بهينه سازي كالوس زايي و سوسپانسيون سلولي پروانش (Catharanthus roseus)

Optimization of Callus Induction and Cell Suspension in Catharanthus

پروانش (Catharanthus roseus) گياهي دارويي است كه به دليل توليد آلكالوييد هاي فراوان از جمله وين كريستين و وين بلاستين اهميت دارد. كشت درون ‌شيشه‌اي پروانش منابع مستعدي از بافت يا اندام ها از جمله كالوس، سوسپانسيون سلولي و گياهچه را براي توليد متابوليت ‌هاي ثانويه فراهم مي‌كند. از آنجا كه براي توليد انبوه كالوس و بهينه سازي سوسپانسيون سلولي جهت استخراج متابوليت هاي ثانويه مطالعات اندكي صورت گرفته است. براي اين منظور دو آزمايش جداگانه بهينه سازي كالوس زايي و يك آزمايش بهينه سازي سوسپانسيون سلولي انجام شد. آزمايش اول كالوس زايي در قالب فاكتوريل با سه ‌ريزنمونه ريشه،‌ ساقه و برگ و تركيب سطوح هومونهاي BAP + 2,4-D و آزمايش دوم در قالب فاكتوريل با شش ريزنمونه برگ برون شيشه، برگ درون شيشه، ساقه، ريشه، گره و بذر و ده تركيب هورموني اجرا شد. آزمايش بهينه سازي سوسپانسيون سلولي نيز با شش تيمار هورموني مختلف به همراه تيمار شاهد (فاقد تنظيم كننده) در قالب طرح آماري كاملا تصادفي اجرا شد. مقايسه ميانگين نشان داد كه بافت برگ بيشترين كالوس زايي داشت و قطعات ريشه و ساقه در رتبه هاي بعدي كالزايي بودند. در اين آزمايش تيمارهاي يك ميلي گرم در ليتر 2,4-D به تنهايي و يا به همراه 5/0 ميلي گرم در ليتر BAP يا KN بيشترين كالوس را توليد كردند. در سوسپانسيون سلولي بيشترين وزن خشك سلولي در محيط كشت هاي يك ميلي گرم در ليتر 2,4-D و دو ميلي گرم در ليتر 2,4-D به همراه يك ميلي گرم در ليتر BAP اندازه گيري شد.

Periwinkle (Catharanthus roseus) has been considered as an important medicinal plant because it contains many alkaloids such as vincristine and vinblastine. In vitro culture of periwinkle provides new tissue sources such as callus, cell suspension and seedlings to produce secondary metabolites. As for the mass production of callus and cell suspension in order to optimize the extraction of secondary metabolites have been few studies, the present study describes two callus production optimization procedures and one cell suspension experiment. The first trail was a factorial experiment with three explants (roots, shoots and leaves) on Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with different concentrations of BAP and 2,4-D. The second trial was a factorial experiment with six explants (roots, shoots, in-vitro grown leaves, ex-vitro grown leaves, seeds and nodes) and ten different hormonal combinations. The cell suspension experiment was conducted with six hormonal and one control (without hormone) treatments based on completely randomized design. Comparison of means showed that the maximum callus production was obtained from leaf explants, the root and shoot explants were in the second orders. In overall, 0.5 mg /l BAP + 1 mg/l 2,4-D and 0.5 mg /l KN + 1 mg/l 2,4-D concentrations proved to be optimal for the production of maximum callus. The best combination for suspension culture was 1 mg/l 2,4-D and/or 2 mg/l 2,4-D+1 mg /l BAP according to the dried cell weight.