فهرست مطالب

نشریه زیست فناوری گیاهان دارویی
سال هشتم شماره 1 (بهار و تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • کیوان آقایی*، علی عمارلو، سعید تقیلو صفحات 11-30

    گیاه آرتیشو (Cynara scolymus L.)  با نام عمومی کنگر فرنگی، گیاهی چند ساله، علفی و از خانواده گل ستاره ای ها (Asteraceae) می باشد که هم خواص دارویی داشته و هم به عنوان علوفه مورد استفاده قرار می گیرد. به نظر می رسد سن گیاه و زمان برداشت اندام های گیاهی در کمیت و کیفیت محصولات گیاهی و مواد ثانویه آنها نقش مهمی دارد. به منظور بررسی اثر سن مزرعه یا گیاه بر برخی صفات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و متابولیتهای ثانویه کنگر فرنگی، پژوهشی درقالب طرح کاملا تصادفی (با توجه به بررسیهای مقدماتی یکنواختی قطعات مورد مطالعه و نبود تاهمگونی فاحش)، با سه تکرار در مزرعه گیاهان دارویی پژوهشکده فناوریهای نوین زیستی دانشگاه زنجان انجام شد. با توجه به بررسیهای مقدماتی یکنواختی کامل قطعات مورد مطالعه)، دو مزرعه کنگر فرنگی یک ساله و دو ساله به عنوان تیمارهای آزمایش در نظر گرفته شدند. سپس از هرمزرعه، سه کرت به صورت تصادفی انتخاب و نمونه های گیاهی از چند بوته تهیه گردید. نتایج نشان داد، صفاتی مانند وزن خشک برگ، طول و عرض برگ، میزان رنگیزه های کلروفیلی و کاروتنوئیدی، پروتئین های محلول ریشه و کربوهیدرات های محلول ریشه در گیاهان دو ساله بیشتر از یک ساله بودند در حالیکه مقدار پروتئین های محلول برگ، کربوهیدرات های محلول برگ و نیز تعداد متابولیت های ثانویه با افزایش سن گیاه کاهش نشان دادند. ترکیباتی مانند دی متیل بوتادی انیل (18/26 %)، پنتاکوزا دی نوئیک اسید (24/21%)، اینوسیتول (97/10%) و تترامتیل اکتاهیدرونفتالن (61/9%) فراوان ترین ترکیبات تشکیل دهنده عصاره برگ در سال اول و سیلو اینوزیتول (01/59%)، متیل هگزا دکا تترا نوایت (46/20%)، ایزوپروپونیل متانول (2/5%) و گلوکوپیرانوز با 71/4% عمده ترین ترکیبات عصاره برگ گیاه آرتیشو در سال دوم بودند. بطور کلی با توجه به نتایج این تحقیق می توان گفت که سن گیاه اثرات قابل توجهی را بر صفات رشدی، بیوشیمیایی و به خصوص ترکیبات ثانویه گیاه آرتیشو دارد.

    کلیدواژگان: آرتیشو، اینوزیتول، پروتئین های محلول، مواد موثره، سن گیاه
  • کیوان آقایی*، علی عمارلو، محسن فتحی صفحات 31-49

    زعفران (Crocus sativus L.) یکی از قدیمی ترین گیاهان دارویی و چاشنی در جهان است. لذا به منظور بررسی اثر سن مزرعه بر برخی صفات فیزیولوژیکی و متابولیت های ثانویه زعفران، پژوهشی به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی گیاهان دارویی دانشگاه زنجان اجرا گردید. در این پژوهش، سه مزرعه زعفران با سنین زیستی یک ساله، دو ساله و پنج ساله به عنوان تیمارهای آزمایش در نظر گرفته شدند. سپس از هر مزرعه، سه کرت به صورت تصادفی انتخاب و صفات مورد نظر اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد، با افزایش سن مزرعه، وزن تر بوته و وزن خشک کلاله افزایش یافت و در مزرعه با سن پنج سال بیشترین مقادیر از نظر صفات فوق مشاهده گردید در حالیکه میزان پروتئین های محلول، قندهای محلول و رنگیزه های فتوسنتزی کلروفیلی و کاروتنوئیدی در سال اول بیشترین مقدار و در سال پنجم کمترین مقدار را نشان دادند. تعداد ترکیبات ثانویه شناسایی شده با افزایش سن گیاه کاهش نشان داد بطوریکه در زعفران های یک ساله 26 ترکیب و پنج ساله 15 ترکیب شناسایی گردید. در گیاهان یکساله، پروپانوئیک اسید به میزان 05/18 درصد، در گیاهان دو ساله، کامفور سولفونیل کلراید (C10H15ClO3S) به میزان 9/37 و در گیاهان مزارع پنج ساله، سیکلو هگزا دی ان کربوکسی آلدهاید با 31/19 درصد عمده ترین ترکیبات تشکیل دهنده عصاره بودند. به طور کلی سن گیاه عامل مهمی در تعداد ترکیبات و نوع و درصد ترکیبات ثانویه موجود در گیاهان زعفران بوده و در موقع برداشت زعفران باید به این موضوع نیز توجه کرد.

