بهینه سازی کالوس زایی و کشت سوسپانسیون سلولی گیاه دارویی پروانش
Subject Areas : Journal of Medicinal Herbs, "J. Med Herb" (Formerly known as Journal of Herbal Drugs or J. Herb Drug)زیبا فولادوند 1 , بهمن فاضلی نسب 2 , رضا دریکوند 3 , عبدالله قاسمی پیربلوطی 4
1 - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی واحد خرم آباد، خرم آباد، ایران؛
پژوهشکده زیست‌فناوری کشاورزی و پژوهشکده کشاورزی دانشگاه زابل، زابل، ایران؛
2 - پژوهشکده زیست فناوری کشاورزی و پژوهشکده کشاورزی دانشگاه زابل، زابل، ایران؛
3 - گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه آزاد اسلامی واحد خرم آباد، خرم آباد، ایران؛
4 - مرکز پژوهش های گیاهان دارویی و دام پزشکی سنتی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد، شهرکرد، ایران؛
Keywords: برگ, ساقه, کالوس, سوسپانسیون, تنظیم‌کننده‌های رشد,
Abstract :
مقدمه و هدف: پروانش، گیاهی دارویی، حاوی بیش از 130 نوع آلکالوئید ایندولی ترپنوئیدی، دو آلکالوئید دایمری وین بلاستین و وین کریستین، دارای خاصیت ضد توموری و در درمان بسیاری از سرطان‌ها بکار می‌روند. در این پژوهش، هدف تعیین ترکیب هورمونی برای تولید کالوس و سوسپانسیون سلولی می‌باشد. روش تحقیق: آزمایشکالوس زایی در قالب طرح فاکتوریل با سه عامل، ریز نمونه و سطوح هورمون‌هایBAP و 2, 4-D اجرا شد. بافت برگ در تعداد کمی از تیمارها، کالوس زایی بالاتری ولی قطعات ساقه در تیمارهای هورمونی مختلف، سطوح متوسطی از کالوس زایی را داشتند. در آزمایش سوسپانسیون سلولی از طرح آماری کاملاً تصادفی با شش تیمار هورمونی مختلف (KN، BAP و 2, 4-D) در سه تکرار استفاده شد نتایج و بحث:تجزیه واریانس صفت تعداد سلول، برای تیمارهای سوسپانسیونی نشان داد که بین تیمارهای مختلف در سطح احتمال 1 درصد اختلاف معنی‌دار وجود دارد و تیمار دوم بیشترین تعداد سلول را در بازه‌های زمانی مساوی در مقایسه با دیگر ترکیبات هورمونی تولید کرده است. تجزیه واریانس وزن خشک سلول‌ها نشان داد که بین تنظیم‌کننده‌های مختلف در سطح احتمال 1 درصد اختلاف معنی‌داری وجود دارد، به‌طوری‌که تیمار سوم بالاترین تولید بیوماس را داراست. توصیه کاربردی/ صنعتی: در این پژوهش با توجه به نتایج به‌دست‌آمده می‌توان در تولید انبوه این گیاه دارویی در شرایط درون شیشه‌ای از میزان mg/l5/2 هورمون توفوردی و mg/l 2 بنزیل آمینوپورین در محیط تولید کالوس در بافت برگ و ساقه این گیاه مناسب است،
Dutta, A., Singh, S., Kumar, S., Sen, J. 2007. Transcript profiling of terpenoid indole alkaloid pathway genes and regulators reveals strong expression of repressors in Catharanthus roseus cell cultures. Plant Cell Reports., 26: 907-915.
Istiaqh, A., Tanveer, H., Irfan, A., Muhammad, N., Maryam, M., Muhammad, I. 2013. Leyhal effects of secondary metabolites on plant tissue culture. American-Eurasian journal agriculture & environment Science., 13(4): 539-547
Kalidass, C., Mohan, V.R., Daniel, A. 2010. Effect of auxin and cytokinin on vincristine production by callus cultures of Catharanthus Roseus l. (apocynaceae). Tropical and Subtropical Agroecosystems., 12: 283 - 288
Lee, E., Mobin, M., Hahn, EJ., Paek, KY. 2006. Effects of sucrose, inoculum density, auxins, and aeration volume on cell growth of Gymnema sylvestre. Journal of Plant Biology., 49: 427-431.
Mujib, A., Bandhyopadhyay, S., Ghosh, PD. 2000. Tissue culture derived plantlet variation in Caladium an important ornamental. Plant Cell, Tissue and Organ Culture., 10: 149-155.
Murashige, T., Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol Plant., 15: 473-497.
Phillips, GC., Hubstenberger, JF., Hansen, EE. 1995. Plant regeneration by organogenesis from callus and cell suspension cultures. Plant Cell,Tissue and Organ Culture, pp. 67-78.
Sato, F., Hashimoto, T., Hachiya, A. 2001. Metabolic engineering of plant alkaloid biosynthesis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America., 98: 367-372.
Schmeller, T., Wink, M. 1998. Utilization of alkaloids in modern medicine. Plenum Press, New York , pp 435–459.
Senoussi, MM., Nora, B., Joe, C. 2009. Impact of hypoxia on the growth and alkaloid accumulation in Catharanthus roseus cell suspension. Acta Physiologiae Plantarum., 31: 359–362.
Gupta, S. and Bhattacharyya, B. 2003. Antimicrotubular drugs binding to vinca domain of tubulin. Molecular and cellular biochemistry., 253:41-47.
Taha, HS., El-Bahr, MK., Seif-El-Nasr, MM. 2008. In vitro studies on egyptian Catharanthus roseus (L.) G. Don.: 1- calli Production, direct shootlets Regeneration and alkaloids determination. Journal of Applied Sciences Research., 4: 1017-1022..
Valluri, JV. 2009. Bioreactor production of secondary metabolites from cell cultures of Periwinkle and Sandalwood. Methods in Molecular Biology., 547: 325-335.
Verpoorte, R., Van der Heijden, R., Memelink, J. 2000. Engineering the plant cell factory for secondary metabolite production. Transgene Research., 9: 323–343.
Xu, M., Dong, J. 2005. Nitric oxide stimulates indole alkaloid production in Catharanthus roseus cell suspension cultures through a protein kinase-dependent signal pathway. Enzyme and Microbial Technology., 37: 49-53.
Zhao, J., Zhu, WH., Hu. Q., Guo, YQ. 2001. Compact callus cluster suspension culture of Catharanthus roseus with enhanced indol alkaloid biosynthesis. In Vitro Cellular and Developmental Biology – Plant., 37: 68-72.
