فهرست مطالب
نشریه زیست شناسی کاربردی
سال سی و هفتم شماره 1 (بهار 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/03/01
- تعداد عناوین: 10
-
-
صفحات 1-13اثرات زیست محیطی تلفات کودهای نیتروژنی و هچنین کمبود آب و تنش خشکی باعث شده مدیریت کاهش تلفات و افزایش کارایی مصرف آب و نیتروژن از اهمیت ویژه ای برخوردار باشد. به منظور بررسی تغذیه نیترات آمونیوم و سولفات آمونیوم بر کارایی مصرف آب و نیتروژن در رازیانه آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتور اول شامل تاریخ کاشت در سه سطح (اول:23/12/96، دوم: 8/1/97 و سوم: 30/1/97) و فاکتور دوم محلول پاشی کود نیتروژن در سه سطح (سولفات آمونیوم (21 درصد نیتروژن)، نیترات آمونیوم (25 درصد نیتروژن) و بدون کود) با غلظت یک در هزار در مرحله شروع غنچه دهی بودند. نتایج نشان داد میزان کلروفیل کل و پروتئین دانه در هر سه تاریخ کاشت و در تیمار محلول پاشی نیترات آمونیوم و سولفات آمونیوم نسبت به شاهد اختلاف معنی دار داشت. افزایش درصد حرکت مجدد نیتروژن با کاهش عملکرد دانه همراه شد و این کاهش در عدم مصرف نیتروژن و مصرف سولفات آمونیوم با شیب بیشتری صورت گرفت. روند کاهش عملکرد بیولوژیکی با افزایش سهم فرایند حرکت مجدد نیتروزن ساقه در عملکرد از تابع نمایی Y=580e-0.13x پیروی کرد. در این مدل عملکرد بیولوژیکی اولیه 580 بود که با سهم فرایند حرکت مجدد نیتروزن ساقه در عملکرد اولیه 13/0- شیب کاهش را شروع کرد. کارایی مصرف نیتروژن در شرایط محلول پاشی نیترات آمونیوم و سولفات آمونیوم باعث شد کارایی مصرف آب به صورت خطی افزایش یابد اما در تیمار شاهد (عدم محلول پاشی) کارایی مصرف نیتروژن اثری بر کارایی مصرف آب نداشت.کلیدواژگان: پروتئین، تابع نمایی، عملکرد، کلروفیل کل و گرده افشانی
-
صفحات 14-27
گونه نپتا گچی (Nepeta eremokosmos Rech. F.) در فهرست گونه های در معرض خطر قرار گرفته است. درحالی که این گونه با زیستگاه های گچ سازگار است. برای درک بهتر نحوه سازش این گونه به خاکهای گچی مطالعات ریخت شناسی و ریز ریخت شناسی انجام گردید. آنالیز های همبستگی (RDA)، ضرایب همبستگی پیرسون بین متغیرها برای ارزیابی اثر عوامل محیطی بر فراوانی گونه N. eremokosmos استفاده شد. خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک از نظر فاکتورهایی شامل CaCO3، pH، EC، کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، فسفر و نیتروژن مورد بررسی قرار گرفت. ایدیوبلاست ها به وضوح در پارانشیم برگ این گونه مشاهده شدند. همچنین کریستال های معدنی مانند اگزالات کلسیم در پارانشیم برگ وجود دارد که گیاه را قادر می سازد به خوبی با خاک های گچی سازگار شود. محتوای کلسیم در زیستگاه های N. eremokosmos به طور معنی داری بیشتر از سایت های شاهد بود. عوامل EC،pH و نیتروژن تاثیر منفی بر فراوانی و توزیع این گونه دارند. یافته های ما نشان داد که پتاسیم، گچ، CaCO3 و درصد ماسه از بافت خاک نقش اساسی در فراوانی N. eremokosmos دارند. شناخت روابط بین متغیرهای محیطی و توزیع گونه N. eremokosmos به ما کمک می کند تا این یافته ها را برای ایجاد برنامه های حفظ و کشت این گونه در آینده به کار ببریم.
کلیدواژگان: پونه سای گچی، ایدوبلاست، خاک، سمنان، میکروسکوپ الکترونی روبشی -
صفحات 28-39مقدمه
آنزیم RNA پلیمراز باکتریوفاژ T7، در رونویسی و بیان پروتئین های نوترکیب استفاده می شود. این آنزیم به فاکتور دیگری برای شناسایی پیشبر نیاز نداشته، بسیار اختصاصی عمل می کند و فقط ژن های تحت کنترل پیشبر T7 را بیان می-نماید. این ویژگی ها موجب شده است که تولید آنزیم T7 RNA پلیمراز در بیوتکنولوژی بسیار پر اهمیت باشد.