    کلیدواژگان: پروتئین های محلول، ترکیبات ثانویه، رنگیزه های فتوسنتزی، زعفران، سن مزرعه
  • سیروس قبادی*، نوشین بیجاری، کتایون درخشنده صفحات 51-86

    داروی ایرینوتکان به عنوان یکی از موثرترین داروهای ضد سرطان برای درمان سرطان کولورکتال شناخته می شود. در این مطالعه، نقش آلبومین سرم انسانی (HSA) به عنوان یک بیوپلیمر پروتئینی و سیستم دارو رسانی ایمن در اتصال به ایرینوتکان مورد بررسی قرار گرفت. پیوند شدن ایرینوتکان بهHSA  به کمک روش های مختلف مانند فلوئوریمتری، دو رنگ نمایی دورانی (CD)، طیف سنجی فرو سرخ (FT-IR) و داکینگ مولکولی بررسی شد. تجزیه و تحلیل طیف های فلوئورسانس نشان داد که ایرینوتکان توانایی خاموش کردن طیف فلوئورسانس ذاتی HSA را از طریق مکانیسم خاموش کنندگی پایا دارا می باشد. پارامترهای پیوندی بر پایه معادله تغییر یافته اشترن-ولمر (Stern-Volmer)، برآورد شدند و تغییرات آنتالپی (ΔH°) و آنتروپی (ΔS°)  به ترتیب kJ mol−1 11/19- وJ mol−1 K−1  80/13محاسبه گردید. تجزیه و تحلیل پارامتر های ترمودینامیکی اتصال نشان داد که پیوند های هیدروژنی و میان کنش های آب گریزعامل اصلی پایدارسازی کمپلکس ایرینوتکان-HSA می باشند. آزمایش های نشانگرهای رقابتی نشان داد که دارو به جایگاهI  در HSA پیوند می شود که با داکینگ مولکولی مورد تایید قرار گرفت. فاصله (r) میان HSA و ایرینوتکان بر پایه تئوری انتقال انرژی غیرتابشی فورستر (Förster) تعیین شد. آنالیز کمی طیف های CD فرابنفش-دور و FT-IR نشان داد که ایرینتوتکان موجب القای تغییراتی در ساختارهای دوم و سوم پروتئین شده است.

    کلیدواژگان: آلکالوئید، خاموش کنندگی فلوئورسانس، انتقال انرژی رزونانس فلوئورسانس، آلبومین سرم انسانی، ایرینوتکان
  • حسین ربی انگورانی* صفحات 87-98

