آنالیز بیوشیمیایی و آنتی اکسیدانی کافیئک اسید ریشه‌های مویین گیاه خرفه (Portulaca oleracea L.) تراریخته با آگروباکتریوم ریزوژنز
الموضوعات :
فرح فراهانی
1
,
معصومه انصاری بیدار
2
,
محسن زرگر
3
1 - استاد، گروه زیست‌شناسی، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایران
2 - گروه زیست‌شناسی، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایران
3 - گروه زیست‌شناسی، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایران
الکلمات المفتاحية: انتقال ژن, خرفه, ریشه مویین, آنتی اکسیدان.,
ملخص المقالة :
هدف: خرفه در طب سنتی بسیاری از کشورها استفاده می‌شود. ریشه خرفه حاوی ترکیبات ثانویه مفید و به مقدار بسیار کم هستند. هدف تحقیق حاضر بررسی کاربرد یکی از روش‌های زیست فناوری، به منظور افزایش تولید ترکیبات موثر دارویی با تولید ریشه‌های مویین می‌باشد.
مواد و روش‌ها: دانه‌های خرفه ضدعفونی شده کشت شدند، محور زیر لپه دانه رست‌ها با آگروباکتریوم ریزوژنز (جدایه‌های A15 و A4) تلقیح شدند. آزمایش‌های PCR (Polymerase Chain Reaction) برای تایید انتقال ژن انجام شدند. محور زیر لپه گیاهان تلقیح شده و شاهد (تلقیح نشده با باکتری) بر روی محیط کشت (Murashig & Skoog, 1962) MS جامد کشت داده شدند. وجود کافیئک اسید حاصل از گیاهان تراریخته و کنترل با آنالیزهای HPLC (High Performance Liquid Chromatography) و فعالیت آنتی اکسیدانی با آزمون DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) مورد ارزیابی قرار گرفتند.
یافته‌ها: آزمایش‌های PCR حضور ژن rolB از جدایه‌های A15 و A4 را در خرفه تراریخته نسبت به کنترل (فاقد ژن rol) نشان دادند. پس از تشکیل کالوس، ریشه‌های مویین القاء شدند. وجود ریشه‌های مویین خرفه تراریخته در سطح احتمال %5 معنی‌دار بودند. آنالیز HPLC بر وجود مقدار بیشتر کافئیک اسید در خرفه تراریخته را نسبت به شاهد تایید دارد، که 34 درصد بالاتر بودند. فعالیت آنتی اکسیدانی خرفه تراریخته با جدایه A4 737/86 بودند که درصد بازدارندگی در غلظت پایین انجام شده است.
نتیجه‌گیری: ریشه‌های مویین خرفه تراریخته می‌توانند برای افزایش بازده تولید آلکالوییدهای کافئیک اسید در صنایع داروسازی قابل استفاده باشند.
1. Gordon MC & David JN. Natural product drug discovery in the next millennium. Pharmaceutical Biology. 2001; 39: 8–17.
2. Binns AN. T-DNA of Agrobacterium tumefaciens: 25 years and counting. Trends in Plant Science. 2002; 7: 231-233.
3. Shanks JV & Morgan J. Plant Hairy Root Culture. Current Opinion Biotechnology.1999; 10: 151-155.
4. Zolala J, Farsi M, Gordan HR & Mahmoodnia M. Producing a High Scopolamine Hairy Root Clone in Hyoscyamus muticus through Transformation by Agrobacterium rhizogenes. Journal Agriculture Science Technology. 2007; 9: 327-339.
5. Shirazi Z, Piri KH, Mirzaie Asl A & Hasanloo T. Glycyrrhizin and Isoliquiritigenin Production by Hairy Root Culture of Glycyrriz glabra. Journal Medicine Plants Research. 2012; 31: 4640-4646. [in persian]
6. Demirhan E & Ozbek B. Drying Kinetics and Effective Moisture Diffusivity of Purslane Undergoing Microwave Heat Treatment. Korean Journal Chemical Engineering. 2010; 27: 1377-1383.
7. Sharifi-Mood B, Shafaghat M, Metanat M, Saeidi S & Rad NS. The Inhibitory Effect of Ajowan Essential Oil on Bacterial Growth. International Journal Infection. 2014; 1(2):
21-30. [in persian]
8. Shin JK, Kim GN & Jang HD. Antioxidant and pro-oxidant effects of green tea extracts in oxygen radical absorbance capacity assay. Journal Medicine Food. 2007; 10(1): 32-40.
9. Londonkar R & Nayaka HB. Phytochemical and Antimicrobial Activities of Portulaca Oleracea L. Journal Pharmacy Research. 2011; 4(10): 15-23.
