بیوتکنولوژی کشاورزی - سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 42، بهار 1400)

مجله بیوتکنولوژی کشاورزی
سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 42، بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/13
  • تعداد عناوین: 10
|
  • زینب رستمی، آرش فاضلی صفحات 1-28
    هدف

    گل سازویی (Scrophularia striata) گیاهی متعلق به خانواده گل میمون (Scrophulariaceae) است. نظر به اهمیت ترکیبات فنیل پروپانوییدی در این گیاه، شناسایی و جداسازی ژن های کد کننده آنزیم های سینامات 4- هیدروکسیلاز (C4H) و چالکون سنتتاز (CHS) دخیل در مسیر بیوسنتز این ترکیبات و همچنین ارزیابی بیان ژن های مذکور تحت تاثیر محرک های گوناگون غیر زیستی انجام شد.

    مواد و روش ها: 

    بذور گیاهان وحشی رشد یافته در اطراف دانشگاه جمع آوری و در شرایط گلخانه ای کشت داده شدند. قبل از مرحله گلدهی نمونه برداری صورت گرفت. استخراج RNA، سنتز cDNA، جداسازی و تعیین توالی ژن های CHS و C4H در ریشه این گیاه برای اولین بار به طور موفقیت آمیزی انجام گرفت. بیان ژن های مذکور تحت تاثیر سه الیسیتور سالیسیلیک اسید (SA)، جاسمونیک اسید (JA) و جیبرلیک اسید (GA) هر کدام در غلظت های 100 و 300 پی پی ام در قالب طرح کاملا تصادفی در سطح رونوشت به روشRealTimePCR انجام شد.

    نتایج

    نتایج آنالیز بیان ژن نشان داد که در بین محرک های مورد استفاده، JA و SA در غلظت 100 پی پی ام بیشترین تاثیر را بر افزایش بیان ژن های C4H و CHS داشتند. به طوری که در بررسی تاثیر الیستورهای فوق الذکر بر تجمع ترکیبات فنیل پروپانوییدی این موضوع به طور نسبی تایید شد. همچنین با افزایش غلظت JA و SA بیان ژن های C4H و CHS کاهش یافت. 

    نتیجه گیری: 

    نتایج کلی کاربرد الیسسیتورها روی بیان ژن و انباشت متابولیت های ثانویه نشان داد که کاربرد خارجی محرک ها در غلظت مناسب احتمالا از طریق القای سیستم دفاعی گیاه می تواند در بیوسنتز و انباشت متابولیت های ثانویه با ارزش همچون ترکیبات فنیل پروپانوییدی در ریشه گل سازویی نقش داشته باشد و به دنبال آن شناسایی و آنالیز بیان ژن های درگیر در بیوسنتز چنین ترکیبات با ارزشی می تواند در تحقیقات پایه تکمیلی جهت استفاده در صنعت داروسازی و صنایع غذایی موثر واقع شود.

    کلیدواژگان: گل سازوئی، الیستور، چالکون سنتتاز، سینامات 4- هیدروکسیلاز، فنیل پروپانوئید
  • معصومه وکیلی ازغندی، محمدرضا نصیری*، شاهرخ قوتی، علی جوادمنش صفحات 29-56
    هدف

    ریبونوکلیازها به دلیل ایجاد سمیت سلولی به عنوان عوامل دارویی دارای پتانسیل درمانی شناخته می شوند. عملکرد بالای این آنزیم ها در تخریب رشته RNA و سایر سوبستراهای آن ها و به دنبال آن انهدام سلول و یا توقف تقسیم سلولی باعث بروز اثر سمیت سلولی بسیار بالای آنزیم های مذکور در سلول های سرطانی مختلف می شود. از این رو در مقاله حاضر  به بررسی کاربردهای درمانی ریبونوکلیازها، مسیرهای سلولی و مکانیسم عمل آن ها به عنوان عوامل سیتوتوکسیک به منظور توجه به آن ها در پژوهش های حوزه سلامت و درمان پرداخته شده است.

    مواد و روش ها: 

    در این مطالعه با استفاده از کلید واژه های سرطان، ریبونوکلیاز، مهارکننده ریبونوکلیازی و اسید ریبونوکلییک، در پایگاه های اطلاعاتی معتبر Scopus، SID، IranDoc، PubMed، Google Scholar، Web of Science و IranMedex جستجو انجام شد. به منظور انتخاب مستندات مورد استفاده، تمام مقالاتی که به زبان غیرانگلیسی و فارسی چاپ شده بودند، مقالات تکراری، مقالاتی که امکان دستیابی به متن کامل مقاله وجود نداشت و هم چنین مقالاتی که به صورت چکیده ارایه شده بودند حذف گردیدند. نهایتا موارد منتخب به منظور تنظیم مقاله حاضر به طور کامل مطالعه و خلاصه سازی شدند.

    نتایج

    مطالعه و بررسی پژوهش های انجام شده نشان داد که ریبونوکلیازها توانایی از بین بردن سلول های تومور را دارا بوده و این آنزیم ها خصوصیات ضد ویروسی نیز دارند. از میان این آنزیم ها ریبونوکلیاز پانکراس گاوی، ریبونوکلیاز سمینال گاوی، آنکوناز و انژیوژنین به عنوان ریبونوکلیازهای با فعالیت آنتی توموری بالا شناخته شده اند که از طریق مسیرهای مختلف سلولی یا ایجاد جهش در جهت افزایش سمیت سلولی فعالیت سیتوتوکسیتی را علیه سلول های سرطانی به صورت انتخابی بروز می دهند. هم چنین مطالعه مقالات مرتبط با عملکرد ریبونوکلیازها نشان داد که بررسی مسیرهای ژنتیکی سنتز و مکانیسم های ایجاد سمیت سلولی در این آنزیم ها، امکان ایجاد محصولات دارویی جدید را در آینده فراهم خواهد کرد. بهره گیری از فرآیندهای مهندسی و تغییرات شیمیایی در ساختار لیگاند/رسپتور ممکن است سبب افزایش سمیت مولکول های ریبونوکلیاز به منظور انتخاب مسیرهای سیتوتوکسیک برای کار بر روی سلول های بدخیم شود. بنابراین کشف پتانسیل درمانی و بررسی جزییات ارزش های درمانی ریبونوکلیازها ضروری می باشد.