    مرزه سهندی یکی از گیاهان خانواده نعناعیان و بومی ایران است که در شمال غرب و غرب کشور پراکندگی دارد.به عنوان ادویه و طعم دهنده مواد غذایی در صنایع کنسرو و نوشابه و فرآوری گوشت استفاده می شوداین گیاه اثرات دارویی داشته،آرام بخش و خواب آور می باشد، به منظور بررسی ترکیبات اسانس در رویشگاه ارتفاعات  کوه بلقیس واقع در جنوب غرب استان زنجان  پس از انتخاب نمونه مناس ب گیاهی  کل پیکره رویشی گیاه در مرحله تمام گل گیاه  برداشت و پس از خشک شدن در شرایط سایه اتاق به شکل مخلوط همگن پودر شده و اسانس آن به روش تقطیر با آب استخراج گردید. سپس اجزاء تشکیل دهنده اسانس با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی متصل به طیف نگار جرمی(GC-MS) مورد شناسایی و اندازه گیری مقدار اجزاء قرار گرفت. نتایج حاصل بیان داشت که اسانس حاصل از پیکره رویشی خشک گیاه دارای رنگ سفید مایل به زرد با بازده 4/3 درصد بود، نتایج نشان داد که اسانس این گیاه در دامنه کوه بلقیس در ارتفاع مورد نظر از 46 ترکیب تشکیل شده است که 22 ترکیب نماینده 61/89 درصد کل اسانس بودند. مهمترین ترکیبات اصلی شناسایی شده و غالب در اسانس عبارتند از:  دی لیمونین (6.54%)، 1و8-سینئول (اکالیپتول) (67/16%)،ال-منتون (12/9)،4-کارن (78/5)، آلفاتریپنول (28/5)،پولگون (94/7) ،کارواکرول (02/6) بودند.یافته های این پژوهش در خصوص گیاه مرزه سهندی برای اولین بار در زنجان نشان داد که ترکیب شیمیایی این گیاه بسیار پر تعداد و متنوع در شرایط اقلیمی مورد بررسی می باشد.

    کلیدواژگان: پولگون، فیتوشیمی، اسانس، 1و8-سینئول، کارواکرول
  • آرمان حق نظری*، محمدرضا عظیمی صفحات 99-109

    گیاه دارویی باریجه  با نام علمی Ferula gummosa  یکی از گیاهان دارویی مهم ایران و از گیاهان رو به انقراض دنیا است. یکی از دلایل تهدید ژرم پلاسم باریجه خواب طولانی بذر و قوه نامیه بسیار پایین  و برداشت بی رویه آن می باشد. در این تحقیق که در قالب طرح کاملا تصادفی  با 3 تکرار و3 تیمار در پژوهشکده فناوری های نوین زیستی دانشگاه زنجان انجام شد جنین های گیاه باریجه توده  استان فارس از بذر ها استخراج شده و  به منظور پیدا کردن بهترین غلظت محیط کشت بر میزان رشد در محیط های MS با غلظت های 2/1-4/1و محیط MS کامل کشت شدند. پس از گذشت 30روز صفاتی از قبیل طول گیاهچه، وزن گیاهچه و درصد جوانی زنی در هر محیط اندازه گیری و باهم مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که  میزان رشد این گیاه در محیط های با غلظت یک چهارم از محیط موراشیگ و اسکوگ بیشتر  از دو غلظت مورد مطالعه است. با توجه به منابع در دسترس و منتشر شده، نتایج این تحقیق برای اولین بار در موضوع اثر غلظت محیط کشت بر روی شاخص های جوانه زنی و رشد گیاهچه ی باریجه گزارش میگردد.

    کلیدواژگان: گیاهان دارویی، زیست فناوری، باریجه، ریزازدیادی
  • آرمان حق نظری*، محمدرضا عظیمی صفحات 110-125
    فناوری بذر مصنوعی روشی نوین در زیست فناوری است که به کمک آن بذرهای مصنوعی با استفاده از مواد و فرایندهای مختلف تولید و کپسوله می شوند. این بذرها معمولا از طریق کپسوله کردن بخش های رویشی گیاه یا جنین های سوماتیکی ایجاد می شوند و برای  کپسوله کردن آن ها از مواد پلیمری مانند آلژینات سدیم استفاده می شود. یکی از مزیت های این بذرها این است که امکان کشت آسان تر و بهتر برخی گیاهان مخصوصا گیاهانی که شرایط جوانه زنی سخت تر به دلیل خواب یا عوامل محیطی را دارند به ما می دهد. با این حال استفاده از فناوری بذر مصنوعی با چالش هایی همراه است که این چالش ها شامل اثرات روی محیط زیست، هزینه های تولید و مسایل فنی مانند بهبود فرایند کپسوله سازی و کیفیت بذرهای مصنوعی اند. در این مقاله ضمن معرفی بذرهای مصنوعی و روش های تولید، مواد مورد استفاده برای کپسوله کردن و اصول کپسوله کردن مزایا و چالش های وارد بر این بذرها بررسی شده و برخی شرکت های فعال در زمینه بذر مصنوعی و گیاهانی که بذر مصنوعی از آن ها تولید شده معرفی شدند تا در بهبود و پیشرفت این فناوری مطالعه شود.
    کلیدواژگان: بذرکپسوله شده، بذر مصنوعی، کشت بافت، بیوتکنولوژی، آلژینات
|
  • Keyvan Aghaei *, Ali Ammarlou, Saeed Taghiloo Pages 11-30

