پديد آورندگان :
سرمدي، مرضيه دانشگاه رازي - دانشكده علوم - گروه زيست شناسي , كريمي، ناصر دانشگاه رازي - دانشكده علوم - گروه زيست شناسي , ميرجليلي، محمد حسين دانشگاه شهيد بهشتي - پژوهشكده گياهان و مواد اوليه دارويي - گروه كشاورزي
كليدواژه :
آنتي اكسيدان , انقراض , تاكسول , سُرخدار , كالوس
چكيده فارسي :
سابقه وهدف:گياه سُرخدار بعنوان مهمترين منبع توليد تركيب ضد سرطان تاكسول، يكي از گونه‌هاي جنگلي بومي ايران است. اين گياه به دليل رشد و زادآوري پايين و برداشت بي‌رويه از طبيعت در شمار گونه‌هاي در معرض انقراض قرار دارد. استفاده از تكنيك كشت بافت مي‌تواند رويكرد بهرهبرداري از اين گياه باارزش براي توليد تاكسول را از عرصه هاي طبيعي به شرايط كنترل‌شده تغيير داده و آن را از خطر انقراض نجات دهد. بهره برداري پايدار از كشتهاي كنترل شده، بهينهسازي شرايط توليد زيست‌توده و كنترل عامل هاي بازدارنده رشد شامل تركيبهاي فنولي و اكسايش آنها در كشت كالوس و سلول سُرخدار ضرورت دارد. در اين تحقيق استفاده مقايسه اي از مواد جاذب و تركيبي از آنتي‌اكسيدان ها بمنظور بهبود رشد كالوس براي توليد تاكسول با ديدگاه حفاظت از ذخيره هاي ژنتيكي مورد مطالعه قرار گرفته است.مواد وروش ها:از سه تيمار زغال فعال (يك گرم در ليتر)، پلي وينيل پيروليدون pvp (250 ميلي‌گرم بر ليتر) و يك تركيب آنتي‌اكسيداني شامل (0.2 گرم بر ليتر گلوتامين، 0.05 گرم بر ليتر اسيد آسكوربيك و 0.05 گرم بر ليتر اسيد سيتريك) در محيط رشد كالوسها بمنظور تيماردهي استفاده شد. 4 گرم از كالوس‌هاي 60 روزه به محيط كشت كالوس حاوي هركدام از تيمارها منتقل شدند و محيط كشت فاقد تيمار بعنوان گروه شاهد در نظر گرفته شد. بعد از گذشت 21 روز ميزان قهوهاي شدن كالوسها، ميزان وزن‌تر، وزن خشك و درصد زندهماني بعنوان فاكتورهاي رشدي و مورفولوژيك و محتواي پراكسيد هيدروژن، محتواي مالون دي‌آلدئيد، ميزان فنول كل، فعاليت آنزيم پلي‌فنول اكسيداز و ميزان تاكسول بعنوان فاكتورهاي فيتوشيميايي مورد مطالعه و بررسي قرار گرفتند.نتايج وبحث:نتايج حاصل از تغييرپذيري هاي مورفولوژيكي و فيتوشيميايي كالوسها تحت تاثير تيمارها نشان داد كه تيمار تركيب آنتي‌اكسيداني با كاهش معني دار محتواي پراكسيد هيدروژن و كاهش استرس اكسيداتيو سبب كاهش ميزان پراكسيد اسيون ليپيدي و كاهش ميزان قهوه اي‌شدن بافت‌ها گرديد. همچنين تحت تاثير اين تيمار با كاهش ميزان فنول كل و كاهش فعاليت آنزيم پلي‌فنول اكسيداز از اكسايش تركيب هاي فنولي جلوگيري شده و درصد زنده ماني و ميزان وزن تر و خشك آنها افزايش يافت و از شدت قهوهايشدن كالوسها نسبت به نمونه شاهد بطور معني داري كاسته شد. تيمار هاي pvp و زغال فعال نيز با اتصال به تركيب هاي فنولي و كاهش تمركز آنها در سلولها سبب كاهش فعاليت آنزيم پلي‌فنول اكسيداز شدند و به اين ترتيب موجب افزايش معني‌دار ميزان زنده ماني و كاهش ميزان قهوهاي شدن كالوسها گرديدند. در حالي‌كه تغيير معني داري در محتواي پراكسيد هيدروژن، محتواي مالون دي‌آلدئيد، ميزان وزن تر، وزن خشك و محتواي تاكسول تحت تيمارهاي pvp و زغال فعال مشاهده نشد. نبود افزايش وزن تر و خشك كالوسها تحت تاثير تركيبهاي جاذب pvp و زغال فعال مي‌تواند بهدليل جذب هورمونها و ويتامين همراه با جذب تركيبهاي سمي از محيط كشت توسط اين تركيبها باشد.نتيجه‌گيري:همه تيمارهاي بكاربرده شده در كاهش ميزان قهوهايشدن و افزايش زندهماني كالوسها موثر بودند ولي تيمار تركيب آنتي‌اكسيداني به دليل بيشترين تاثير در بهبود رشد و افزايش ميزان وزن تر و خشك همراه با افزايش تاكسول بعنوان بهترين تيمار براي بهينهسازي كشت كالوس سُرخدار پيشنهاد مي‌شود.
چكيده لاتين :
Introduction: Taxus baccata is one of the native forest species in Iran. It is one of the most important sources of taxol, an anti-cancer compound. This plant is an endangered species due to its low growth and regeneration and also over-harvesting. Taxol production by tissue culture technique can protect this plant from the danger of extinction. In this study, the improvement of the growth of callus and taxol production in Taxus baccata were assessed using chemical absorbents and antioxidant compounds.
Material and methods: Activated charcoal (1 g/l), Polyvinylpyrrolidone (PVP; 250 mg/l) and an antioxidant compound (0.2 g/l glutamine, 0.05 g/l ascorbic acid and 0.05 g/l citric acid) were used for treating in a callus growth medium. Four grams of 60 day-old calli were transferred to a callus growth medium containing each of the treatments, where the untreated culture medium was considered as the control group. After 21 days, the amount of callus browning, wet weight, dry weight and viability as growth and morphological factors and also hydrogen peroxide (H2O2), malondialdehyde, total phenol, polyphenol oxidase activity and taxol amount as phytochemical factors were studied and evaluated.
Results and discussion: The results of morphological and phytochemical changes of calli under treatments showed that the antioxidant compound reduced the H2O2 and lipid peroxidation amount and with the reduction of oxidative stress, browning of tissues decreased. Also, under this treatment, with decreasing total phenol and activity of phenoloxidase, the amount of phenol oxidation decreased significantly. So, cell viability and wet and dry weight were increased and the amount of tissue browning was decreased. By absorbing the phenolic compound, activated charcoal and PVP decreased the polyphenol oxidase activity. The decrease in the polyphenol oxidase activity increased cell viability and prevented tissue browning. Under these treatments, no significant changes in H2O2 and MDA content, and wet and dry weight was observed. No changes were observed in the callus growth, which may be due to the absorption of hormones and vitamins along with the absorption of toxic compounds from the medium.
Conclusion: All treatments were effective in decreasing the amount of tissue browning and increasing the viability of calli, but antioxidant compound treatment was the most effective in improving growth and increasing wet and dry weight with increasing taxol. Therefore, it is suggested as the best treatment for optimizing the callus culture of yew.