مواد و روش هادر این تحقیق، برای تولید انبوه و کم هزینه این آنزیم، سویه باکتریوفاژ T7 به عنوان الگو مورد استفاده قرار گرفت. واکنش PCR با استفاده از آغازگر های اختصاصی که حاوی سایت برشی برای آنزیم های BamHI و EcoRI بود انجام گرفت. پس از الکتروفورز محصول PCR، ژن تکثیر شدهT7 RNA پلیمیراز و پلاسمید pGEX2TK توسط این آنزیم ها برش داده شدند و پس از خالص سازی، واکنش لیگاسیون بین آن ها صورت گرفت. پلاسمید نوترکیب pGEX-T7RNAPol با الکتروپوراسیون به باکتری E. coli منتقل شد. گزینش باکتری های حاوی پلاسمید نوترکیب به کمک PCR انجام گرفت.
نتایجپس از تایید پلاسمید حاصل، با برش آنزیمی و همچنین با PCR، توالی یابی آن انجام و درستی آن مطابق توالی ثبت شده در NCBI تایید شد. پلاسمید نوترکیب به منظور بیان پروتئین مورد نظر به باکتری E. coli سویه Rosetta منتقل شد. کلنی حاوی پلاسمید انتخاب وکشت شد. بیان پروتئین با القای IPTG در باکتری صورت گرفت و پس از استخراج به کمک SDS-PAGE تایید شد. این تحقیق پیش نیاز تولید تجاری و انبوه آنزیم T7 RNA پلیمراز می باشد که پس از بهینه سازی بیان و خالص سازی پروتئین، تولید تجاری و بومی آن انجام خواهد شد.
کلیدواژگان: آنزیم T7 RNA پلیمراز، باکتریوفاژ T7، پروتئین نوترکیب، رونویسی، سیستم بیانی -
صفحات 40-55مقدمه
براسینوستروئیدها نقش مهمی در مراحل جوانه زنی، رشد نشاء و عملکرد کمی و کیفی محصول دارند.
روش هااثرات پیش تیمار بذر گوجه فرنگی با اپی براسینولید بر شاخص های جوانه زنی، رشد نشاء در گلخانه و تاثیر محلول پاشی گیاه بر رشد بوته و عملکرد در مزرعه انجام شد. تیمارها در مرحله جوانه زنی و تولید نشاء شامل خیساندن بذر (پرایمینگ بذر) در آب مقطر (شاهد) و محلول اپی براسینولید با غلظت های 25/0، 5/0 و 75/0 میکرومولار به مدت 24 ساعت بود. نشاءهای حاصل از پرایمینگ بذر در اپی براسینولید (0، 5/0 و 75/0 میکرومولار) به مزرعه منتقل و پس از یک ماه، با غلظت های 0، 5/0 و 75/0 میکرومولار محلول پاشی شدند.
نتایج و بحث:
در مقایسه با شاهد، اپی براسینولید باعث بهبود درصد و سرعت جوانه زنی بذر و تمام پارامترهای فیزیولوژیکی و رشد نشاء گردید و اثر 75/0 میکرومولار شاخص تر بود. اثر اپی براسینولید بر پارامترهای اندازه گیری شده ی در مزرعه نیز بسیار چشمگیر بود. گرچه اثر پرایمینگ بذر به تنهایی در کلیه ی تیمارها نسبت به اثر محلول پاشی به تنهایی در کلیه ی مراحل، به طور معنی داری بهتر بود ولی ترکیب این دو تیمار در هر دو غلظت 5/0 و 75/0 میکرومولار نسبت به تیمارهای پرایمینگ بذر و یا محلول پاشی شاخص تر بود. تولید محصول گوجه فرنگی از ترکیب دو تیمار در غلظت 5/0 میکرومولار، 74 درصد و در غلظت 75/0 میکرومولار، 145 درصد، در مقایسه با شاهد افزایش نشان داد.
کلیدواژگان: پرایمینگ بذر، تنظیم کننده ی رشد گیاهی، محلول پاشی -
صفحات 56-74مقدمه
کیتوزان پلی ساکاریدی است که پاسخ های دفاعی گیاهان را القا کرده و بر افزایش سرعت رشد و تولید متابولیت-های ثانویه آن ها موثر است. ریحان (Ocimum basilicum L.) گیاهی دارویی است و از لحاظ مورفولوژیکی و ترکیبات ثانویه دارای تنوع زیادی است. با توجه به روند رو به رشد شوری و خطرات ناشی از آن و اهمیت گیاه ریحان در صنایع دارویی و غذایی، این پژوهش به منظور ارزیابی اثر کیتوزان بر برخی ویژگی های فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL) در گیاه ریحان تحت تنش شوری انجام شد.