    Artichoke (Cynara scolymus L.), is a perennial herbaceous plant belonging to the Asteraceae family, which has both medicinal and nutritional properties. It seems that harvesting time has an important effect on the quantity and quality of plant products especially on secondary metabolites. In order to analysis of plant or field age on some physiological, biochemical and secondary metabolites characteristics of artichoke, a research project was carried out in a completely randomized design at the research field of medicinal plants at the University of Zanjan. One-year old and two-year old artichoke farms were selected as experimental treatments, and then three plots were randomly selected from each farm in which the plant specimens were taken and the desired traits were measured. According to the results some traits such as: leaf dry weight, leaf length and width, amount of chlorophylls and carotenoids, root soluble proteins and carbohydrates increased at second year old plants. However; shoot soluble proteins and carbohydrate and also the total number of extracted secondary metabolites were decreased by increasing of plant age. D-methyl Buta Dienil (26.18 %), Pentacosadiynoic acid (21.24%), Inositol (10.97%) and Tetramethyl-octahydronaphthalen (9.61%) were the major compounds of one-year old artichoke plants and scyllo inositol (59.01%), methyl-hexadecatetra enoate (20.46%), isopropenyl-methanol (5.2%) and glucopyranose (4.71%) were the major components two-year old artichoke plant leaf extract.  It can be concluded that plant age has noticeable effects on growth and biochemical and specially on secondary metabolites properties of artichoke.

    Keywords: Cynara Scolymus L, Inositol, Plant Age, Secondary Compounds, Soluble Proteins
  • Keyvan Aghaei *, Ali Ammarlou, Mohsen Fathi Pages 31-49

    Saffron (Crocus sativus L.) is one of the oldest medicinal and spice plants in the world. In order to investigate the effects of plant age on secondary metabolites and some physiological factors of saffron, a research project was conducted in a completely randomized design with three replications at the research field of medicinal plants of the University of Zanjan. Three saffron farms with different biological ages of one, two and five years old were selected as experimental treatments, and then three plots were randomly selected from each farm and the desired traits were measured. Results showed that, increasing of the age of saffron plants in this experiment increased fresh weight of plant and dry weight of stigma. 5-yraes old plants showed the highest amounts of these traits. Whereas, the contents of soluble proteins and sugars and photosynthetic pigments were higher at first year and decreased by increasing of plant age. Number of secondary metabolites decreased when the age of plants increased as in one–year old saffron plants 26 metabolites and in 5-year old plants only 15 metabolites were detected. Loliolid (18%) and thymol (17%) in 1-year old plants and thymol (19%) and camphor (14%) in 5-year old plants showed the highest level among all detected secondary compounds. Generally according to these results, plant age has an important effect on the number and kinds of secondary metabolites in saffron which should be considered at the time of saffron harvesting.

    Keywords: Field Age, Photosynthetic Pigments, Saffron, Secondary Metabolites, Soluble Proteins
  • Sirous Ghobadi *, Noushin Bijari, Katayoun Derakhshandeh Pages 51-86

    Irinotecan is considered to be one of the most effective anticancer drugs for colorectal cancer therapy. In this study, the role of human serum albumin (HSA), as a protein biopolymer and safe drug delivery system, in the binding of irinotecan was surveyed. The interaction between irinotecan and HSA has been studied by fluorimetry, circular dichroism (CD) and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy as well as molecular docking study. By the analysis of the fluorescence spectra, it was observed that irinotecan can quench the intrinsic fluorescence of HSA through a static quenching procedure. The binding parameters were determined according to the modified Stern-Volmer equation and the enthalpy change (ΔH° and entropy change (ΔS°) of binding were calculated to be -19.11 kJ mol−1 and 13.80 J mol−1 K−1, respectively. The Analysis of the thermodynamic parameters indicated that the hydrogen bonding and hydrophobic interactions played the dominant role in the stabilization of the irinotecan-HSA complex. The competitive site markers experiments indicated that the drug binds to the site I of HSA, confirmed by molecular docking. The distance, r, between the donor (HSA) and the acceptor (irinotecan) was obtained according to Förster’s theory of non-radiation energy transfer. The quantitative analysis of the far-UV CD and FT-IR spectra represented that irinotecan has induced some alterations in the secondary and tertiary structures of the protein.

