تأثير تابش اشعۀ فرابنفش C بر مسير زيست ساختي استيلبنوئيدها در كشت تعليقي ياختۀ انگور (Vitis vinifera L. cv. Shahani)

The effect of UV-C light irradiation on stilbenoid biosynthetic pathway in grape (Vitis vinifera L. cv. Shahani) cell suspension culture

استيلبن ­هاي انگور يك خانوادۀ شناخته‌شده از پلي فنول ­هاي گياهي هستند كه فعاليت­هاي زيستي (بيولوژي) چندي از آن­ها در رابطه با سودمندي­ هاي سلامتي به تأييد رسيده ­اند. در اين پژوهش، تأثير محرك اشعۀ فرابنفش C در سه زمان (10، 20 و 30 دقيقه) در تركيب يا بدون تركيب با تابش نور مرئي با سطح انرژي بالا (10000 لوكس) روي يك رگۀ (لاين) ياخته‌اي به‌دست‌آمده از ميانبر انگور رقم شاهاني (Vitis vinifera cv. Shahani) در قالب آزمايش فاكتوريل با طرح كامل تصادفي بررسي و نتايج كسب‌شده با تيمارهاي شاهد مقايسه شد. نتايج نشان دادند، تاريكي مي­تواند بيشتر از نور مرئي مسير سوخت‌وسازي (متابوليكي) مربوط به توليد استيلبنوئيدها را تحريك كند. در ميان زمان هاي استفاده‌شده از محرك اشعۀ فرابنفش C، ده دقيقه استفاده از اشعۀ فرابنفش C براي توليد مؤثر و تجمع بالاي فنول­ ها (112/73 ميلي­ گرم گاليك اسيد در هر گرم وزن خشك ياخته) و فلاونوئيد­ها (150/47 ميلي­ گرم كاتكين در هر گرم وزن خشك ياخته) و همچنين استيلبنوئيدها شامل مجموع رسوراترول و فرم گلوكوزيله‌شدۀ آن به نام پيسيد (7/54 ميكرو­گرم بر ميلي­ ليتر) بهينه بود. افزون بر اين، نتايج نشان داد، يك رابطۀ منفي معني ­دار بين توليد اين متابوليت­ ها و رشد ياخته وجود دارد. اين يافته ­ها داده‌هاي ارزشمندي به‌منظور توليد انبوه كشت ­هاي ياخته‌اي براي توليد اين تركيب‌هاي خيلي با ارزش در سامانه‌هاي بيوراكتور ارائه مي­كنند.

Grape stilbenes are well-known family of plant polyphenolics that have been confirmed to have many biological activities in relation to health benefits. In this study, we investigated the effect of UV-C elicitor at three different irradiation periods (10, 20 and 30 min) in combination or not with high-level light irradiation (10000 LUX) on a cell line obtained from the pulp of Vitis vinifera cv. Shahani as Completely Randomized Factorial Design, and compared the results with those of untreated control cultures. Results showed that growing the cells in dark condition can stimulate the metabolic pathway related to bio-production of the stilbenoids more than that of the cells growing under light condition. Among the time courses of UV-C elicitor irradiation, according to our results, irradiation of UV-C for 10 min was optimum for efficient production and higher accumulation of phenolics (112.73 mg GA/g DCW) and flavonoids (150.47 mg catechin/g DCW) as well as stilbenoids including the summation of resveratrol and its glycosylated form piceid (7.54 μg/ml). Furthermore, it was shown that there is a significant negative correlation between production of these metabolites and the cell growth. These data provide valuable information for the future scale up of cell cultures for the production of these very high value compounds in bioreactor systems