روش هاپس از تیمار کیتوزان با غلظت 200 میلی گرم در لیتر، گیاهان تحت تنش شوری در چهار سطح صفر، 25، 50، 100 و 150 میلی مولار قرار گرفتند. سپس فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز، پاسخ های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاه ریحان تحت تاثیر کیتوزان در برهم کنش با سطوح مختلف تنش شوری مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج و بحث:
تنش شوری اثرات منفی بر کلروفیل کل و محتوای کاروتنوئید داشت ولی باعث افزایش محتوای فلاونوئید شد. بعلاوه کیتوزان در سطوح بالای شوری موجب افزایش کلروفیل کل و در تمام سطوح شوری سبب افزایش کاروتنوئید شد. آنزیم کاتالاز و پراکسیداز و میزان پتاسیم نیز در تیمارهای کیتوزان افزایش یافت که نشان دهنده افزایش پاسخ های دفاعی گیاه به شوری است. کیتوزان همچنین منجر به افزایش فعالیت آنزیم PAL شد، از آنجایی که این آنزیم در مسیر بیوسنتز فنیل پروپانوئیدها کلیدی است میزان متیل کاویکول اسانس را افزایش داد. به طور کلی کاربرد کیتوزان بر ترکیبات ثانویه گیاه ریحان در جهت افزایش تحمل استرس شوری اثرگذار بود.
کلیدواژگان: خانواده نعناعیان، فنیل پروپانوئید، کلرید سدیم، مالون دی آلدئید -
صفحات 75-86مقدمه
اگر چه همه گیاهان گلدار در مراحل مشابهریخت زایی دراندام های رویشی و برخی مراحل دراندام های زایشی مشترک هستند،اما در میان گونه ها و حتی درون افراد یک گونه هم امکان پاسخ های ناهمگن از لحاظ شرایط نمو اندام های مختلف وجود دارد که در نتیجه فعال سازی یا سرکوب بیان ژن ها است .شناخت مراحل نمو گل راهی مناسب برای فهم تمایز سلولی و مکانیسم های ژنتیکی لازم برای اندام زایی و ریخت زایی در گیاهان است.هفت بند هلویی (L. (Polygonum bistorta از خانواده علف هفت بند Polygonaceae گیاهی دارویی است که مطالعات کمی روی ساختار تشریحی آن وجود دارد. هدف از این پژوهش بررسی ساختار تشریحی و تکوین برخی اندام های رویشی و زایشیدرجمعیت جمع آوری شده از استان همدان بود.
روش هااز رنگ آمیزی های کارمن-زاجی، سبز متیل و هماتوکسیلین-ائوزین جهت بررسی بافت شناسی گیاه استفاده شد. عکس میکروسکوپ الکترونی از گرده نیز تهیه شد .
نتایج و بحث:
بررسی ها نشان داد که سیستم آوندی ریشه و ساقه مشابه ساختار معمول این اندام ها در دولپه ای ها بوده، در ساقه آوندها بصورت هم کنار (کولترال) و در ریشه متناوب و پنتارش هستند. رگبرگ میانی چهار گوش و مزوفیل نردبانی و دارای حفرات هوا وسیع می باشد. مریستم رویشی گنبدی و برجسته است. گل آذین سنبله، مادگی ناجور خامه، گرده ها کروی وسه شکاف منفذی Tricolpate هستند. تخمک پر خورش، میوه فندقه، برون بر با سلول های دیواره ضخیم لیگنینی، رویان رشد یافته که لپه ها حجم عمده دانه را پر می کنند. اگزالات کلسیم در اندام های مورد مطالعه دیده نشد.
کلیدواژگان: : ساختار تکوینی، مریستم زایشی، Bistorta، SEM -
صفحات 87-101مقدمه
آزوسپریلوم یکی از انواع میکرورارگانیسم های تثبیت کننده نیتروژن مولکولی است که در همیاری با ریشه گیاهان تیره غلات و گرامینه های دیگر، رشد و نمو آن ها را تقویت می کند. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر باکتری آزوسپریلوم ایراکنز (Azosprillum irakense) به همراه تیمار هورمون های اکسین (IAA) و یا جیبرلین (GA3) بر برخی شاخص های رشد و بیوشیمیایی در گیاهچه های برنج رقم هاشمی (cv.hashemi Oryza sative) و مشاهده روند کلونیزاسیون باکتری در سلول های ریشه است.
