بررسی مقدار زی توده و محتوای آلکالوئید تام در کشت بافت H. arachnoideus Pojark تحت اثر متقابل تغییرات غلظت NAA و منبع کربنی
محورهای موضوعی : زیست شناسی سلولی تکوینی گیاهی و جانوری ، تکوین و تمایز ، زیست شناسی میکروارگانیسممهدیس ابراهیم زاده معبود 1 , مهری مهرابی 2
1 - گروه میکروبیولوژی، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران
2 - مجتمع علوم پایه کشاورزی، دانشگاه پیام نور تهران
کلید واژه: کالوس‌زایی, آلکالوئید تام, بنگ, تنظیم کنند رشد, منبع کربن,
چکیده مقاله :
اثرات درمانی سرده بنگ (Hyoscyamus) به خاطر وجود تروپان آلکالوئیدهای مختلف موجود در آن می‌باشد. کشت بافت که در طی آن می‌توان با تغییر در محیط‌کشت به حجم بهینه‌ای از بافت‌های مناسب از نظر تولید متابولیت‌های ثانوی دست یافت، در مورد این نوع گیاهان دارویی کمیاب اهمیت خاصی دارد. درمطالعه حاضر، گونهH.arachnoideus Pojark مورد بررسی قرار گرفت. دو نوع جداکشت (برگو ریشه) که از دانه رست‌های این گونه به دست آمدند، بر روی محیط‌کشت موراشیگ و اسکوگ حاوی 3% سوکروز و 5/7 گرم آگار کشت داده شدند. اثرات دو نوع منبع کربنی(سوکروز و مانیتول) را روی محیط‌کشت MS حاوی 3% سوکروز و 5/7 گرم آگار، در جداکشت‌های برگ و ریشه گونه H.arachnoideus با چهار غلظت از اکسین NAA(0، 5/0، 1، 2 میلی‌گرم بر لیتر)، در مقابل محیط کشت MS حاوی 3% سوکروز و 5/7 گرم آگار، به عنوان گروه شاهد، بررسی کردیم تا اثر این عوامل را بر مقدار زی توده کالوسی و محتوای آلکالوئید تام تعیین نماییم. یافته‌های ما، از نقش دو گانه سوکروز، هم به عنوان منبع تغذیه گیاه و هم به عنوان تنظیم کننده فشار اسمزی، حمایت کرد؛ و نیز اثر مثبت سوکروز را بر مقدار زی توده کالوسی و محتوای آلکالوئید تام، مورد تایید قرار داد.
Therapeutic effects of Hyoscyamus genus are attributed to its obtained different tropan alkaloids. Regarding these rare medicinal herbal species, tissue culture is of almost importance, as, it is possible to obtain optimal volumes of suitable secondary metabolite- producing-tissues with alteration in their culture media. Present study, H.arachnoideus Pojark, was investigated. Three types of explants (leaf, root, and hypocotyls) derived from seedlings, were cultured on Murashige and Skoog’s medium supplemented with 3% sucrose, 0.75% (w/v) agar. We investigated the effect of two types of carbon sources (sucrose and monitol) on Murashige and Skoog’s medium supplemented with 3% sucrose and 0.75% (w/v) agar in two explants types ( leaf and root) of H.arachnoideus with four concentration levels of auxin naphthalene acetic acid(0, 0.5, 1, 2 mg/l), in compare with Murashige and Skoog’s medium supplemented with 3% sucrose, 0.75% (w/v) agar as control, In order to determine callus biomass and total alkaloid content. Our findings revealed the bilateral role of sucrose both as nutrient source and osmotic regulator factor, and also showed the positive effect of sucrose on callus biomass and total alkaloid content.
[1] Abebe T, Guenzi AC, Martin B, Chushman JC, 2003, Tolerance of Mannitol-Accumulating Transgenic Wheat to Water Stress and SAlinity. Plant Physiology, 131:1748-1755.
[2] AjunglaL,Patil PP, Barmukh RB, Nikam TD, 2009,Influence of Biotic and Abiotic Elicitors on Accumulation Hyoscyamin and Scopolamine in Root Culture of Daturametel L., Indian Journal of Biotechnology, 8:317-322.
[3] Bayliss MW (1980) Chromosomal variation in plant tissues in culture. Int. Rev. Cytol. Suppl. 11A: 113–144.
[4] Brown D. C.W.,Leung D.W.M, Thorpe T.A.,1979, Osmotic Requirement for Shoot Formation in tobacco callus, PhysiologiaPlantarum, 44(1):36-40.
[5] Dhar U, Joshi M. 2005, Efficient Plant Regeneration Protocol through Callus for Saussureaobvallata (DC.) Edgew (Asteraceae): Effect of Explants Type, Age and Plant Growth Regulators. Plant Cell. Reports, 24: 195–200.
[6] Gopi C. and Vatsala T.M.2006. In vitro studies on effects of plant growth regulators on callus and suspension culture biomass yield from Gymnemasylvestre R.Br. African Journal of Biotechnology Vol. 5 (12), pp. 1215-1219.
[7] Karuppusamy S. 2009, A review on Trends in Production of Secondary Metabolites from Higher Plants by in vitroTtissue, Organ and Cell Cultures. Journal of Medical Plants Research, 3(13): 1222-1239.
[8] KaufmanPB,CsekeLJ,WarberS,DukeJA,BrielmannHL(1999)Natural Products from Plants.(CRC Press,Boca Raton, FL).
[9] Keng C.L., Saidon N.A., and Bhatt A.,2009, Somatic Embryogenesis and Root Regeneration in Hyoscyamusniger L. for the Production of Hyoscyamine, African Journal of Biotechnology, Vol. 8 (24), pp. 6952-6960.
[10] Last, D.J., and R.I.S. Brettell,1990, Embryo Yield in Wheat Anther Culture is Influencedby the Choice of Sugar in the Culture Medium. Plant Cell Rep. 9: 14-16.
[11] LoSchiavo F, Pitto L, Giuliano G, Torti G, Nuti-Ronchi V, Marazziti D, Vergara R, Orselli S, Terzi M., 1989, DNA Methylation of Embryogenic Carrot Cell Cultures and its Variations as Caused by Mutation, Differentiation, Hormones and Hypomethylating Drugs. Theoretical and Applied Genetics , 77:325-331.
[12] Maldonado, M.I.E. and Loyola V.V.M., 1995, Establishment and Characterization of Photosyntethic of Hairy Root Cultures of Daturastramonium.Plant Cell Tiss.Org.Cult.,33:321-329 .
[13] Mano Y, Nabeshima S, Matsui C, Ohkawa H (1986) Production of tropane alkaloids by hairy root cultures of scopolia japonica. AgricBiolChem 50: 2715-2722.
[14] Murashige T. and Skoog F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cul- tures. PhysiologiaPlantarum 15:473–497.
[15] Roth G, Garske U, Drager B, 2001, Calystegines in root culture of Atropa belladonna Respond to Sucrose, not to Elicitation, Plant Science, 160: 1043- 1053.
Swankar, P., S.P. Bohra, and N. Chandra. 1986, Biochemical Changes during Growth andDifferentiation of the Callus of Solanumsurattense. J Plant Physiol. 76: 75-81.
[16] Valliyodan, B. & Nguyen, H.T.2006, Biological mechanisms that influence soy protein concentration and composition. USA 103, 16666–16671.
[17] Vijayasree N, Udayasri P, V.V Aswanikumar Y, Ravi Babu B, Phanikumar Y, Vijay Varma M. 2010,Advancements in the Production of Secondary Metabolites. Indian Journal of Natural Products, 3: 112-123.