    نتیجه گیری: 

    ریبونوکلیازها کاندیدهای دارویی بالقوه با زیست فراهمی کافی هستند و با توجه به اثر سمیت آن ها، که بر پایه هیدرولیز انتخابی مولکول های RNA داخل سلولی و فرآیندهای خاص شناسایی غشاء سلولی می باشد، می توان از این آنزیم ها به عنوان داروهای ضد تومور و یا عوامل درمانی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: ریبونوکلئاز، سمیت سلولی، آپپتوز، کاندید دارویی، مسیرهای سلولی
  • عاطفه نوری، علیرضا اطمینان*، مریم گل آبادی، علی اشرف مهرابی، عبدالمجید رضایی صفحات 57-74
    هدف

      اهمیت خویشاوندان وحشی در به نژادی گندم سبب شده است تا مطالعات فراوانی در رابطه با بررسی تنوع و ساختار ژنتیکی گونه های مختلف گندم وحشی با استفاده از سیستم های نشانگری گوناگون انجام شود. هدف این مطالعه بررسی تنوع ژنتیکی 90 توده مختلف tauschii Ae. به منظور تعیین میزان تنوع ژنتیکی، و همچنین آنالیز ساختار ژنتیکی آن ها برای گروه بندی توده ها با استفاده از چند شکلی حاصل از نواحی CAAT-box   بود. 

    مواد و روش ها: 

    در این تحقیق تنوع ژنتیکی و ساختار جمعیت 90 توده Ae. tauschii جمع آوری شده از مناطق مختلف ایران با استفاده از 12آغازگر CBDP مورد بررسی قرار گرفت.

    نتایج

    با توجه به نتایج به دست آمده در مجموع، تعداد 141 باند توسط 12 آغازگر مورد استفاده تولید شد که 91 مورد از این باندها چندشکل بودند و متوسط تعداد باند چند شکل تولید شده به ازای هر آغازگر برابر با  58/7 بدست آمد. مقدار شاخص محتوای اطلاعات چند شکل (PIC) و شاخص نشانگر (MI) برای آغازگرهای CBDP مورداستفاده بترتیب بین 4/0 تا 49/0 و 49/1 تا 99/4 متغیر بود. با توجه به شاخص های محاسبه شده آغازگرهای CB9، CB12 و CB1 بیشترین کارایی را در تفکیک ژنتیکی توده ها نشان دادند. تجزیه ساختار ژنتیکی، توده های مورد بررسی را در سه گروه اصلی با  تعداد 10، 18 و 30 توده دسته بندی نمود و بقیه توده ها به عنوان توده های مخلوط شناسایی شدند.  در این مطالعه بالاترین مقادیر شاخص های تنوع ژنتیکی شامل تعداد آلل های موثر، شاخص شانون و میزان هتروزیگوسیتی مربوط به زیر جمعیت 1 بود. علاوه بر این، میزان تمایز ژنی (Gst) و جریان ژنی (Nm) بین زیر جمعیت ها به ترتیب برابر با 03/0 و 58/18 بود. دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه ای، توده های مورد بررسی را به سه گروه تقسیم بندی نمود که مطابق با گروه بندی حاصل از تجزیه ساختار ژنتیکی بود.

    نتیجه گیری

    نتایج حاصل از پارامترهای مختلف نشان داد که نشانگر CBDP یک نشانگر مناسب در بررسی تنوع ژنتیکی توده های Aegilops tauschii  می باشد. همچنین با توجه به نتایج ساختار ژنتیکی جمعیت و پارامترهای تنوع ژنتیکی بین زیر جمعیتی به نظر می رسد لازم است  اقداماتی جهت حفاظت از این منبع ژنتیکی ارزشمند که توان بالقوه بسیار بالایی در بهنژادی گندم زراعی دارد، صورت گیرد.

    کلیدواژگان: تنوع، ساختار جمعیت، گندم وحشی، مدیریت ژرم پلاسم
  • ایمان نیک ایین، غلامرضا شریفی سیرچی*، ایرج شریفی صفحات 75-91

    لیشمانیوز، یکی از بیماری های انگلی گسترده در جهان، یک بیماری مشترک بین انسان و دام محسوب می گردد که توسط تک یاخته ای از جنس لیشمانیا ایجاد می شود. داروهای گیاهی در بسیاری از موارد فاقد هر گونه عارضه و از طرفی در دسترس و ارزان می باشند. از این رو پیدا کردن یک داروی گیاهی برای درمان لیشمانیوز یکی از اهداف جهانی است. این مطالعه به منظور ارزیابی فعالیت ضد لیشمانیایی عصاره الکلی برگ های گیاه دارویی برگ بو، روی مرحله پروماستیگوت لیشمانیا ماژور با روش رنگ سنجی در شرایط آزمایشگاهی انجام شد.

    مواد و روش ها: 

    برای تعیین سمیت عصاره بر سلول های ماکروفاژ از روش MTT و خوانش با الایزا و برای تعیین اثر آنتی پروماستیگوتی عصاره از روش بررسی آپوپتوز با فلوسایتومتری استفاده شد. میزان CC50  و IC50 از طریق نتایج این دو تست محاسبه شدند و در هر دو تست از آمفوتریسین به عنوان کنترل مثبت استفاده شد. برای این منظور، پروماستیگوت ها به همراه غلظت های مختلف عصاره برگ برگ بو و آمفوتریسین B بر روی پلیت 96 خانه اضافه و به مدت 72 ساعت انکوبه شدند و سپس ارزیابی ها براساس آزمون های فوق صورت پذیرفت. داده های آماری با استفاده از روش دانکن، ANOVA و نرم افزار SAS در سطح احتمال P≤0/05 آنالیز شدند.

    نتایج

    بیشترین مقدار آپوپتوز مربوط به تیمار800 میکرو گرم بر میلی لیتر که به ترتیب در آمفوتریسین B 35/97 و عصاره برگ بو 04/63 درصد بود. غلظتی از دارو که از رشد 50% سلولها جلوگیری می کند (CC50)، برای آمفوتریسین B 6/129 و برای برگ بو 5/200  میکروگرم بر میلی لیتر بود. میزان IC50 پروماستیگوت در آمفوتریسین و برگ بو به ترتیب به طور میانگین 5/18 و 5/589 میکروگرم بر میلی لیتر می باشد.

    نتیجه گیری: 

    عصاره برگ گیاه برگ بو با افزایش غلظت از رشد پروماستیگوت ها جلوگیری کرده و در بعضی از غلظت ها با یکدیگر و با داروی آمفوتریسین B تفاوت معنی داری داشتند. بر اساس نتایج فلوسایتومتری، افزایش آپوپتوزیس وابسته به دوز دیده شد. با توجه به نتایج IC50 گیاه برگ بو، اثر بخشی بالایی نشان داد. لذا مطالعات بیشتری برای ارزیابی تاثیر آن بر روی انگل لیشمانیا در شرایط بالینی بسیار مطلوب است.