روش هابه این منظور ریشه گیاهچه های 21 روزه برنج پس از تلقیح با آزوسپریلوم با غلظت های مختلف) 0, 100, 200 (ppm IAA و GA3 به تنهایی و یا در ترکیب با یکدیگر (ppm IAA 200 ppm GA3+200) به مدت 4 هفته تیمار شدند.
نتایج و بحث:
روند کلونیزاسیون باکتری شامل تشکیل زیست لایه، اضمحلال دیواره، ورود باکتری به داخل لایه ی پوست ریشه و تشکیل کلنی های منفرد و پراکنده است. وزن خشک و تر ریشه و اندام هوایی، وزن خشک و تر کل و سرعت رشد نسبی در نمونه های تلقیح شده که با هورمون ها نیز تیمار شده بودند، افزایش معنی داری یافت که این افزایش بخصوص در تیمار ترکیبی هورمون اکسین و جیبرلین قابل توجه بوده است. هم چنین نتایج نشان داد که محتوای پراکسید هیدروژن در ریشه، پروتئین و قند محلول و فسفر در اندام هوایی و ریشه گیاهچه های تیمارشده به طور معنی داری در مقایسه با شاهد افزایش یافته است.
نتیجه گیریباتوجه به نتایج حاضر، کاربرد باکتری آزوسپریلوم ایراکنز به همراه غلظت ترکیبی هورمون ها برای افزایش عملکرد و رشد گیاهچه های برنج موثر است.
کلیدواژگان: :اضمحلال دیواره سلولی، آزوسپریلوم، اکسین، برنج، جیبرلین، شاخص های رشد -
صفحات 117-129
به دلیل مقاومت میکروبهای بیماری زا به داروهای رایج و از طرفی تمایل به نگهدارنده های با منشاء طبیعی محققین در پی یافتن عوامل ضد میکروبی با منشاء گیاهی به عنوان ترکیبات جایگزین هستند. هدف از این مطالعه بررسی ویژگی های و ضد قارچی عصاره های مختلف استخراج شده به روش های حلال اوتکتیک عمیق و اولتراسونیک بود. عصاره هسته و پوست انگور به روش های مسیریشن (Maceration extraction)، سونیکاسیون (sonication)، حلال های اوتکتیک عمیق (Deep eutectic solvents) و روش ترکیبی سونیکاسیون-حلال های اوتکتیک عمیق استخراج شد. خاصیت ضد باکتریایی و ضد قارچی با شاخص های اندازه قطر هاله مهاری و حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC) بر روی باکتری های Staphylococcus aureus، Salmonella typhimurium، Escherichia coli و Listeria monocytogenes و همچنین بر روی قارچ هایAspergillus flavus، Fusarium solani، Cladosporium و Penicillium citrinum ارزیابی و تعیین شد.کمترین مقدار مهارکنندگی (78/0) و کمترین مقدار کشندگی (56/1) میلی گرم بر میلی لیتر مربوط به عصاره های پوست و هسته استخراج شده به روش ترکیبی سونیکاسیون-حلال های اوتکتیک عمیق بود که نشان از کارایی این روش، نسبت به سایر روش های مرسوم می باشد (05/0≥p). لیستریا مونوسیتوژنز و استافیلوکوکوس اورئوس از باکتری ها و کلادوسپوریوم از قارچ ها در مقایسه با سایر میکروارگانیسم های مورد مطالعه بطور معنی داری دارای کمترین میزان غلظت مهار کنندگی و غلظت کشندگی بودند (05/0≥ p). عصاره هسته و پوست انگور استخراج شده به روش سونیکاسیون-حلال های اوتکتیک عمیق، از قابلیت بالاتری در کنترل و مهار رشد باکتری ها و قارچ های بیماریزا و عامل فساد برخوردار است و می تواند به عنوان یک روش استخراج کارا برای ترکیبات گیاهی استفاده شود.
