پاسخ‌هاي فيزيولوژيك سلول‌هاي جداكشت كتان سفيد (Linum album Kotschy ex Boiss.) به اليسيتورهاي قارچي

Physiologic responses of suspension-cultured Linum album Kotschy ex Boiss. cell to fungal elicitors

اليسيتورها تركيباتي با منشا زيستي و يا غير زيستي هستند كه باعث القاي پاسخ‌هاي دفاعي گياه و توليد متابوليت‌هاي ثانويه مي‌شوند. اليسيتورها ممكن است ژن‌هاي جديدي را فعال كنند كه آنزيم‌ها و در نهايت مسيرهاي بيوسنتزي مختلفي را راه‌اندازي ‌كنند و باعث تشكيل متابوليت‌هاي ثانويه ‌شوند. گياه كتان سفيد (Linum album) از گونه‌هاي بومي ايران است كه در اندام‌هاي مختلف آن تركيبات ليگناني از جمله پودوفيلوتوكسين وجود دارد. در پژوهش حاضر، اثر عصاره قارچ‌هاي Fusarium graminearum، Rhizoctonia solani، Rhizopus stolonifer، Sclerontinia sclerotiarum و Trichoderma viride بر رشد سلول و ميزان ليگنان‌ها و تركيبات فنيل پروپانوييدي در كشت سلول كتان سفيد بررسي شد. اليسيتورهاي قارچي مختلف آثار منحصر به فردي در توليد ليگنان‌ها داشتند، به طوري كه در بين اليسيتورهاي قارچي بررسي شده، بيشترين مقدار توليد پودوفيلوتوكسين در سلول‌هاي تيمار شده با F. graminearum به ميزان شش برابر نمونه‌هاي شاهد (141 ميكروگرم بر گرم وزن خشك) مشاهده شد، در حالي كه R. stolonifer باعث القاي بيشترين ميزان لاريسي رزينول به ميزان هفت برابر نمونه‌هاي شاهد (365 ميكروگرم بر گرم وزن خشك) شد. ميزان فنل كل، فلاونول، فلاوونوييدها و ليگنين تا پايان دوره رشد تحت تاثير اليسيتورهاي قارچي افزايش يافت. در راستاي درك سازوكار اليسيتورهاي قارچي، فعاليت آنزيم‌هاي فنيل آلانين آمونيالياز (PAL) و سيناميل آلكل دهيدروژناز (CAD) نيز بررسي شد. فعاليت PAL و CAD كه در مراحل ابتدايي مسير بيوسنتزي فنيل پروپانوييدي قرار دارند، پس از افزودن اليسيتورهاي قارچي افزايش يافت و اوج فعاليت آنها پس از گذشت سه روز مشاهده شد.

Elicitors are compound with biotic or abiotic origin which induce defence responses including secondary metabolite production. Elicitors may activate new genes which induce enzymes and finally produce different biosynthesis pathways and secondary metabolites. Linum album is one of endemic species in Iran and has lignans like podophyllotoxin. In this study, we investigated the effect of fungal extracts of Fusarium graminearum, Rhizoctonia solani, Rhizopus stolonifer, Trichoderma viride and Sclerontinia sclerotiarum on cell growth and lignans production and phenylpropanoid compounds in cell suspension cultures of L. album. Various fungal extracts uniquely induced lignan production, so that F. graminearum extract induced the highest increase of podophyllotoxin [141 ?g g-1 dry weight (DW)] which was 6-fold greater than the untreated control, while R. stolonifer extract enhanced the accumulation of lariciresinol up to 365 ?g g-1 DW, which was 7-fold greater than the control. In addition, fungal elicitors increased the total phenol, flavonoid, flavonol and lignin. To study the mechanism of fungal elicitors action, phenylalanine ammonio-lyase (PAL) and cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD) activity were investigated. The activity of PAL and CAD enzymes involved in the first steps of the phenylpropanoids biosynthesis was activated by fungal elicioes, reaching a peak at 3 days after treatment.