    کلیدواژگان: آپوپتوزیس، آمفوتریسین B، برگ بو، روش رنگ سنجی، لیشمانیا ماژور
  • مرضیه کریمی، بهروز شیران*، محمد ربیعی، حسین فلاحی صفحات 93-114

    درخت بادام به دلیل نیاز سرمایی کم، به سرمای دیررس بهاره حساس بوده و همه ساله متحمل خسارات جبران ناپذیری توسط این تنش می شود. لازمه توسعه ارقام متحمل با استفاده از روش های مهندسی ژنتیک، شناخت مکانیسم های مولکولی دخیل در پاسخ گیاه به تنش سرما می باشد. در مطالعات اخیر نقش مهم RNAهای کوچک به ویژه میکروRNAها در پاسخ و سازگاری گیاهان به تنش های زیستی و غیر زیستی اثبات شده است. از این رو بر اساس نتایج توالی یابی sRNAهای بادام از میان میکروRNAهای پاسخ دهنده به تنش سرما، در این مطالعه Pdu-miR319a و Pdu-miR398a-3pانتخاب و الگوی بیان آن ها به همراه ژن هدفشان در بین دو ژنوتیپ متحمل و حساس به سرمای بادام تحت تنش سرما مورد مقایسه قرار گرفتند.

    مواد و روش ها: 

    در این آزمایش بافت های زایشی بساک و تخمدان ژنوتیپ متحمل H و رقم حساس به سرمای Sh12 تحت تیمارهای صفر و 2- درجه سانتی گراد قرار گرفتند. پس از استخراج RNA و سنتز cDNA، واکنش Real time PCR انجام و تجزیه و تحلیل داده های بیان نیز با استفاده از روش ΔΔct 2- صورت گرفت.

    نتایج

    ژن miR319a با اثر تنظیمی مثبت در پاسخ به هر دو سطح تنش سرما در هر دو ژنوتیپ شناسایی گردید. کاهش بیان GAMYB-like در هر دو بافت زایشی ژنوتیپ H در پاسخ به تنش صفر درجه سانتی گراد و نیز در بافت تخمدان Sh12 در پاسخ به هر دو سطح تنش مشاهده شد. ژن TCP4 در ژنوتیپ H در پاسخ به هر دو سطح تنش افزایش معنی داری را نشان داد. MiR398a-3p با اثر تنظیمی منفی در ژنوتیپ H شناسایی شد. اما افزایش بیان ژن CTR6 در هر دو بافت در پاسخ به تنش 2- درجه سانتی گراد مشاهده گردید. در رقم Sh12 افزایش بیان miR398a-3p و کاهش بیانCTR6 در بافت تخمدان Sh12 در پاسخ به تنش 2- درجه سانتی گراد مشاهده شد.

    نتیجه گیری: 

    با توجه به مشاهده افتراق بیان ژن های مورد مطالعه در بین دو ژنوتیپ متحمل و حساس، به منظور تکمیل اطلاعات مولکولی در رابطه با عملکرد آن ها، توصیه می شود بیان آن ها در سایر ارقام متحمل و حساس و تحت تیمار های مختلف تنش سرمایی نیز سنجیده شود و به دنبال آن عملکرد آن ها با استفاده از روش هایی نظیر بیش بیان کردن ژن ها، تکنولوژی amiRNA و روش target mimicry بررسی گردد.

    کلیدواژگان: بادام، تنش سرما، بافت زایشی، بیان ژن، میکروRNA
  • فاطمه ثعلبی*، هدیه جعفری، علیرضا فروزان، محمد نعمتی صفحات 115-135

    رخداد مرگ سلولی برنامه ریزی شده یا آپوپتوزیس به عنوان روش حفاظت شده، تحت کنترل تعدادی ژن قرار دارد که جهت حذف سلول های غیر ضروری بکار می رود. این رویداد سلولی در سیستم های مرتبط با ایمنی و بیماری دخیل است. آپوپتوزیس یک مکانیسم تنظیم گر سلولی است که اثرات تکثیر سلولی و مرگ سلولی را متعادل می کند. در مسیر آپوپتوزیس، ژن ها و مولکول های فراوانی درگیر هستند. اخیرا گسترش تولید داده ها با استفاده از تکنیک RNAseq نشان داده که میکرو RNAها، نقش مهمی در تنظیم مرگ سلولی برنامه ریزی شده یا آپوپتوزیس بازی می کنند. هدف از این مطالعه شناسایی ژن ها و میکرو RNA ی کلیدی موثر در مسیر آپوپتوزیس در عقرب های آندروکتونوس کراسیکودا بود.

    مواد و روش ها: 

    در این پژوهش پس از توالی یابی ترانسکریپتوم غده زهر عقرب های اندوروکتونوس کراسیکودا با استفاده از پلتفرم ایلومینا 2000 Hiseq و پیکربندی ترانسکریپتوم با استفاده از نرم افزار Trinity، مهم ترین پروتئین های ترانسکریپتوم غده زهر عقرب دخیل در آپوپتوزیس با استفاده از پایگاه اطلاعاتی KEGG شناسایی شدند. رسم شبکه ژنی آپوپتوزیس با نرم افزار استرینگ، تجزیه و تحلیل شبکه برهمکنش پروتئینی با استفاده از نرم افزار سایتواسکیپ و بررسی هستی شناسی ژن های کلیدی به وسیله پایگاه WebGestalt صورت گرفت. علاوه بر آن پس از شناسایی میکرو RNAهای عقرب با استفاده از جستجوی همسانی، پیش بینی ژن های هدف و رسم شبکه میانکنش پروتئین- میکروRNA توسط برنامه های miRTarBase, TarBase ,miRecords و نرم افزار miRNet انجام گرفت.

    نتایج

    سه مسیر مرتبط با آپوپتوزیس شناسایی شدند که 103 پروتئین از آن ها استخراج شدند. نتایج به دست آمده از آنالیز شبکه برهمکنش پروتئینی منجر به شناسایی 30 ژن کلیدی دخیل در بروز آپوپتوزیس شد که بر اساس نتایج بدست آمده، موثرترین ژن های کلیدی درگیر در بروز آپوپتوزیس Akt1،bsk ، Jra، Dronc و rl هستند. نتایج تجزیه و تحلیل آماری شبکه برهمکنش پروتئین- میکرو RNA نیز نشان داد که میکروRNAی mir-7-5p بیش ترین ارزش را درا می باشد.

    نتیجه گیری: 

    نتایج این بررسی نشان داد که میکروRNAها در تنظیم بسیاری از ژن های مسیر آپوپتوزیس نقش اساسی ایفا می کنند و می توان برای کنترل بیان ژن ها از آن ها کمک گرفت.