کلیدواژگان: اولتراسونیک، حلال های اوتکتیک عمیق، ضد میکروبی، انگور قزل اوزوم -
صفحات 130-142مقدمه
از نظر اقتصادی، کیوی از جمله محصولات باغی صادراتی ایران با ارزش غذایی بالایی است که در سطح وسیع در شمال ایران کشت می شود. به نظر می رسد دستیابی به ارقام برتر کیوی از طریق اصلاح ژنوتیپ ها، گامی موثر در افزایش تولید کمی و کیفی میوه و رونق بیشتر کشاورزی و افزایش صادرات باشد. در این تحقیق، فرض بر این بود که بین ژنوتیپ های مورد آزمایش، از نظر برخی ویژگی های بیوشیمیایی و ریخت شناسی تفاوت وجود دارد؛ لذا با توجه به ارزش غذایی و اقتصادی بالای میوه کیوی طلایی، هدف از این پژوهش، ارزیابی مقایسه ای برخی شاخص های فیزیولوژیکی و آناتومیکی مرتبط با ارزش غذایی کیوی در دو ژنوتیپ کیوی طلاییY2) و (Y1 بود.
مواد و روش هابه این منظور، فاکتورهایی از جمله طول، عرض و شکل میوه، بافت های درونی میوه، کرک ها و عدسک ها، میزان مواد جامد محلول، اسید قابل تیتراسیون، سفتی بافت میوه، درصد ماده خشک، ویتامین C، محتوای فنل کل و ظرفیت آنتی اکسیدانی دو ژنوتیپ مذکور مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج و بحث:
نتایج این تحقیق نشان داد که ژنوتیپ Y2، بجز شاخص طعم میوه، در ویژگی های دیگر از قبیل اندازه میوه، نسبت گوشت خوراکی میوه به مغز آن، تراکم کرک های کوتاه و کرک های بلند منفرد و همچنین از نظر برخی ویژگی های کیفی و فیزیولوژیکی از جمله درصد ماده خشک، سفتی بافت میوه، میزان ویتامین C، محتوای فنل کل و ظرفیت آنتی اکسیدانی از محتوای بالاتری برخوردار بود. بر اساس شاخص های مذکور می توان گفت که این ژنوتیپ زمینه تجاری سازی بهتری را نسبت به ژنوتیپ Y1 دارد.
کلیدواژگان: ارزش غذایی، کرک، کیوی، ویتامین C -
صفحات 152-170
ویروس موزائیک خیار با عامل (CMV)Cucumber mosaic virus از بیماریهای مهم خیار و بسیاری از محصولات دیگر به-شمار میرود که در سراسر جهان از جمله ایران سالانه میزان زیادی خسارت وارد میکند. در سال های اخیر کاربرد القاء کننده-های دفاعی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. لذا در پژوهش حاضر به منظور بررسی نقش سدیم نیترو پروساید (SNP) به عنوان یک محرک زیستی ترکیبات دفاعی، کدو به عنوان یک رقم حساس به ویروس موزائیک خیار انتخاب شد.مواد و روش هاگیاهان در مرحله دو برگی کامل به وسیله CMV با غلظت 50 میکرو گرم بر میلی لیتر مایه زنی و سپس 48 ساعت بعد گیاهان آلوده به CMV با SNP در سه غلظت 100، 200 و 300 میکرو گرم در میلی لیتر اسپری شدند. در نهایت میزان بیان ژن پروتئین پوششی و رپلیکاز ویروس، الگوی تظاهر ژن های دفاعی PAL، GPX1، LOX1، Pr1 و Pr3 و برخی ویژگی های فیزیولوژیکی کدو در سه تکرار از هفته ی اول تا سوم مورد ارزیابی قرار گرفت.نتایج و بحث نتایج نشان داد که در گیاهان تیمار شده با SNP روند تظاهر و بیان برخی از ژن های دفاعی مورد بررسی پس از تیمار CMV افزایش یافت، به طوریکه گیاهان آلوده به ویروس و سپس تیمار شده با SNP به صورت وابسته به غلظت اغلب تا هفته ی سوم نسبت به گیاهان شاهد (تلقیح شده فقط با CMV) افزایش بیان نشان دادند و به حداکثر بیان خود رسیدند. علاوه بر این برخی ویژگی های فیزیولوژیکی مورد مطالعه در کدو ی آلوده به ویروس و تیمار شده با SNP نیز بهبود یافتند. لذا می توان کاربرد SNP را به خصوص در میزان القاء مقاومت سیستمیک در کدو علیه CMV موثر دانست.
