
تعداد نشریات | 26 |
تعداد شمارهها | 447 |
تعداد مقالات | 4,557 |
تعداد مشاهده مقاله | 5,380,005 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,580,079 |
بیوسنتز نانوذرات ابرپارامغناطیس اکسید آهن و بهینهسازی انتقال ژن موقت به گیاه خرفه (Portulaca oleracea L.) و گلرنگ (Carthamus tinctorius L.) | ||
مجله بیوتکنولوژی کشاورزی | ||
دوره 17، شماره 1، فروردین 1404، صفحه 161-176 اصل مقاله (965.65 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22103/jab.2025.23782.1584 | ||
نویسندگان | ||
مهدیه اسدی کرم1؛ شهرام پورسیدی* 2؛ جعفر ذوالعلی3؛ سارا عابدینی4 | ||
1دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران. | ||
2دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران | ||
3دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران. | ||
4دانشآموخته دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران. | ||
چکیده | ||
هدف: علیرغم چندین دهه پیشرفت در بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک، تغییر ژنتیکی اکثر گونههای گیاهی به دلیل وجود دیواره سلولی دشوار است. انتقال ژن به واسطه متداولترین روشهای انتقال ژن نیز با محدودیتهای مختلفی رو به رو هستند. اخیرا با توجه به ویژگیهای منحصر به فرد نانوذرات، کاربرد فناوری نانو در زیست فناوری به عنوان نانوحامل ملکولهای زیستی از جمله DNA، RNA و پروتئین، به دلیل توانایی آنها در ورود به سلولهای زنده بسیار مورد توجه قرار گرفته است. مواد و روشها: در این پژوهش نانوذرات ابرپارامغناطیسی اکسید آهن (SPIONs) به روش سبز سنتز شد. به این منظور از عصاره ریزوم گیاه زردچوبه (Curcuma longa L.) استفاده شد. پس از عاملدار کردن نانوذرات با پلیمر کاتیونی پلی اتیلن ایمین (PEI)، پلاسمید pCAMBIA1304 حامل ژن GFP و GUS روی سطح نانوحامل بارگیری شد. سپس با دو روش اینفیلتریشن توسط سرنگ و وکیوم اینفیلتریشن به برگ گیاه گلرنگ و خرفه انتقال ژن انجام گرفت. با بررسی حضور سیگنال فلورسنت پروتئین mGFP و انجام آنالیز PCR انتقال ژن و بیان آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: در این تحقیق نانوذرات ابرپارامغناطیس اکسید آهن (SPIONs) به روش سبز، با استفاده از عصاره ریزوم گیاه زردچوبه به عنوان عامل کاهنده یونهای آهن سنتز شد. تغییر رنگ محلول و نتایج آنالیزهای انجام شده سنتز نانوذرات SPIONs را تأیید میکند. همچنین تغییر پتانسیل زتا از منفی به مثبت، اتصال پلی اتیلن ایمین بر سطح نانوذرات سنتز شده را نشان میدهد. حضور سیگنال فلورسنت پروتئین mGFP توانایی نانوحامل pDNA-SPIONs را در انتقال ژن به سلولهای گیاهی تأیید میکند. نتیجهگیری: نتایج نشان داد انتقال ژن به واسطه نانوذرات به سلولهای گیاهی، با حذف باکتری به سهولت و بدون محدودیت گونه گیاهی قابل انجام است. با توجه به مزایای گفته شده انتظار میرود در صورت بهینه سازی و بهبود کارایی انتقال، نانوذرات به عنوان یکی از ناقلان پرکاربرد در زمینه انتقال ژن به گیاهان مطرح شوند. | ||
کلیدواژهها | ||
انتقال ژن؛ بیان ژن موقت؛ مهندسی ژنتیک؛ نانو بیوتکنولوژی؛ نانوحامل | ||
مراجع | ||
عابدینی سارا، پورسیدی شهرام، ذوالعلی جعفر، عبدالشاهی روح الله (1402) بهینهسازی انتقال ژن موقت به گیاه پروانش (Catharanthus roseus L.) از طریق معرفی نانوحامل نانوذرات ابرپارامغناطیسی اکسید آهن سنتز شده به روش سبز و نانولولههای کربنی. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 15(1)، 80-61.
Abedini S, Pourseyedi SH, Jafar J, Abdolshahi, R (2023) Optimization of transient gene delivery to catharanthus roseus using introduction of green synthesized superparamagnetic iron oxide nanoparticles and carbon nanotubes nanocarrier. Agric Biotechnol J 15(1), 61-80 (In Persian)
Adabavazeh F, Pourseyedi SH, Nadernejad N, et al. (2022) Evaluation of synthesized magnetic nanoparticles and salicylic acid effects on improvement of antioxidant properties and essential oils of Calotropis procera hairy roots and seedlings. Plant Cell Tiss Organ Cult 151, 133-148.
Bassim S, Mageed AK, AbdulRazak AA, Majdi HS (2022) Green synthesis of Fe3O4 nanoparticles and its applications in wastewater treatment. Inorganics 10(12), e260.
