بررسي عامل‌هاي مؤثر در القاي ريشۀ موئين و افزايش ميزان رزمارينيك‌اسيد زرين‌گياه (Dracocephalum kotschyi Boiss)

Study of factors affecting hairy roots induction and Rosmarinic Acid production in Dracocephalum kotschyi Boiss

زرين ­گياه يا همان بادرنجبويۀ دنايي با نام علمي Dracocephalum kotschyi متعلق به تيرۀ نعناعيان و جنس بادرشبو (Dracocephalum) است كه به علت پراكنش گستردۀ آن در ايران با نام­هاي چندي از آن ياد مي­شود. تركيب‌هاي فلاونوئيد موجود در زرين­ گياه، خاصيت ضدسرطاني دارد و استفاده از روش­هاي مختلف مانند توليد ريشه­ هاي موئين مي‌تواند به توليد تركيب‌هايي با ارزش دارويي بالا كمك كند. در اين بررسي تأثير چهار نوع ريزنمونه (لپه يا كوتيلدون، محور ريزلپه يا هيپوكوتيل، برگ و ميانگره) و سن ريزنمونه (برگ يك‌هفته‌اي، دوهفته‌اي و چهارهفته‌اي) بر ميزان القاي ريشۀ موئين گياه زرين­ گياه بررسي شد. تأييد تراريختي با استفاده از آغازگر اختصاصي ژن rolB به روش PCR انجام شد. به‌منظور شناسايي محيط كشت مناسب براي رشد و افزونش ريشه­ هاي موئين، تأثير چهار نوع محيط كشت پايۀ مايع MS، 1/2MS، 1/4 MS وB5 و محرك UV-B در سه سطح: 3 دقيقه، 6 دقيقه و 9 دقيقه بر تغيير ويژگي‌هاي بيوشيميايي و رزمارينيك اسيد ريشه­ هاي موئين بررسي شد. بيشترين درصد القاء ريشه در ريزنمونۀ برگ يك‌هفته‌اي (56/66 درصد) و لپه (36/66 درصد) مشاهده شد. بيشترين وزن ­تر (4/34 گرم) و وزن خشك (0/31 گرم) در محيط كشت 1/4MS و كمترين وزن­تر (1/04 گرم) و وزن خشك (0/10 گرم) در محيط كشتB5 ثبت شد. بيشترين فعاليت پاداكسندگي (آنتي­ اكسيداني) در تيمار شش دقيقه (92/33 درصد) و كمترين ميزان فعاليت پاداكسندگي در ريشه­ هاي غيرتراريخت (63 درصد) به دست آمد.نتايج تجزيۀ HPLCنشان داد كه توليد رزمارينيك اسيد در ريشه­ هاي تراريخت تيمارشده با UV-B با زمان شش دقيقه، 2/5 برابر بيشتر از ريشه­ هاي غير تراريخت (g /mg DW 34/9 در مقايسه با،µg /mg DW 13/8) است.

The flavonoid compounds in the Dracocephalum kotschyi has anti-cancer properties and using various methods such as hairy roots production can used to produce valuable secondary metabolites. In this study, the effect of explant type (cotyledon, hypocotyl, leaf and internode) and explants age (1 week leaf, 2 weeks leaf and 4 weeks old leaf) on hairy roots induction percent were surveyed. The transgenic status of hairy roots was confirmed by PCR using rolB genes-specific primers. In order to find optimum culture media for hairy roots growth and proliferation, four types of liquid basal media including, MS, 1/2MS, 1/4 MS and B5 and UV-B elicitor effects in three levels (3 min, 6 min and 9 min) on biochemical characteristics and Rosmarinic acid (RA) contents were investigated. The maximum hairy roots induction was obtained in 1 week leaves old (56.66 %); cotyledon explants (36.66 %), respectively. The highest fresh (4.34 gr) and dry weight (0.31 gr) and lowest fresh (1.04 gr) and dry weight (0.10 gr) was recorded in 1/4 MS and B5 media, respectively. The maximum and minimum antioxidant activities (92.33% and 63 %) were obtained in UV-B exposure time to 6 min radiation and non-transformed hairy roots. High performance liquid chromatography analysis revealed that the production of RA in UV-B (6 min) elicited hairy roots of D. kotschyi was almost 2.5-fold higher than that of the non-transformed roots (34.9 μg /mg DW compared to 13.8 μg /mg DW).