نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی سابق دکتری مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
2 استاد، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
3 دانشیار ، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
4 استادیار گروه فارماکوگنوزی و داروسازی، مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، پژوهشکدة گیاهان دارویی جهاد دانشگاهی، ایران
5 استاد پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
6 کارشناس گروه فارماکوگنوزی و داروسازی، مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، پژوهشکدة گیاهان دارویی جهاد دانشگاهی، ایران
چکیده
بهمنظور افزایش و بهبود تولید انواع آلکالوئیدهای ارزشمند بنزوفنانتریدین در گیاه خشخاش، مهندسیهای متابولیت فراوانی انجام شده است که یکی از آنها استفاده از الیسیتورهاست که با تحریک سیگنالهای سلولی موجب سنتز متابولیتهای ثانویه در گیاهان یا کشت سلولی آنها میشوند. در این مطالعه با توجه به اهمیت ویژة خشخاش در صنعت داروسازی بهمنزلة تنها منبع تجاری تولید آلکالوئیدهای مورفین و سنگوئینارین و مشکلبودن سنتز شیمیایی این ترکیبات ارزشمند، پس از بهینهسازی محیط کشت کالزایی و انتخاب بهترین ریزنمونه، اثر دو الیسیتور عصارة مخمر و نانو TiO2 در دو زمان مختلف در کشت سوسپانسیون سلولی مریستم و ریشه در یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار بررسی شد. این الیسیتورها در سوسپانسیونهای سلولی مریستم و ریشه موجب تجمع سنگوئینارین و تبائین شدند که بیشترین مقدار سنگوئینارین و تبائین در 48 ساعت پس از اعمال تیمار با الیسیتور عصارة مخمر بهترتیب 2/2 و 4/3 برابر نسبت به شاهد در همین زمان به دست آمد. نانو الیسیتور TiO2 توانست در 24 ساعت پس از اعمال تیمار موجب افزایش دو آلکالوئید مزبور تا 1/2 برابر نسبت به شاهد شود که با گذشت زمان این مقدار کاهش پیدا کرد. آنچه در این مطالعه مشاهده شد، تحریکپذیری زیاد سلولهای مریستمی در برابر تیمار با هر دو الیسیتور و اثر آن در تجمع هر دو متابولیت بود. نتایج این پژوهش نشان میدهد که با استفاده از الیسیتورها و مخصوصاً نانوالیسیتورها میتوان چرخة بیوسنتزی تولید و تجمع متابولیتهای تبائین و سنگوئینارین را در این گیاه تحریک کرد و این القا میتواند در هر دو ریزنمونة ریشه و مریستم مؤثر و حتی با یکدیگر متفاوت باشد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Effect of a biotic elicitor and nano elicitor on some alkaloids production in Papaver somniferum L.
نویسندگان [English]
- Mahdiyeh Khodayari 1
- Mansoor Omidi 2
- Ali Akbar Shahnejat Bushehri 3
- Darab Yazdani 4
- Mohammad Reza Naghavi 5
- Zohreh Kadkhoda 6
1 Former Graduate Student, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Professor, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Associate Professor , University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
4 Assistant Professor , Department of Pharmacognosy and Pharmaceutics, Medicinal Plants Research Center, Institute of Medicinal Plants, ACECR, Karaj, Iran
5 Professor, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
6 Expert, Department of Pharmacognosy and Pharmaceutics, Medicinal Plants Research Center, Institute of Medicinal Plants, ACECR, Karaj, Iran
چکیده [English]
To develop an optimal bioprocess for benzophenanthridin alkaloids production, various metabolite engineering are studied to increase yields, in which one of them is elicitation. Elicitors are biotic or abiotic molecules that have effectively stimulated the production of plant secondary metabolites in cell and organ cultures. Since this plant serves as the only commercial source of morphine and sanguinarine production and chemical synthesis of those alkaloids are not economically feasible, therefor, in this study, after selection of the best media and explant, the effects of two elicitors, nano TiO2 and yeast extract, were studied at different time points (24 and 48h) following treatments on sanguinarine and thebaine production in meristem and root suspension cell cultures. This research was conducted using a randomized complete design with factorial arrangement and three replications. It was observed that these elicitors had the positive effect on accumulation of sanguinarine and thebaine. Elicitation with yeast extract at 48h intervals enhanced the accumulation of sanguinarine (2.2 times) and thebaine (3.4 times) compared to the control. Treatment of nano TiO2 in 24h increased both alkaloids (2.1times) which decreased over the time. This study showed the higher excitability of meristemic cells compared to the root suspension cell culture. Therefore, due to the more provoking and increasing effects on sanguinarine and thebaine content throughout the study, these elicitors and in particular nano one are proved to be promising and suitable candidate for elicitation in both meristem and root cell suspension cultures.
کلیدواژهها [English]
- thebaine
- sanguinarine
- nano tio2
- yeast extract