Bentahar S, Abada R, Ykhlef N (2023) Biotechnology: definitions, types and main applications. Ymer 22(4), 563-575.
Cardoso VF, Francesko A, Ribeiro C, et al. (2018) Advances in magnetic nanoparticles for biomedical applications. Adv Healthc Mater 7, e1700845.
Chang FP, Kuang LY, Huang CA, et al. (2013) A simple plant gene delivery system using mesoporous silica nanoparticles as carriers. J Mater Chem B 1(39), 5279-5287.
Chen F, Wang C, Yue L, et al. (2021) Cell walls are remodeled to alleviate nY2O3 cytotoxicity by elaborate regulation of de novo synthesis and vesicular transport. ACS Nano 15, 13166-13177.
Chen Z, Lv Z, Sun Y, et al. (2020) Recent advancements in polyethyleneimine-based materials and their biomedical, biotechnology, and biomaterial applications. J Mater Chem B 8, 2951-2973.
Chopra H, Bibi S, Singh I, et al. (2022) Green metallic nanoparticles: Biosynthesis to applications. Front Bioeng Biotechnol 10, e874742.
Dehghani J, Movafeghi A, Barzegari A, Barar J (2017) Efficient and stable transformation of Dunaliella pseudosalina by 3 strains of Agrobacterium tumefaciens. Bioimpacts 7(4), 247-254.
Demirer GS, Zhang H, Matos JL, et al. (2019) Carbon nanotube–mediated DNA delivery without transgene integration in intact plants. Nat Protoc 14, 456-464.
Dobson J (2006) Gene therapy progress and prospects: magnetic nanoparticle-based gene delivery. Gene Ther 13(4), 283-287.
Farooq N, Ather L, Shafiq M, et al. (2022) Magnetofection approach for the transformation of okra using green iron nanoparticles. Sci Rep 12, e16568
Hajiahmadi Z, Shirzadian-Khorramabad R, Kazemzad M, Sohani MM (2019) Enhancement of tomato resistance to Tuta absoluta using a new efficient mesoporous silica nanoparticle-mediated plant transient gene expression approach. Scientia Horticulturae 243, 367-375
Izuegbunam CL, Wijewantha N, Wone B, et al. (2021) A nano-biomimetic transformation system enables in planta expression of a reporter gene in mature plants and seeds. Nanoscale Adv 3(11), 3240-3250.
Joudeh J, Linke D (2022) Nanoparticle classification, physicochemical properties, characterization, and applications. J Nanobiotechnol 20, e262.
Karpagavinayagam P, Vedhi C (2019) Green synthesis of iron oxide nanoparticles using Avicennia marina flower extract. Vacuum 160, 286–292.
Liu Q, Chen B, Wang Q, Shi X, et al. (2009) Carbon nanotubes as molecular transporters for walled plant cells. Nano Lett 9(3), 1007-1010.
Lv Z, Jiang R, Chen J, Chen W (2020) Nanoparticle-mediated gene transformation strategies for plant genetic engineering. Plant J 104, 880-891.
Nitnaware KM, Naikawadi VB, Chavan SS, et al. (2021) Genetic Engineering in Safflower (Carthamus tinctorius L.): Retrospect and Prospect. In: Kavi Kishor, P.B., Rajam, M.V., Pullaiah, T. (eds) Genetically Modified Crops. Springer, Singapore. pp. 201-226.
Rana G, Dhiman P, Kumar A, et al. (2024) Phytomediated synthesis of Fe3O4 nanoparticles using Cannabis sativa root extract: photocatalytic activity and antibacterial efficacy. Biomass Conv Bioref 5785, 1-18.
Rohiwal SS, Dvorakova N, Klima J, et al. (2020) Polyethylenimine based magnetic nanoparticles mediated non-viral CRISPR/Cas9 system for genome editing. Sci Rep 10(1), e4619.
Rozita NASD (2020) Papain grafted into the silica coated iron-based magnetic nanoparticles “IONPs@SiO2–PPN” as a new delivery vehicle to the HeLa cells. J Nanotechnol 31, e195603.
Sosa‑Acosta JR, Iriarte‑Mesa C, Ortega GA, Díaz‑García AM (2020) DNA-iron oxide nanoparticles conjugates: Functional magnetic nanoplatforms in biomedical applications. Top Curr Chem 378, e13.
Su W, Xu M, Radani Y, Yang L (2023) Technological Development and Application of Plant Genetic Transformation. Int J Mol Sci 24, 10646.
Tyurin AA, Suhorukova AV, Kabardaeva KV, Goldenkova IV (2020) Transient Gene Expression is an Effective Experimental Tool for the Research into the Fine Mechanisms of Plant Gene Function: Advantages, Limitations, and Solutions. Plants 9, e1187.
Zhao X, Meng Z, Wang Y, et al. (2017) Pollen magnetofection for genetic modification with magnetic nanoparticles as gene carriers. Nat Plants 3, 956–964. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 221 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 136 |