    Keywords: Alkaloid, Fluorescence Quenching, Fluorescence Resonance Energy Transfer, Human Serum Albumin, Irinotecan
  • Hossein Rabbi Angourani * Pages 87-98

    Saffron (Crocus sativus L.) is one of the oldest medicinal and spice plants in the world. Several factors affect the growth and production of saffron including: age and the number of corms per surface area, soil texture, the time of plant culture, time and kind of irrigation, mineral nutrition and ecological factors. It seems that the quantity and quality of saffron products are greatly different at different plant ages. The plant or field age has important effect on growth indices of saffron and its secondary metabolites. In order to investigate the effects of plant age on secondary metabolites and some physiological factors of saffron, a research project was conducted in a completely randomized design with three replications at the research field of medicinal plants of the University of Zanjan. Three saffron farms with different biological ages of one, two and five years old were selected as experimental treatments, and then three plots were randomly selected from each farm and the desired traits were measured. Results showed that, increasing of the age of saffron plants in this experiment increased fresh weight of plant and dry weight of stigma. 5-yraes old plants showed the highest amounts of these traits. Whereas, the contents of soluble proteins and sugars and photosynthetic pigments were higher at first year and decreased by increasing of plant age. Number of secondary metabolites decreased when the age of plants increased as in one–year old saffron plants 26 metabolites and in 5-year old plants only 15 metabolites were detected. Loliolid (18%) and thymol (17%) in 1-year old plants and thymol (19%) and camphor (14%) in 5-year old plants showed the highest level among all detected secondary compounds. Generally according to these results, plant age has an important effect on the number and kinds of secondary metabolites in saffron which should be considered at the time of saffron harvesting.

    Keywords: Cineole, Carvacrol, Essential Oil, Phytochemistry, Pulegone
  • Arman Haghnazari *, Mohammadreza Azimi Pages 99-109

    Ferula.gummosa is one of the important medicinal plants in Iran and world. Today this plant is endangered in nature. One of the reasons for the threat is the long dormancy of galbanum seeds and its very low germination power, along with its uncontrolled harvesting. In this research, which was conducted in a completely randomized design with 3 replications and 3 treatments at the Biotechnology Research Institute of Zanjan University of Medical Sciences, galbanum plant embryos from Fars province were seprated from seeds and cultured to find the best concentration for growth in MS media with concentrations of 1/2-1/4 and complete MS media. After 30 days, traits such as seedling length, seedling weight, and percentage of germination in each medium were measured and compared. The results showed that the growth rate of this plant in MS1/4 media was higher than the two other concentrations . According to available published sources, the results of this study are reported for the first time on the effect of culture medium concentration on germination and seedling growth indices of Ferula.gummosa plant

    Keywords: Medicinal Plants, Ferula Gummosa, Biotechnology, Tissue Culture
  • Arman Haghnazari *, Mohammadreza Azimi Pages 110-125
    Artificial seed technology is a novel method in biotechnology where artificial seeds are produced and encapsulated using various materials and processes. These seeds are typically created by encapsulating plant meristems or somatic embryos, using polymer materials such as sodium alginate for encapsulation. One of the advantages of these seeds is the easier and better cultivation of certain plants, especially those with harder germination conditions due to dormancy or environmental factors. However, the use of artificial seed technology comes with challenges, including environmental impacts, production costs, and technical issues such as improving encapsulation processes and the quality of artificial seeds. This article introduces artificial seeds and production methods, the materials used for encapsulation, the principles of encapsulation, the advantages, and challenges faced by these seeds. Some companies active in the field of artificial seeds and the plants from which artificial seeds are produced are introduced to further study and advance this technology.
    Keywords: Synthetic Seed, Artificial Seed, Tissue Culture, Biotechnology, Alginate