تأثير نانو محرك‌ها بر توليد و بيان ژن‌هاي دخيل در زيست‌ساخت آلكالوئيدها در دروايۀ شقايق شرقيPapaver orientale L.

Effect of nano elicitors on alkaloids production and genes expression in Papaver orientale suspension culture

كشت بافت منبع بالقوه‌اي در جهت توليد متابوليت‌هاي ثانويه است. محرك (اليسيتور)ها نقش مهمي در القاي سامانۀ دفاعي گياهان و توليد متابوليت‌هاي ثانويه ايفا مي‌كنند. الكالوئيدها گروهي از متابوليت‌هاي ثانويه و با ارزش اقتصادي هستند كه استفاده از آن‌ها توسط انسان به عصر باستان باز مي‌گردد. بسياري از گونه‌هاي Papaver توانايي توليد آلكالوئيدهايي مانند پاپاورين، نوسكاپين، مورفين و كدئين را دارند. در اين پژوهش تغييرپذيري بيان ژن‌هاي دخيل در زيست‌ساخت (بيوسنتز) اين آلكالوئيدها در كشت دروايۀ (سوسپانسيون) ياخته‌اي Papaver orientale در فاصله‌هاي زماني24 و 48 ساعت پس از اعمال محرك‌هاي نانو نقره و نانو دي‌اكسيد تيتانيوم با qRT-PCR بررسي شد. نتايج بيانگر افزايش بيان DBOX، SDR، COR و CODM 24 و 48 ساعت پس از تيمار با نانو نقره بود درحالي‌كه كاهش بيان SaLAT و T6ODM در 24 ساعت آغازين مشاهده شد. نانو دي‌اكسيد تيتانيوم پس از 48 ساعت منجر به افزايش بيان DBOX، COR و CODM شد. ولي افزايش بيان SDR، SaLAT و T6ODM تنها پس از 24 ساعت مشاهده شد. بنا بر نتايج به‌دست‌آمده از HPLC نانو نقره به‌صورت بسيار مؤثرتر از نانو دي‌اكسيد تيتانيوم پاپاورين، نوسكاپسين و مورفين را به ترتيب 19، 88/1 و 12/3 برابر پس از 48 ساعت در مقايسه با شاهد افزايش داد. بنابراين مي‌توان از كشت دروايۀ ياخته‌اي شقايق شرقي به‌عنوان منبعي براي توليد آلكالوئيدهاي مهمي مانند مورفين و نوسكاپين استفاده كرد.

Plant cell cultures have emerged as potential sources of secondary metabolites. Elicitors play an important role in challenging the plant defense system and altering the secondary metabolite production. Alkaloids are secondary metabolites that have been used as medicine since ancient times. Many Papaver species contain alkaloids such as papaverine, noscapine, morphine and codeine. In this study, we investigated the expression level of genes involved in the biosynthesis of alkaloids in suspension culture of Papaver orientale L. 24 and 48 hours after treatment by nano-Ag and nano-TiO2 with qRT-PCR. qRT-PCR analysis showed that DBOX, SDR, COR and CODM expression were significantly up-regulated at 24 h and 48 h in silver nanoparticles treatment while SaLAT and T6ODM down- regulated. Nano-TiO2 caused up-regulation of DBOX, COR and CODM after 48 h but SDR, SaLAT and T6ODM expression considerably up-regulated at 24 h. The high-performance liquid chromatography analysis indicated the nano-Ag is more effective than nano-TiO2 that increased papaverine, noscapine and morphine respectively 19-fold, 1.88-fold and 3.12-fold in comparison with control 48 h after treatment. This finding indicates that we can use the cell suspension culture of Papaver orientale L. as source of important alkaloids particular morphin and noscapine.