کلیدواژگان: القاء کننده های دفاعی، مقاومت، ویژگی های فیزیولوژیکی
-
Pages 1-13In order to predict nitrogen remobilization and effect of ammonium nitrate and ammonium sulfate on the efficiency of water and nitrogen consumption in the fennel, a factorial experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications. The first factor consisted of planting date at three levels (first: March 13, second: March 27 and third: April 18) and the second factor was nitrogen fertilizer spraying at three levels (ammonium sulfate (21%), ammonium nitrate (25%), and no fertilizer) with concentrations of one in a thousand in beginning of budding stage. The physiological efficiency of nitrogen increased to about 36.5, and the efficiency of water consumption was also increased. Therefore, it can be said that the availability of nitrogen in the plant tissue has a positive effect on the efficiency of water consumption. The results of the mean comparison showed that on the first and second planting date (respectively, with 85.3 and 92.9 mg/g of grain weight), ammonium sulfate foliar spraying treatment produced the highest amount of grain protein. Nevertheless, on the planting date of April 20, ammonium nitrate foliar spraying treatment produced the highest amount of grain protein with 81.12 mg/g of grain weight. Regarding the amount of total chlorophyll, the conditions were different.Keywords: Anthesis. Exponential Function, Chlorophyll, Protein, Yield
-
Pages 14-27
In the Iranian Red Data Book, Gypsophile Nepeta (Nepeta eremokosmos Rech. F.) is listed as a threatened species. It is naturally adapted to gypsum habitats. Understanding the relationships between environmental variables and N. eremokosmos distribution helps us apply these findings to establish preservation and cultivation programs. To understand the main adaptive mechanisms of N. eremokosmos to gypsic soils, anatomical analyses were performed. RDA (Redundancy Analysis), Pearson's correlation coefficients between explanatory variables were used to evaluate the effect of environmental factors on the abundance of N. eremokosmos species. Physicochemical characteristics of the soil were investigated in terms of factors including CaCO3, pH, EC (Electrical Conductivity), calcium, magnesium, sodium, potassium, phosphorus, and nitrogen. Idioblasts were clearly observed in this species' leaf parenchyma. There are also mineral crystals such as calcium oxalate in the leaf parenchyma that enable the plant to adapt well to gypsic soils. The calcium content was twice as large in N. eremokosmos habitats as in control sites. EC, pH, and nitrogen factors negatively impact this species' frequency and distribution. Our findings revealed that potassium, gypsum, CaCO3, and sand percentage had an essential role in N. eremokosmos abundance. In the future, this study will screen the critical factors for the domestication and cultivation of this species based on its habitat properties.
Keywords: Gypsum Catmint, Idioblast, Soil, Semnan, Scanning Electron Microscope -
Pages 28-39Introduction
T7 RNA polymerase from T7 bacteriophage has suitable features for using in recombinant protein expression or transcription systems. This enzyme does not require additional factors to identify its promoter, operates very specific and only express the genes under T7 promoter. The features of T7 expression system make it important in biotechnology. Therefore, due to the increasing importance of this enzyme, its mass production at low cost is greatly important.
Materials and MethodsIn this research, T7 phage was applied and PCR reaction was performed using T7 RNAPol-specific primers containing the cutting sites for restriction enzymes. After the electrophoresis of PCR product, T7 RNAPol gene and pGEX2TK plasmid were digested by BamHI and EcoRI enzymes and after being purified, the ligation was performed between them. The recombinant pGEX-T7RNAPol plasmid was transformed into the E. coli, by electroporation. Bacterial positive colonies containing the recombinant plasmid were selected using PCR.
ResultsAfter confirming the obtained plasmids by PCR and digestion, they were sequenced and the sequence analysis confirmed the exact T7 RNA polymerase gene according to NCBI accession sequence. This recombinant plasmid was transformed into Rosetta strain of E. coli in order to express. Its positive colonies were selected and liquid culture was carried out. T7 RNAPol protein expression in bacteria was done by inducing with IPTG and after extraction, it was confirmed by SDS-PAGE. This research is a prerequisite for T7 RNA Polymerase commercial and mass production that will be start after the optimization of its expression and purification methods.
Keywords: T7 RNA Polymerase, T7 Bacteriophage, Transcription, Expression System, Recombinant Proteins -
Pages 40-55Introduction
Brassinosteroids play an important role in plant growth and development. Seedling is one of the most important factors affecting plant establishment and crop production.
MethodsThe effects of tomato seed pretreatment with 24-Epibrassinolide (EBL) on germination indicators, seedling growth in the greenhouse and the effect of foliar spraying on plant growth and yield in the field were investigated. The treatments in the germination and seedling production stage included seed soaking (priming) in distilled water (control) and EBL solution with concentrations of 0.25, 0.5 and 0.75 μM for 24 hours. Seedlings obtained by seed priming in EBL (0, 0.5 and 0.75 μM) were transferred to the field and after one month, they were sprayed with concentrations of 0, 0.5 and 0.75 μM.