    کلیدواژگان: عقرب آندروکتونوس کراسیکودا، شبکه ژنی آپوپتوزیس، برهمکنش پروتئینی- میکروRNA
  • میراسماعیل بنی فاطمه، رضا درویش زاده*، سرور ارژنگ صفحات 137-158

    تنش های محیطی رشد و توسعه گیاهان زراعی را در طول فصل رشد تحت تاثیر قرار می دهند. شوری خاک یکی از مهمترین تنش های محیطی است که باعث کاهش شدید عملکرد گیاهان زراعی می شود. آشنایی با سازوکار مقابله گیاهان با تنش در سطح مولکولی می تواند در ارایه ی روشی کارآمد برای اصلاح گیاهان حساس به تنش موثر باشد. گیاهان برای صرفه جویی در مصرف انرژی همه ژن های خود را همزمان فعال نمی کنند، بلکه بسته به شرایط محیطی ژن هایی را که در یک وضعیت خاص (تنش) مورد نیاز باشد را فعال می نمایند. برای نمونه، در پاسخ به تنش شوری بیان ژن های متعددی در گیاهان تغییر می یابد که از آنها می توان به ترانسپورترهای HKT1 و NHX1 اشاره کرد. در این مطالعه تغییرات بیان ژن های ZmHKT1 و ZmNHX1 به همراه عامل رونویسی ZmMYB30دردو لاین متحمل و حساس به شوری ذرت با فناوری واکنش زنجیره ای پلی مراز در زمان واقعی بررسی شده است.

    مواد و روش ها:

     بذور دو لاین ذرت متحمل (P14L2) و حساس (MO17) به شوری در گلدان های پلاستیکی حاوی پرلیت و پیت ماس با نسبت دو به سه در شرایط کنترل شده اتاق رشد کشت شدند و از محلول هوگلند جهت تغذیه و آبیاری گیاهان استفاده گردید. در مرحله هشت برگی به نصف گلدان ها تنش شوری از منبع NaCl  به تدریج با شروع از غلظت ds/m 5 به مدت سه روز اعمال گردید و از روز چهارم به بعد اعمال تنش با غلظت  ds/m8 به مدت 7 روز ادامه پیدا کرد. نصف دیگر گلدان ها به عنوان شاهد مورد استفاده قرار گرفتند. سپس در زمان های 24 ساعت و 7 روز پس از اعمال آخرین مرحله تنش شوری، نمونه برداری از ریشه و برگ گیاهان در ازت مایع صورت گرفت. استخراج RNA از نمونه های برگ و ریشه انجام گرفت. سپس cDNAها سنتز شدند. بیان ژن ها با Real-time PCR بررسی شد. از ژن Actin به عنوان ژن مرجع استفاده شد. آزمایش در دو تکرار زیستی (آزمایشی) و 3 تکرار تکنیکی (آزمایشگاهی) انجام گرفت. در نهایت سنجش تغییرات بیان ژن ها انجام گرفت.

    نتایج

    افزایش بیان ژن ZmNHX1در بافت ریشه در کوتاه مدت و در بافت برگ در بلند مدت در لاین متحمل، و همچنین افزایش بیان ژن ZmHKT1 در بافت ریشه در بلند مدت در لاین متحمل در مقایسه با لاین حساس احتمالا حاکی از نقش مثبت این ژن ها در مقاومت به تنش شوری در ذرت می باشد. بیشترین میزان بیان نسبی ژن MYB30 هم در لاین متحمل و هم در لاین حساس در بافت ریشه و در کوتاه مدت مشاهده شد و با گذشت زمان کاهش چشمگیری در بیان این ژن در هر دو لاین مشاهده گردید.

    نتیجه گیری:

     نتایج این پژوهش بالقوه می تواند در برنامه های به نژادی ذرت برای تولید ارقام مقاوم به شوری مفید واقع گردد.

    کلیدواژگان: تنش های غیرزیستی، ترنسکریپتومیکس، ذرت، مقاومت به شوری، واکنش زنجیره ای پلی مراز در زمان واقعی
  • مریم عبدلی نسب*، مجتبی مرتضوی صفحات 159-182

    پروتئین های تجمع کننده در اواخر دوره جنینی (LEA) در کاهش صدمات سلولی در هنگام کمبود آب و جلوگیری از توده ای شدن پروتئین های سلول در اثر تنش اسمزی و انجماد نقش دارند. افزایش بیان برخی ژن های کد کننده این پروتئین ها منجر به افزایش مقاومت به تنش هایی چون کم آبی، سرما و شوری در بسیاری از گیاهان شده است. تحلیل داده های زیستی با کمک ابزارهای بیوانفورماتیک، نقش مهمی در بررسی ژن ها و پروتئین ها و پیشگویی کارکرد آنها در پاسخ به تنش ها دارد .

    مواد و روش ها: 

    در این تحقیق به منظور مطالعه پروتئین های LEA در دو غله مهم جو و برنج (متحمل و حساس به تنش)، توالی های مذکور از پایگاه های اطلاعاتی استخراج و با نرم افزار ClustalW درخت فیلوژنی رسم شد. پس از بررسی کلاس های مختلف LEA در گروه های حاصله، پروتئین ها با طول کوتاه حذف و تعدادی از پروتئین های مختلف مربوط به کلاس های پروتئینی متفاوت انتخاب گردید. اطلاعات مربوط به خصوصیات توالی ها، موتیف آنها، پیش بینی جایگاه درون سلولی و آنالیز باندهای هیدروژنی و غیر هیدروژنی و بررسی فعالیت بیولوژیکی و مولکولی با استفاده از پایگاه های اطلاعاتی ProtParam، EXPASY، MEME، SMART، WoLF PSORT، PIC، WHAT IF و نرم افزار Blast2GO به دست آمد. ساختار سه بعدی این پروتئین ها با استفاده از نرم افزارDiscovery Studio ، HyperChem،MODELLER v.10 و SPDBV مدل سازی گردید.

    نتایج

    گروه بندی پروتئین ها را در هفت گروه مجزا قرار داد که دهیدرین ها بیشترین تعداد توالی را در برگرفتند. اکثر پروتئین ها  کوچک بوده و دارای وزن مولکولی کمتر از 30 کیلودالتون می باشد. همچنین عموم توالی ها دارای بار سطحی بالا می باشند که دلیلی بر آب دوستی و ساختار قابل انعطاف آنها جهت تشکیل ساختار چپرونی برای محافظت در برابر تنش می باشد. جایگاه درون سلولی آنها نشان داد که این پروتئین ها در محل هسته سلول قرار دارند. بررسی موتیف ها در گروه های مختلف نشانگر حضور مکان های حفاظت شده در بین اعضای یک گروه می باشد. پیش بینی فعالیت مولکولی و بیولوژی توالی ها، بیانگر نقش این پروتئین ها به تفکیک گروه های حاصله در مقاومت به تنش ها ازجمله تنش خشکی و فولدینگ از طریق فعالیت بایندینگ و یا کاتالیک می باشد.