10. Shirmohammadi E, Saeidi S, Mohasseli T & Boogar AR. Antibacterial Effects of Silver Nanoparticles Produced by Satureja hortensis Extract on Isolated Bacillus cereusfrom Soil of Sistan Plain. International Journal Infection. 2014; 1(3): 25-32. [in persian]
11. Simopoulos AP. Omega-3 fatty acids and antioxidants in edible wild plants. Biology Research. 2004; 37(2): 263–77.
12. Yang Z, Xu Y, Jie G, He P & Tu Y. Study on the antioxidant activity of tea flowers (Camellia sinensis). Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition. 2007; 16: 148-152.
13. Xiang L, Xing D, Wang W, Wang R, Ding Y & Du L. Alkaloids from Portulaca oleracea L. Phytochemistry. 2005; 66(21): 2595-2601.
14. Maurya DK & Devasagayam TP. Antioxidant and prooxidant nature of hydroxyl cinnamic acid derivatives ferulic and caffeic acids. Food Chemical Toxicology. 2010; 48: 3369-3373.
15. Lee CJ, Wilson L, Jordan MA, Nguyen V, Tang J & Smiyun G. Hesperidin suppressed proliferations of both human breast cancer and androgen-dependent prostate cancer cells. Phototherapy Research. 2010; 24(1): 15-19.
16. Aziz N, Farag S, Mousa L & Abo-Zaid M. Comparative antibacterial and antifungal effects of some phenolic compounds. Microbios. 1998; 93(374): 43-54.
17. Jin MJ, Kim U, Kim IS, Kim Y, Kim DH, Han SB, Kwon OS & Yoo HH. Effects of gut microflora on pharmacokinetics of hesperidin: a study on non-antibiotic and pseudo-germ-free rats. Journal Toxicology Environmental Health A. 2010; 73(21-22): 1441-1450.
18. Zhang T, Yang X, Zhang P, Zhu M, He Z & Bi K. Determination of ferulic acid in
rat plasma by liquid chromatography-tandem mass spectrometry method: application to a pharmacokinetic study. Analytical Letter. 2009; 42(14): 2157-2169.
19. Uang YS & Hsu KYA. Dose dependent pharmacokinetic study on caffeic acid in rabbits after intravenous administration. Biopharmaceutics. Drug Disposition. 1997; 18(8): 727- 736.
20. Okafor A, Ezejindu N. Phytochemical Studies on Portulaca oleracea L. Plant. 2014; 3(1): 132-136.
21. Dkhil MA, Abdel Moniem AE, Al-Quraishy S & Saleh RA. Antioxidant effect of purslane (Portulaca oleracea) and its mechanism of action. Journal Medicine Plant Research. 2011; 5: 1589-63.
22. Inan O, Ozcan MM & Juhaimi FYA. Antioxidant Effect of Mint, Laurel and Myrtle Leaves Essential Oils on Pomegranate Kernel, Poppy, Grape and Linseed Oils. Journal Clean Product. 2012; 27: 151-154.
23. Spigno G & Faveri DMD. Antioxidants from Grape Stalks and Marc: Influence of Extraction Procedure on Yield, Purity and Antioxidant Power of the Extracts. Journal Food Engineering. 2007; 78: 793-801.
24. Wannes WA, Mhamdi B, Sriti J, Jemia MB, Ouchikh O, Hamdaoui G, Kchouk ME & Marzouk B. Antioxidant Activities of the Essential Oils and Methanol Extracts from Myrtle (Myrtus communis var. italica L.) Leaf, Stem and Flower. Food Chemical Toxicology. 2010; 48: 1362-1370.
25. Murashige T & Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiology Plant. 1962; 15: 473-497.
26. Zargar M, Farahani F & Nabavi T. Hairy roots production of transgenic Catharanthus roseus L. plants with Agrobacterium rhizogenes under in vitro conditions. Biotechnology Journal. 2010; 4(21): 2199-2203.
27. Habibi S, Niknam V, Ebrahimzadeh H & Mirmasoumi M. Comparison of hairy root induction by various strains of Agrobacterium rhizogenes in Astragalus compactus. Journal of Plant Researches (Iranian Journal of Biology). 2014; 27(5): 804-810. [in persian]
28. Rahnama H, Hasanloo T, Shams MR & Sepehrifar R. Silymarin production by hairy root culture of Silybum marianum (L.) Gaertn. Iran Journal Biotechnology. 2008; 6: 113-118.