Results and discussioncompared to the control, EBL increased the percentage and speed of seed germination and all physiological and growth parameters, and the effect of 0.75 μM was more significant. The effect of EBL on the measured parameters in the field was also very impressive. Although the effect of seed priming alone in all treatments was significantly better than the foliar spraying alone in all stages, but the combination of these two treatments in both concentrations of 0.5 and 0.75 μM was more significant than seed priming or foliar spraying treatments. Tomato production from the combination of seed priming along with foliar spraying increased by 74% at 0.5 μM and 145% at 0.75 μM concentration compared to the control.
Keywords: Foliar Spraying, Plant Growth Regulator, Seed Priming -
Pages 56-74Introduction
Chitosan is a polysaccharide that elicits numerous defense responses in plants and affects the growth rate and increasing the production of secondary metabolites. Basil (Ocimum basilicum L.), a medical herb, has many varieties in terms of morphology and secondary compounds. Considering the growing trend of salinity and the its risks and the importance of basil in the pharmaceutical and food industries, this study was conducted to investigate the role of chitosan on some physiological and biochemical properties and Phenylalanine ammonia lyase (PAL) enzyme in basil under salinity stress.
MethodsAfter chitosan treatments at a concentration of 200 mg/L, plants were exposed to four levels of NaCl salinity stress, 25, 50, 100 and 150 mM. The activity of PAL enzyme, physiological and biochemical responses were investigated under the effect of the interaction between chitosan and concentrations of salinity stress.
Results and discussionThe salinity stress has negative effects on total chlorophyll and carotenoid whereas it increased flavonoid content. In addition, chitosan at high salinity levels had a positive effect on total chlorophyll, and at all salinity levels increased carotenoids content. Catalase and peroxidase enzymes and potassium content of basil also increased in chitosan treatments, which indicates an increase defense response to salinity in plant. Chitosan also increased PAL enzyme activity, as an important parameter in the biosynthesis of phenylpropanoids, which it increased the amount of methyl cavicol of essential oil. In general, the application of chitosan has an effect on the secondary compounds in basil to improve salt-stress tolerance.
Keywords: Mint Family, Phenylpropanoid, Sodium Chloride, Malon-Di-Aldehyde -
Pages 75-86Introduction
Although all flowering plants share similar stages of development in their vegetative and reproductive organs, there is potential for variation in organ conditions due to gene expression. Understanding flower development stages helps comprehend genetic mechanisms for plant organogenesis and morphogenesis. Polygonum bistorta L. is a medicinal plant from the Polygonaceae family. The aim of this study is to examine the anatomical structure of vegetative meristems and investigate several stages of flower development in this species. Hence, this particular species has been gathered from Hamadan Province.
MethodsCarmen Zaji, methyl green, hematoxylin, and eosin stains have been used to examine the histology of the plant. An electron microscope photo of the pollen has also been prepared.
The Results and DiscussionThe investigation has shown that the vascular system of the root and stem in dicotyledons is similar, with collateral vessels in the stem and alternate and pantropical in the root. The vegetative meristem is prominent and domed, and the pollen is spherical and split (tricoplate). The ovule develops into a slightly protruding fruit with thick, lignin-walled cells containing the embryo, which cotyledons fill the bulk of the seed. Calcium oxalate was not found in the studied organs.
Keywords: Key Wo Developmental Structure, Generative Meristems, Bistorta, SEM -
Pages 87-101Introduction
Azospirillum is the nitrogen fixing microorganisms which improves the growth and development of cereals and other gramineae plants in association with their roots. The goal of present study was to investigate the effect of Azospirillum irakense inoculation in combinations with or without auxin (IAA) and/or gibberellin (GA3) treatment on the growth and biochemical parameters of rice (Oryza sative cv. hashemi) seedlings, as well as observing the bacterial colonization process in the root cells.
MethodsThe roots of 21-days-old rice seedlings were treated with different concentrations (0, 100, 200 ppm) of IAA and/or GA3 for 4 weeks after inoculation with Azosprillum.
Result & discussionThe process of bacterial colonization involves the formation of a biofilm, disintegration of the wall, entry of bacteria into root parenchymal cells and development of isolated and scattered colonies. Dry and fresh weight of roots and aerial parts, total dry and fresh weight, and relative growth rate was significantly increased after inoculation with bacteria. The highest level of these parameters was obtained in the seedlings which inoculated with bacteria in combinations with IAA plus GA3 treatment. Meanwhile, the amount of hydrogen peroxide in the roots, soluble protein, soluble sugar and phosphorus was significantly increased in both roots and aerial parts of seedlings after inoculation with bacteria in combinations with IAA plus GA3 treatment, compared to the control.