    نتیجه گیری: 

    گیاه جو به عنوان گیاه مقاوم به تنش عمدتا دارای توالی های دهیدرین و گیاه برنج به عنوان گیاه حساس به تنش عمدتا توالی های LEA4 و LEA2 را در بر دارند.

    کلیدواژگان: برنج، پروتئین هایLEA، تنش، جو، مطالعات بیوانفورماتیک
  • یدالله بداخشان*، لادن عمادی، سعید اسماعیلی ماهانی صفحات 183-196
    هدف

    استرس گرمایی یکی از چالش های جدی در جوامع بشری و حیوانات  می باشد. استرس ها با تغییر مکانیسم های بدن سبب و زمینه ساز ایجاد بیماری ها می باشند. درجه حرارت بالای محیط، سبب ایجاد استرس حرارتی می شود که اثرات منفی بر عملکرد فیزیولوژیک دارد. یکی از آثار نهان استرس، تغییر در مکانیسم های سلولی و ملکولی می باشد. این تغییرات در دیانسفال به دلیل اهمیت این ناحیه در کنترل اطلاعات حسی ورودی به مغز (تالاموس) و مکانیسم های خودکار بدن (هیپوتالاموس) نتایج عمیقی در عملکرد حیوان دارد. از این رو هدف آزمایش بررسی تاثیر استرس گرمایی حاد بر بیان ژن BDNF[1] و سطح کورتیکواسترون خون بود.

    مواد و روش ها: 

    در این آزمایش تعداد 20 جوجه 7 روزه سن نر نژاد راس 308 به دو دسته تحت استرس گرمایی 39 درجه و دمای نرمال 30 درجه تقسیم و به مدت 5 ساعت تحت استرس گرمایی قرار گرفتند. در پایان جوجه ها با گاز ایزوفلوران بیهوش، خونگیری از سیاهرگ وداج انجام و کشتار شده  و ناحیه دیانسفال آنها برداشته شد و برای آنالیز بیشتر در یخچال منفی 80 درجه سانتیگراد نگهداری شد.  میزان بیان ژن BDNF به روش ریل تایم کمی و سایبر گرین اندازه گیری شد. سطح کورتیکواسترون خون با روش الایزا مورد سنجش قرار گرفت.

    نتایج

    در این آزمایش استرس گرمایی به طور معنی داری بیان ژن BDNF ناحیه دیانسفال را کاهش داد. اما سطح کورتیکواسترون خون جوجه های تحت استرس گرمایی به طور معنی داری افزایش نشان داد.

    نتیجه گیری: 

    این نتایج نشان می دهد که بین سطح کورتیکواسترون خون و بیان ژن BDNF رابطه معکوس وجود دارد. با توجه به این می توان رابطه مهمی میان استرس گرمایی و فعالیت محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-قشر آدرنال مشاهده کرد که با تاثیر بر بیان ژن فاکتور عصبی مشتق از مغز سبب اختلال در نقش حفاظت نورونی این پروتئین در مغز می گردد.

    کلیدواژگان: جوجه گوشتی، فاکتور رشد عصبی مشتق از مغز، کورتیکواسترون، استرس گرمایی
  • محمدرضا محمدآبادی*، حجت اسدالله پورنعنایی صفحات 197-214
    هدف

    بز کرکی راینی یکی از مهمترین نژادهای بز در ایران است. این حیوانات هم برای تولید گوشت و هم برای تولید کرک نگهداری می شوند. یکی از اقدامات اساسی در حیوانات اهلی مطالعه ژن ها و پروتئین های مرتبط با صفات اقتصادی و مطالعه آنها در سطح سلولی یا کروموزومی است. یکی از ژن های مهم لپتین است. لپتین به وسیله بافت چربی سفید تولید می شود و نقش مهمی در تنظیم مصرف غذا، تعادل انرژی، باروری و فعالیت های ایمنی بازی می کند. هدف این پژوهش مطالعه بیان ژن لپتین در بافت های چربی، کبد، کلیه، شش و قلب در بز کرکی راینی با استفاده از تکنیک Real Time PCR بود.

    مواد و روش ها

    از بافت های قلب، شش، کلیه، کبد و بافت چربی (از هر بافت 3 تکرار) از 6 بز کرکی راینی نمونه برداری انجام شد. از این بافت ها RNA کل استخراج شد. RNA استخراج شده در دمای منفی80 درجه سانتیگراد نگهداری شد. کیفیت و کمیت RNA بررسی و سنتز  cDNAانجام شد. واکنش Real Time PCR برای ژن لپتین و بتااکتین صورت گرفت. محصولات PCR روی ژل آگارز 5/1 درصد الکتروفورز شد. منحنی های ذوب و سطوح مختلف بیان در بافت های ذکر شده، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

    نتایج

    نتایج منحنی های Real Time PCR و مشاهده نتایج الکتروفورز محصولات PCR روی ژل آگارز نشان داد نشان داد که این ژن در تمامی بافت های بررسی شده بیان شده است و بیشترین سطح بیان در بافت چربی (5/4 برابر) و کبد (7/3 برابر) و کمترین سطح بیان در بافت های قلب (4/1 برابر) مشاهده شد. 

    نتیجه گیری:

     این نتایج می تواند نشان دهنده این امر باشد که لپتین در متابولیسم چربی نقش ویژه ای دارد. مطالعات بیشتری باید انجام شود تا نقش لپتین در فیزیولوژی ساخت و متابولیسم چربی و مواد دیگر مشخص شود. این امر کمک خواهد کرد تا مکانیسم هایی برای شناخت اثر فاکتورهای تغذیه ای و چربی های بدن در فرآیندهای مختلف درک شوند.

    کلیدواژگان: بیان، بافت، ژن لپتین، بز کرکی راینی
|
  • Zeinab Rostami, Arash Fazeli Pages 1-28
    Objective

    Scrophularia striata is a plant belonging to the Scrophulariaceae family. Due to the importance of phenylpropanoid compounds in this plant, identification and isolation of genes encoding cinnamate enzymes 4-hydroxylase (C4H) and chalcone synthetase (CHS) involved in the biosynthesis of these compounds and also, their expression under the influence of various abiotic elicitors was performed.

    Materials and methods

    Seeds of wild plants grown around the university were collected and were cultured in greenhouse conditions. Sampling was done before flowering stage. RNA extraction, cDNA synthesis, isolation and sequencing of CHS and C4H genes in the roots of this plant were successfully performed for the first time. The expression of these genes was performed under the influence of three salicylic acid (SA), jasmonic acid (JA) and gibberellic acid (GA) each at concentrations of 100 and 300 ppm using a completely randomized design at the transcript level by Real Time PCR method.

