نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• اسماعیل داردان ¹
• مراد جعفری ²

¹ دانشجوی دکتری،‌ گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه

² استاد گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه ارومیه

چکیده

استبرق (Calotropis procera) از تیره خرزهره، یک گیاه صنعتی و دارویی مهم است. این گیاه منبعی از متابولیت‌های ثانویه متعدد با خواص دارویی مختلف از جمله فعالیت‌های ضد میکروبی و ضدسرطانی می‌باشد. ریشه‌های مویین القاشده توسط Agrobacterium rhizogenes پتانسیل فوق‌العاده‌ای برای تولید متابولیت‌های دارویی مهم فراهم می‌کند. در مطالعه حاضر، اثرات ﺳﻮﯾﻪ‌های A. rhizogenes (A4، A7، A13، K599، ATCC 11325، ATCC 15834)، مدت زمان تلقیح (15 و 30 دقیقه)، نوع ریزنمونه (لپه، محور زیرلپه، نوساقه، ﺑﺮگ) و سن ریزنمونه (14، 18، 24، 32 و 42 ﺭﻭﺯ) بر تولید ریشه مویین در استبرق مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر محیط‌های مختلف‌ کشت (MS، B5، SH و WPM) بر میزان تجمع زیست‌توده در بهترین لاین‌های ریشه مویین مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصل، القاء ریشه‌ی مویین فقط در سویه‌هایATCC 15834 و K599 و ریزنمونه‌های برگ و نوساقه موفقیت‌آمیز بود. حداکثر میزان القاء ریشه‌های مویین (۵۰ %) در ریزنمونه‌های برگی با سن 18 روز در مدت زمان تلقیح 30 دقیقه‌ای با سوبه K599 حاصل شد. بین لاین‌های ریشه مویین از نظر رشد و تولید زیست توده تفاوت معنی‌داری وجود داشت. بیشترین میزان تولید زیست‌توده تر (تقریبا ۱۳ گرم در ۵۰ میلی‌لیتر محیط کشت) در لاین‌های ریشه مویین کشت شده در محیط کشت MS به دست آمد. فعالیت آنتی‌اکسیدانی، محتوای فنل کل و فلاونوئید کل در لاین‌های ریشه‌ مویین منتخب با تولید زیست‌توده بالا (K5L4 و A15L7) در مقایسه با ریشه‌های غیرتراریخته بیشتر بود. آنالیزGC-MS نشان داد محتوای فیتوشیمایی ریشه‌های مویین استبرق تقریبا ۲ الی ۹ برابر بیشتر از ریشه‌های طبیعی بود.

کلیدواژه‌ها

• استبرق
• Agrobacterium rhizogenes
• ریشه‌های‌ مویین
• متابولیت‌های ثانویه
• آنالیز GC-MS

موضوعات

• بیوتکنولوژی

عنوان مقاله [English]

Optimization of induction, culture conditions and phytochemical analysis of hairy roots in the medicinal plant giant milkweed (Calotropis procera)

نویسندگان [English]

• Esmail Dardan ¹
• Morad Jafari ²

¹ Dep. of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, I.R. of Iran

² Dep. of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Urmia University, Urmia, I.R. of Iran

چکیده [English]

Calotropis procera (Aiton), belonging to the family Asclepiadaceae, is an important industrial and medicinal plant. It is a source of numerous secondary metabolites with pharmacological properties such as anticancer and antimicrobial activities. Hairy roots induced by Agrobacterium rhizogenes offer tremendous potential for the production of pharmaceutically important metabolites. In this study, the effects of A. rhizogenes strains (A4, A7, A13, ATCC 15834, ATCC 11325, K599), infection time (15 and 30 min), explant type (cotyledon, hypocotyl, shoot, leaf) and explant age (14, 18, 24, 32, 42 old days) on hairy root production in C. procera were investigated. The effect of different culture media (WPM, SH, B5, MS) on biomass accumulation of the best-grown hairy root lines were also evaluated. Based on the results, hairy root induction was successful only in ATCC 15834 and K599 strains and leaf and shoot explants. Maximum hairy root induction (50%) was obtained using the K599 strain in an infection time of 30 min in 18-day-old leaf explants. There was a significant difference between the hairy root lines in terms of growth and biomass production. The highest amount of fresh root biomass (about 13 g/50 ml culture medium) was obtained in the hairy root lines cultured on MS medium. Antioxidant activity, total phenolic, and total flavonoid contents were higher in selected high-biomass-producing hairy root lines (A15L7 and K5L4) compared to non-transformed roots. The GC-MS analysis showed that the phytochemical content of C. procera hairy roots was about 2 to 9-fold higher than in wild-type roots.

کلیدواژه‌ها [English]

• Calotropis procera
• Agrobacterium rhizogenes
• Hairy roots
• Secondary metabolites
• GC-MS analysis