ConclusionAccording to the current results, the application of Azospirillum irakense in combinations with IAA and GA3 treatment is a powerful strategy to improve rice seedlings growth
Keywords: Azospirillum, Auxin, Destruction Of Cell Wall, Gibberellin, Growth Indicators, Rice -
Pages 117-129Introduction
Due to the resistance of pathogenic bacteria and fungi to common drugs and the inclination towards natural food preservatives, researchers are exploring antimicrobial agents of plant with organic origin as alternative compounds. This study aims to investigate the antibacterial and antifungal properties of various extracts of Vitis vinifera L. cv. Ghizil Uzum grape skin and seeds extracted through different methods.
MethodsGrape seed and skin extracts were obtained using maceration, sonication, deep eutectic solvent (DES), and a combination of sonication-DES methods. The antibacterial and antifungal properties of the extracts were determined using the agar well diffusion method, as well as the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) (or minimum fungicidal concentration, MFC) against Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium, Escherichia coli and Listeria monocytogenes as well as on Aspergillus flavus, Fusarium solani, Cladosporium and Penicillium citrinum.
Results and discussionThe results showed that the combined sonication-DES method had the lowest MIC (0.78 mg/ml) and MBC (1.56 mg/ml) for the skin and seed extracts, indicating the effectiveness of this method in extracting phenolic compounds compared to other conventional methods (p≤ 0.05). Additionally, L. monocytogenes and S. aureus exhibited the lowest MIC and MBC values among the tested bacteria , while Cladosporium showed the lowest MIC and MFC among the fungi. Furthermore, grape seed extract obtained through the sonication-DES method demonstrated higher capability in controlling and inhibiting the growth of pathogenic bacteria, fungi, and spoilage microorganisms compared to other extraction methods, making it a promising extraction method for herbal compounds.
Keywords: Antimicrobial, Deep Eutectic Solvents, Ghizil Uzum, Ultrasonic -
Pages 130-142Introduction
Obtaining superior kiwi cultivars through the modification of genotypes is an effective step in increasing the qualitative production of the fruit and, as a result, the further prosperity of agriculture and the increase of exports. In this research, it was assumed that there is a difference between the tested genotypes in terms of some biochemical and morphological characteristics; Therefore, considering the high nutritional and economic value of the golden kiwifruit, the aim of this research was comparing some physiological and anatomical indicators related to the nutritional value of kiwifruit in two golden kiwifruit genotypes (Y1) and (Y2).
Materials and methodsFor this purpose, factors including the length, width and shape of the fruit, internal tissues of the fruit, hairs and lenses, amount of soluble solids, titratable acid, firmness of the fruit tissue, percentage of dry matter, vitamin C, total phenol content and antioxidant capacity of the two genotypes were investigated.
Results and DiscussionThe results of this research showed that the Y2 genotype, except for the fruit taste index, in other characteristics including fruit size, the ratio of the edible flesh of the fruit to its core, the density of individual short hairs and long hairs, as well as in terms of some qualitative and physiological characteristics such as dry matter percentage, fruit texture firmness, vitamin C content, total phenol content and antioxidant capacity had a higher content. Based on the mentioned indicators, it can be said that this genotype has a better commercialization field than the Y1 genotype.
Keywords: Nutritional Value, Trichome, Kiwifruit, Vitamin C -
Pages 152-170Introduction
Cucumber mosaic virus is a dominant disease in cucumber and many other crops, which causes a lot of damage worldwide and in Iran. In recent years, the use of defense inducers has received much attention.
MethodsIn the present study, we tried to investigate the defensive effects of sodium nitroprusside as a biological stimulus on Cucurbita pepo which is considered susceptible to Cucumber mosaic virus. The plants were incubated at the full two-leaf stage by CMV with a concentration of 50 micrograms/ml. After 48 hours, CMV-infected plants were sprayed with SNP in three concentrations of 100, 200 and 300 micrograms/ml. Finally, the level of expression of coat proteins and virus replicase genes, the expression pattern of PAL, GPX1, LOX1, Pr1 and Pr3 genes as well as some morpho-physiological characteristics of Cucurbita plants were evaluated in three repetitions during three weeks.
Results and discussionThe results showed that the plants treated with SNP showed an increase in the expression of the studied genes after the infection by CMV. So that, the treated plants showed an increase in the genes expression pattern depending on the concentration of SNP till the third week compared to the control plants. In addition, several physiological characteristics were also improved. In conclusion, the use of SNP can be considered as an effective methodology in the induction of systemic resistance in Cucurbita pepo plants against CMV.
Keywords: Defense Genes Inducers, Resistance, Physiological Characteristics