بهينه سازي القا و شرايط كشت ريشه هاي مويين تراريخته در گياه دارويي گل ميموني بياباني (Scrophularia deserti)

Optimization of induction and culture conditions of transgenic hairy roots in the medicinal plant Scrophularia deserti

گل ميموني بياباني يك دارويي مهم متعلق به خانواده Scrophulariaceae است. تحقيقات نشان داده است كه عصاره اين گياه داراي خواص ضد ديابتي و ضد سرطاني است. اين گونه منبع با ارزشي از تركيبات فعال بيولوژيكي مخصوصا گليكوزيدهاي ايروييدي و فلاونوئيدها است. سيستم ريشه مويين مي-تواند براي توليد درون شيشه اي تركيبات با ارزش دارويي استفاده شود. در اين تحقيق، ريشه هاي مويين تراريخته در گل ميموني بياباني بواسطه تلقيح با باكتري Agrobacterium rhizogenes سويه A13 توليد شدند. تاثير ريزنمونه هاي مختلف (گياهچه بدون ريشه چه، كوتيلدون و برگ) تهيه شده از گياهچه هاي درون شيشه اي با سنين مختلف (10، 18، 25، 50 و 72 روزه) در 3 زمان مختلف تلقيح (5، 15 و 30 دقيقه) بر كارآيي القا ريشه مويين مورد بررسي قرار گرفت. حداكثر تعداد ريشه هاي مويين (33/22 ريشه در هر ريزنمونه) در ريزنمونه هاي گياهچه اي 18 روزه تلقيح شده با باكتري به مدت 5 دقيقه حاصل شد. تاييد تراريختي ريشه هاي مويين بوسيله PCR با استفاده از آغازگرهاي اختصاصي ژن هاي rolA و rolB انجام گرفت. براي تعيين محيط كشت مناسب براي رشد بهينه ريشه هاي مويين، دو لاين G و H در چهار محيط كشت مختلف(MS،MS ½، B5 و PGoB) كشت شدند. نتايج نشان داد كه MS بهترين محيط كشت براي افزايش زيست توده ريشه هاي مويين است. لاين H بيشترين زيست توده (33/16ميلي گرم در 30 ميلي ليتر محيط كشت) را بعد از 4 هفته كشت توليد كرد. سيستم ريشه مويين ايجاد شده در اين مطالعه مي تواند براي بررسي توليد متابوليت هاي مهم دارويي گل ميموني بياباني استفاده گردد

Scrophularia deserti is an important medicinal plant belonging to the Scrophulariaceae family. Research has demonstrated that extracts of the plant have antidiabetic and anticancer effects. This species is a valuable source of biologically active compounds, specially iridoid glycosides and flavonoids. Hairy root system can be used for the in vitro production of pharmaceutically valuable compounds. In this research, transgenic hairy root induction was established through the mediation of the A13 strain of Agrobacterium rhizogenes. The effects of various explants (seedling without radicle, cotyledon and leaf) prepared from in vitro grown plants at different ages (10, 18, 25, 50 and 72-day old) and three different inoculation times (5, 15 and 30 min) on the efficiency of hairy root induction were investigated. The maximum hairy roots (22.33 roots per explant) induced from 18-day-old seedlings explants inoculated with bacterial suspension for 5 min. The transgenic status of hairy roots was confirmed by PCR using rolA and rolB genes-specific primers. Four different culture media (MS, half strength MS, B5 and PGoB) were used to determine the best suitable media composition for the optimum cell growth of two hairy root lines (G and H). The results revealed that MS medium was superior for growth and high biomass production of hairy roots . Hairy root line H showed maximum biomass production (16.33 mg/30 ml culture medium, in terms of fresh weight) after 4 weeks of culture. Hairy root lines developed in this study can be used to investigate the production of pharmaceutically important metabolites of S. deserti