    Results

    The results showed that among the elicitors used, JA and SA with the concentration of 100 ppm had the greatest effect on increasing the expression of C4H and CHS genes so that in investigating the effect of the above-mentioned elicitors on the accumulation of phenylpropanoid compounds, this issue was partially confirmed. Also, in the study, increasing the concentration of JA and SA decreased the expression of C4H and CHS genes.

    Conclusions

    The general results of the use of elicitors on gene expression and accumulation of secondary metabolites showed that the external use of stimulants in appropriate concentrations, possibly through the induction of the plant immune system, can play a role in the biosynthesis and accumulation of valuable secondary metabolites such as phenylpropanoid compounds in the roots of Scrophularia striata and subsequently identifying and analyzing the expression of genes involved in the biosynthesis of such valuable compounds can be effective in complementary basic research for use in the pharmaceutical and food industries.

    Keywords: Scrophularia striata, Elicitor, Chalcon synthase, Cinnamat 4-hydroxylase, Phenylpropanoid
  • Masoume Vakili Azghandi, Mohammadreza Nasiri *, Shahrokh Ghovvati, Ali Javadmanesh Pages 29-56
    Objective

    Due to high cytotoxicity effect, ribonucleases (RNases) are known as pharmacological agents with therapeutic potential. The high potential of these enzymes in the destruction of RNA strand and their other substrates and subsequently, cell destruction or cessation of cell division causes a very high cytotoxic effect of this enzyme in various cancer cells. Hence, this review investigates the therapeutic applications of ribonucleases, cell pathways and their mode of action as cytotoxic agents in order to pay attention to them in researches related to the health and therapy fields.

    Materials and methods

    In this study the keywords such as cancer, ribonuclease, ribonuclease inhibitor and RNA were used to search in databases including Scopus, SID, IranDoc, PubMed, Google Scholar, Web of Science and IranMedex. In order to select the documents used, all articles published in non-English and Persian languages, duplicate articles, articles that could not be accessed to the full text, as well as articles that were presented as abstracts were removed. Finally, the selected cases were thoroughly studied and summarized in order to prepare the current review.

    Results

    The study and review of research conducted showed that ribonucleases have the ability to kill tumor cells and that these enzymes have antiviral properties. Bovine pancreatic ribonuclease (RNase A), bovine seminal ribonuclease (BS-RNase), Onconase, and angiogenin are known as RNases with high antitumor activity which exert cytotoxic activity on cancer cells selectively by involving different cellular pathways and/ or enhance the cytotoxicity by mutation. Also, the study of articles related to the function of ribonucleases showed that the investigation of genetic pathways of synthesis and mechanisms of cytotoxicity in these enzymes will provide the development of new pharmaceutical products in the future. Utilization of engineering processes and chemical changes in ligand / receptor structure may increase the toxicity of ribonuclease molecules in order to select cytotoxic pathways on malignant cells. Therefore, it is necessary to discover the therapeutic potential and to study in detail the therapeutic values of ribonucleases.

    Conclusions

    Ribonucleases are potentially bioavailable drug candidates, and in regard to their toxicity, which is based on the selective hydrolysis of intracellular RNA molecules and specific cell membrane recognition processes, these enzymes can be used as anti-tumor drugs or therapeutic agents.

    Keywords: Ribonuclease, cytotoxicity, drug candidate, cellular pathways
  • Atefeh Nouri, Alireza Etminan *, Maryam Golabadi, Ali Ashraf Mehrabi, Abdolmajid Rezaee Pages 57-74
    Objective

    The importance of wild relatives in wheat breeding has caused a lot of investigations to study the genetic diversity and population structures in different species of wild wheat, using various molecular markers. The purpose of this study was to investigate the molecular diversity of 90 different accessions of Aegilops tauschiiand analyzing the genetic structure for clustering the populations using CAAT box-derived polymorphism (CBDP) markers.

    Materials and methods

    In the present study, the genetic diversity and population structure of 90 different accessions of Ae. tauschii collected from different geographical areas of Iran, was evaluated using 12 CBDP primers.

    Results

    Based on the results, the 12 primers amplified 141 bands in which 91 were polymorphic with an average of 7.58 bands pre primer. The polymorphism information content (PIC) and marker index (MI) for the CBDP primers ranged from 0.40 to 0.49 and 1.49 to 4.99, respectively. Primers CB9, CB12 and CB1 showed a high efficiency in genetic discrimination of evaluated accessions. Population structure analysis classified evaluated accessions into three main groups with 10, 18 and 30 accessions respectively and other accessions recognized as a mixture accessions. In this study, subpopulation NO.1 had the highest values of genetic diversity indices such as number of effective alleles (Ne), Shannon index (I) and heterozygosity (He). Among Ae. tauschii populations a very low genetic differentiation (Gst: 0.03) and high gene flow (Nm: 18.58) were observed. The dendrogram resulted from cluster analysis categorized the assessed accessions into three clusters which accordance with genetic structural analysis results.

    Conclusions

    Overall, the results of different parameters showed that the CBDP, is an appropriate marker system for assessing the genetic diversity of Aegilops tauschii accessions. Regarding to the results of genetic structural analysis and diversity parameters, a conservation program is recommended for management of Aegilops germplasm as a valuable genetic resource in the wheat breeding programs.

    Keywords: Diversity, wild wheat, Population structure, germplasm management
  • Iman Nik Aeein, Gholamreza Sharifi Sirchi *, Iraj Sharifi Pages 75-91
    Objective

    Leishmaniasis is one of the most prevalent parasitic unicellular diseases worldwide, which is common between human and animal. At present, antiviral compounds such as glucantime and amphotericin B are used to treat cutaneous leishmaniasis. In many cases, herbal remedies do not have any side effects and are both affordable and inexpensive. Therefore, finding a herbal medicine to treat leishmaniasis is one of the global goals. The aim of this study was to evaluate the anti-leishmanial activity of alcoholic extract of leaves of bay laurel (Laurus nobilis) on promastigote stage of Leishmania major by in vitro colorimetric method.

    Materials and methods

    Different concentrations of leaf extract of bay laurel were studied against L. major promastigotes compared to amphotericin B. L. major promastigotes were cultured in RPMI-1640 medium supplemented with 10 Percent FBS. Optical absorption (OD) was measured by ELISA method to determine 50 Percent inhibitory concentration (IC50) of drugs. Promastigotes were added to the 96-well plate and incubated for 72 h with different concentrations of bay laurel leaf extract and amphotericin B (800, 600, 400, 200, 50, 25 and 10 μg ml-1). Flow cytometry was used to evaluate apoptosis. All concentrations were incubated in MTT assay for 3 min and flow cytometric for 2 h. Statistical data were analyzed by Duncan, ANOVA and SAS software at P≤0.05.