[in persian]
29. Eskandari-Samet A, Piri K, Kayhanfar M & Hasanloo T. Enhancement of tropane alkaloid production among several clones and explants types of hairy root of Atropa belladonnaL. Journal Medicine Plant Production. 2012; 1: 35-42. [in persian]
30. Pirian K, Piri KH & Ghiyasvand T. Hairy roots induction from Portulaca oleracea using Agrobacterium rhizogenes to Noradrenaline,s production. International Research Journal of Applied and Basic Sciences. 2012; 3(3): 642-649. [in persian]
31. Ahmadi Moghadam Y, Piri Kh, Bahramnejad B & Ghiasvand T. Dopamine Production in Hairy Root Cultures of Portulaca oleracea (Purslane) Using Agrobacterium rhizogenes. Journal Agriculture Science Technology. 2014; 16: 409-420. [in persian]
32. Chen J, Shi YP & Liu JY. Determination of Noradrenalin and Dopamine in Chinese Herbal Extracts from Portulaca oleracea L. by High-performance Liquid Chromatography. Journal Chromatogram Analytic. 2003; 1003(1-2): 127-132.
33. Kukic J, Popovic V, Petrovic S, Muneagi P, Ciric A, Stojkovic D, Sokovic M. Antioxidant and Antimicrobial Activity of Cynera cardunculus Extracts. Food Chemical. 2008; 107: 867-868.
34. Sultana A & Rahman K. Portulaca oleracea Linn: A Global panacea with ethnomedicinal and pharmacological potential. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2013; 5(2): 33-39.
35. Mohdaly A, Smetanska I, Ramadana M, Sarhan M & Mahmoud A. Antioxidant Potential of Sesame (Sesamum indicum) Cake Extract in Stabilization of Sunflower and Soybean Oils. Industrial Crops Production. 2011; 34: 952-959.
36. Lim YY & Quah EPL. Antioxidant properties of different cultivars of Portulaca oleracea. Food Chemical. 2007; 103: 734-740.
37. Lievrea K, Hehna A, LeMinh Trana T, Gravota A, Thomassetb B, Bourgauda F & Gontiera E. Genetic transformation of the medicinal plant Ruta graveolens L. by an Agrobacterium tumefaciens-mediated method. Plant Science. 2005; 168: 883-888.
38. Shakeran Z, Keyhanfar M & Asghari GR. Hairy Roots Formation in Four Solanaceae Species by Different Strains of Agrobacterium rhizogenes. Journal of Medicinal Plants and By-products. 2014; 2: 155-160.
39. Królicka A, Staniszewska I, Bielawski K, Maliński E, Szafranek J & Łojkowska E. Establishment of hairy root cultures of Ammi majus. Plant Science. 2001; 160: 259-264.
40. Tao J & Li L. Genetic transformation of Torenia fournieri L. mediated by Agrobacterium rhizogenes. South Africa Journal Botany. 2006; 72: 211-216.
41. Chaudhuri KN, Ghosh B, Tepfer D & Jha S. Genetic transformation of Tylophora indica with Agrobacterium rhizogenes A4: growth and tylophorine productivity in different transformed root clones. Plant cell Report. 2005; 24: 25-35.
42. Nguyen C, Bourgaud F, Forlot P & Guckert A. Establishment of hairy root cultures of Psoralea species. Plant Cell Report. 1992; 11: 424-427.
43. Akramian M, Tabatabaei SMF & Mirmasoumi M. Virulence of different strains of Agrobacterium rhizogenes on genetic transformation of four Hyoscyamus species. Amer-Euras Journal Agriculture Environ Science. 2008; 3: 759-763.
44. Cheng L, Cheng Z, Liu H, Zhang H, Zhang W, Du Y, Wang Y, Li H, Ying X & Kang T. Liquid chromatographic (LC) determination of four bioactive compounds in the Portulaca oleracea L. Journal of Medicinal Plants Research. 2011; 5(31): 6876-6880.
45. Giri A & Narasu ML. Transgenic hairy roots: recent trends and applications. Biotechnology Advanced. 2000; 18: 1-22.
46. Bandyopadhyay M, Jha S & Tepfer D. Changes in morphological phenotypes and with anolide composition of Ri-transformed roots of Withania somnifera. Plant Cell Report. 2007; 26: 599–609.
47. Valko M, Rhodes CJ, Moncola J, Izakovic M & Mazura M. Mini-review: Free radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced cancer. Chemi-Bio Interact. 2006; 160: 1-40.
48. Cai YZ, Luo Q, Sun M & Corke H. Antioxidant activity and phenolic compounds of 112 traditional Chinese medicinal plants associated with anticancer. Life Science. 2007; 74: 2157-2184.
49. Zin ZM, Hamid AA, Osman A & Saari N. Antioxidative activities of chromatographic fractions obtained from root, fruit and leaf of Mengkudu (Morinda citrifolia L.). Food Chemical. 2006; 94: 169-178.
50. Qing CM, Fan L, Lei Y, Bouchez D, Tourneur C, Yan L & Robaglia C. Transformation of Pakchoi (Brassica rapa L. ssp. chinensis) by Agrobacterium infiltration. Molecular Breeding. 2000; 6: 67-72.