    Results

    Maximum amount of apoptesis (97.35 Percent) in amphotericin B treatments as positive control was related to treatment 800 μg ml-1 concentration.  In leaf extract treatments of bay laurel, greatest amount of apoptosis (63.04 Percent) was related to treatment of 800 μg ml-1 concentration. CC50 of amphotericin B and leaf extract of bay laurel treatments was obtained in 129.6 and 200.5 μg ml-1 concentrations, respectively. Inhibitory concentration (IC50) of amphotericin B and leaf extract of bay laurel treatments was 18.5 and 589.5 μg ml-1 on L. major promastigotes.

    Conclusions

    The results were shown increased dose-dependent apoptosis based on flow cytometric.  The results of this study showed that proximity of L. major promastigotes and amphotericin B concentration treatments leads to apoptosis-like cell death, which increases with increasing drug concentration. According to the IC50 results of leaf extract of bay laurel and high its apoptetic efficiency, further studies are needed to evaluate its effective combinants of leaf extract on Leishmania parasite and also, to design clinical setting for this herbal drug.

    Keywords: Amphotericin B, Apoptosis, Colorimetric method, Laurus nobilis, Leishmania major
  • Marzieh Karimi, Behrouz Shiran *, Mohammad Rabiei, Hossein Fallahi Pages 93-114
    Objective

    Due to the low chilling requirement of almond, this plant encounters yearly with irreparable damages by late spring frost. The introduction of tolerant cultivars using genetic engineering methods, depends on the identification of molecular mechanisms involved in cold stress response. In recent studies the important role of small RNAs especially miRNAs have been confirmed in the response and adaptation of plants to biotic and abiotic stresses. Therefore, based on the sRNA sequencing results of almond, among identified cold-responsive miRNAs, in this study, the expression pattern of Pdu-miR319a and Pdu-miR398a-3p along with their targets were compared between two cold tolerant and sensitive genotypes of almond.

    Materials and methods

    The reproductive tissues of almond (anther and ovary) from H as tolerant genotype and Sh12 as sensitive variety were treated under 0 and -2 ᵒC. After RNA extraction and cDNA synthesis Real Time PCR was performed and expression data were analyzed by 2- ΔΔct method.

    Results

    MiR319a was identified with a positive regulatory effect in response to both cold stress levels in two genotypes. The downregulation of GAMYB-like was observed in both tissues of H under 0ᵒC and also in the ovary of Sh12 under 0 and -2 ᵒC. The expression of TCP4 was significantly increased in H under both stress levels. MiR398a-3p was detected with a negative regulatory effect in the H but the induction of CTR6 was observed in both tissues under -2ᵒC. In Sh12 the upregulation of miR398a-3p and the downregulation of CTR6 was observed.

    Conclusions

    Regarding to the differential expression of studied genes between two genotypes, in order to complete the molecular information about their function, it is recommended to examine their expression among other tolerant and sensitive varieties under different cold stress treatments, and followed by their function should be assessed using methods such as over expression, amiRNA technology and target mimicry.

    Keywords: Almond, Cold stress, Reproductive tissue, Expression pattern, MiRNA
  • Fatemeh Salabi *, Hadeih Jafari, Alireza Forouzan, Mohammad Nemati Pages 115-135
    Objective

    The occurrence of planned cell death or apoptosis as a protected method is controlled by a number of genes that used to remove unnecessary cells. This cellular event is involved in immune and disease-related systems. Apoptosis is a cellular regulatory mechanism that balances the effects of cell proliferation and cell death. In the path of apoptosis, many genes and molecules are involved. Recently, developments using the RNAseq technique have shown that microRNAs play an important role in regulating planned cell death or apoptosis. The purpose of this study was to identify key genes and micro-RNAs affecting the apoptosis pathway in Androctonus crassicauda scorpions.

    Materials and methods

    In this study, after transcriptome sequencing of venom glands of A. crassicauda scorpions using Illumina HiSeq 2000 platform and transcriptome assembly using Trinity software, the most important transcripts of the scorpion venom gland involved in apoptosis were identified using the KEGG database. Drawing of the apoptosis gene network with String software, analyzing the network of protein interactions and identifying key genes using cytoscape software and investigating the ontology of genes by the WebGestalt database were done. In addition, after identifying the scorpion microRNAs using homogeneous searches, the MRTarBase, TarBase, miRecords, and MirNet software programs were utilized to prediction of target genes and drawing a protein-microRNA interaction network.

    Results

    Three pathways associated with apoptosis were identified, and 103 proteins were extracted from those. The results of protein network analysis revealed that 30 key genes involved in apoptosis were identified that according to obtained results, the most effective key genes involved in apoptosis are Akt1, bsk, Jra, Dronc, and rl. The results of statistical analysis of protein-microRNA interaction network also showed that mir-7-5p microRNA has the highest value.

    Conclusions

    The results of this study showed that microRNAs play an essential role in the regulation of many genes in the apoptosis pathway and can be used to regulate the expression of genes.

    Keywords: Scorpion of Androctonus Crassicauda, apoptosis gene network, interaction of protein-microRNA
  • Miresmaeil Banifatemeh, Reza Darvishzadeh *, Sorour Arzhang Pages 137-158
    Objective

    Environmental stresses affect the growth and development of crops during the growing season. Soil salinity is one of the most important environmental stresses that reduce crop yield. Understanding the mechanisms of coping with stress in plants at the molecular level can be effective in providing an efficient way to improve stress-tolerant plants. To save energy, plants do not express all their genes, simultaneously. Rather, depending on environmental conditions, they activate genes that are needed in a particular situation. For instance, in response to salinity stress, the expression of several genes in plants including HKT1 and NHX1 transporters is changed. In this study, variation in the expression of ZmHKT1 and ZmNHX1 genes along with the ZmMYB30 transcription factor were investigated in two salt-tolerant and salt- sensitive maize lines with real time polymerase chain reaction technology.

    Materials and methods

    Maize salt-tolerant line (P14L2) and salt-sensitive line (MO17) seeds were grown in plastic pots containing perlite and peat moss in 2:3 ratios under controlled conditions in growth chamber, and Hoagland solution was used to irrigate plants. In the eight-leaf stage, salinity stress from NaCl source was gradually applied to half of the pots starting from a concentration of 5 ds/m for three days, and from the fourth day onwards, salt stress was applied at a concentration of 8 ds/m for 7 days. The other half was used as control. Then, 24 hours (as short-time salt stress) and 7 days (as long-time salt stress) after the salinity stress, the roots and leaves of the plants were sampled in liquid nitrogen. RNA extraction was performed from leaf and root samples, and cDNA was then synthesized. Gene expression was assessed with real-time PCR. The Actin gene was used as the reference gene. The experiment was performed in 2 biological (experimental) and 3 technical (laboratory) replicates. Finally, the changes in the expression of genes were measured.

    Results

    Increased expression of ZmNHX1 gene in root tissue during the short-time and in leaf tissue during the long-time in the tolerant line, and also increased expression of ZmHKT1 gene in the root tissue during the long-time in the tolerant line compared to the sensitive line probably indicate a positive role of these genes in resistance to salinity stress in maize. The highest relative expression of MYB30 gene in both tolerant and sensitive lines was related to root tissue during the short-time, which over time a significant decrease in the expression of this gene was observed in both lines.

    Conclusions

    The results of this study can be potentially useful in maize breeding programs to produce salinity resistant cultivars.

    Keywords: abiotic stress, Corn, Real-time PCR, Salt resistance, transcriptome
  • Maryam Abdullinasab *, Mojtaba Mortezavi Pages 159-182
    Objective 

    Late embryonic accumulating proteins (LEAs) are proteins that involved in reducing Cellular injuries associated with dehydration and preventing cellular proteins from aggregation due to osmotic stress and freezing. Increased expression of some genes encoding these proteins has led to increased resistance to stresses such as dehydration, cold and salinity in many plants. Analysis of biological data with the using of bioinformatics tools plays an important role in the study of genes and proteins and predicts their function in response to the stress.

    Materials and methods 

    In this study, in order to study of LEA proteins in two important grasses (tolerant and sensitive to drought), the interest sequences are obtained from different data bases and the phylogeny tree are drown using ClustalW software. After the investigation of classes in different groups, the short sequences deleted and some sequences were selected. The information about sequence characteristics, their motifs, prediction of intracellular location, analysis of hydrogen and non-hydrogen bands and prediction of biological process and molecular activity obtained using ProtParam, EXPASY, MEME and SMART, Wolf PSORT, PIC, WHAT IF databases and Blast2GO software. The 3D structure of these proteins was modeled using Discovery studio, HyperChem, MODELLER v10 and SPDBV software.

     Results

    The results were grouped the proteins into seven distinct groups with the highest number of sequences in dehydrin group. Most proteins had small size with less than 30 kDa. Also, the most sequences showed high surface charge, because of their hydrophilicity and flexible structure to form a chaperone structure to protect the cell membrane from stress. The study of intracellular location showed that most of proteins are located in the cell nucleus. Also, the motif study demonstrated the conserved sequences among members of the same group. The prediction of molecular activity and biology indicated the role of these proteins in the tolerance to the stress including drought and protein folding through bindings or catalytic activity.  

    Conclusions

    Barley as a stress-resistant plant mainly involved the dehydrin sequences and rice as a stress-sensitive plant mainly contains the LEA4 and LEA2 sequences.

    Keywords: Barley, Bioinformatics studies, LEA proteins, rice, Stress
  • Yadollah Badakhshan *, Ladan Emadi, Saeid Esmaeili Mahani Pages 183-196
    Objective

    Temperature is a critical variable in health and disease. Thermal stressors such as heat stress elicit neuroendocrine responses including activation of the HPA axis .Heat stress is a challenge for animal and human society. It has been shown that brain monoaminergic system is changed during acute and chronic heat stress condition. Commercial and domestic poultry are very susceptible animals to the heat stress. High environmental temperature led to heat stress condition and had negative effect on physiological performance. One effect of heat stress is changed molecular and cellular mechanisms. These changes in diencephalon, as an awaking center (thalamus) and autonomic mechanisms center (hypothalamus), have profound physiological performance results. However the goal of experiment was to investigate effect of heat stress on diencephalic BDNF gene expression and blood corticostrone level.

    Materials and Methods

    In this experiment, 20 seven-day-old male chicks divided in 1- heat stress group (10 chicks) and 2- control group (10 chicks in normal temperature condition). Heat stress induced by 39 C◦ and continued to 5 hours. Control group temperature was 30 C◦. At the end of 5 hours duration, chicks was anesthetized with Isofluran gas and killed. Blood gathered from jugular vein. Brain dissected and diencephalon was frozen in liquid nitrogen immediately. Blood corticosterone level was measured by ELIZA method, BDNF gene expression assayed by quantitative real time PCR technique with the SYBR green method.

    Results

    In this experiment, heat stress significantly reduced diencephalic BDNF gene expression. However, corticosterone level significantly elevated in heat stress exposed chicks. It would be able to say that there is a relation between BDNF gene expression and blood corticosterone concentration.

    Conclusions

    These results showed changes in BDNF gene expression during heat stress condition is associated to blood corticosterone level elevation. Taken together, the results showed that a significant relationship between Hypothalamus-Hypophysis- Adernal cortex activity during acute heat stress condition and diencephalic BDNF gene expression as a neuroprotective agent of brain.

    Keywords: Broiler chick, Brain derived neurotrophic factor (BDNF), Corticosterone, Heat stress
  • Mohammadreza Mohammadabadi *, Hojjat Asadollahpour Nanaei Pages 197-214
    Objective

    Raini Cashmere goat is one of the most important goat breeds in Iran. These animals are breed both for meat production and cashmere production. One of the basic measures in the domestic animals is the study of genes and proteins associated with economic traits and their study at cellular or chromosomal levels. One of these important genes is the leptin. Leptin is produced by white adipose tissue and plays an important role in the regulation of feed intake, energy balance, fertility and immune functions. The aim of this research was to study leptin gene expression in adipose tissue, liver, kidney, lung and heart of Raini Cashmere goat using Real Time PCR technique.  

    Materials and methods 

    Tissue sampling from heart, lung, liver, kidney and adipose tissue (3 replicates from each tissue) of 6 animals was performed and RNA was extracted. Extracted RNA were immediately stored at -80°C.The Quality and quantity of RNA were evaluated and cDNA was synthesized and Real Time PCR was performed. PCR Products were electrophoresed on 1.5% agarose gel. Melting curves from Real Time PCR were examined and were evaluated different levels of expression in the studied different tissues.

     Results 

    The results of Real Time PCR curves and observation of electrophoresis of PCR products on agarose gel showed that the leptin gene was expressed in all the tested tissues and the highest level of expression was observed in adipose tissue (4.5) and liver (3.7) and the lowest level was detected in heart (1.4).  

    Conclusions

    These results may show that leptin plays a particular role in fat metabolism. Further studies are needed to clarify role of leptin in the physiology of fat metabolism and other materials. This would help us to better understand the mechanisms for the known effect of nutritional factors and body fatness on various functions.

    Keywords: Expression, tissue, Leptin gene, Raini cashmere goat