استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) برای بهینه‌سازی کارآمد تولید تاکسان در قارچ‌ اندوفیت جداشده از فندق (Corylus avellana)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 فیزیولوژی گیاهی، علوم زیستی، تربیت مدرس، تهران، ایران
2 علوم گیاهی، علوم زیستی، تربیت مدرس، تهران، ایران
10.22034/jpr.2026.8647.3416
چکیده
تاکسول (Paclitaxel) یکی از مهم‌ترین متابولیت‌های ثانویه با فعالیت ضدسرطانی گسترده است که به‌طور سنتی از پوست درخت Taxus sp. استخراج می‌شود. با توجه به محدودیت‌های زیست‌محیطی و اقتصادی استخراج گیاهی، قارچ‌های اندوفیت به‌عنوان جایگزین‌های بالقوه مورد توجه قرار گرفته‌اند. در مطالعه حاضر، سویه اندوفیت Cryptosporiopsis tarraconensis جداشده از برگ فندق (Corylus avellana) به‌منظور بهینه‌سازی شرایط تولید تاکسان‌ها مورد بررسی قرار گرفت. چهار متغیر محیطی شامل ( 6/4، 6، 4/7) pH، اسید بنزوئیک (BA) با غلظت‌های 2/.، 1 و 8/1، گلوکز در محدوده 05/.، 2 و 5/3 درصد و دیواره سلولی فندق در محدوده 05/.، 3/. و 55/. گرم به‌عنوان فاکتورهای مؤثر انتخاب و با روش مدل‌سازی سطح پاسخ (RSM) و طراحی Box-Behnken آزمایش‌ها انجام شدند. نتایج نشان داد که تنها غلظت 8/1 BA افزایش معنی‌داری (70%) بر سطح تولید تاکسان داشت (p < 0.001). بر اساس مدل ارائه‌شده، شرایط بهینه شامل pH برابر ۶، 8/1 میلی‌مولار BA، 5/3 درصد گلوکز و 3/0 گرم دیواره سلولی تعیین گردید. در این شرایط ، تولید تاکسان به 21/3 میلی‌گرم بر لیتر رسید که نسبت به شرایط شاهد (89/1 میلی‌گرم بر لیتر) حدود ۷۰ درصد (7/1 برابر) افزایش داشت. این نتایج نشان می‌دهد که طراحی آزمایش با RSM با شناسایی عوامل موثر، ضمن بررسی هم زمان چند فاکتور، موجب کاهش آزمایش‌های غیرضروری و صرفه جویی در زمان و هزینه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Employing response surface methodology (RSM) for efficient taxane production optimization in endophytic fungi from corylus avellana

نویسندگان English

Narjes Mohammadi Ballakuti 1
Faezeh Ghanati 2
1 Plant Physiology, Biological Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Plant Sciences, Biological Sciences, Tarbiat Modares Education, Tehran, Iran
چکیده English

Paclitaxel is one of the most important secondary metabolites with broad-spectrum anticancer activity, traditionally extracted from the bark of Taxus sp. Due to environmental and economic limitations of plant-based extraction, endophytic fungi have been considered as potential alternative sources. In the present study, the endophytic strain Cryptosporiopsis tarraconensis, isolated from hazelnut (Corylus avellana) leaves, was investigated for optimizing taxane production conditions. Four environmental variables pH, benzoic acid (BA), glucose, and hazelnut cell wall were selected as influential factors and evaluated using Response Surface Methodology (RSM) with a Box-Behnken design. The results showed that only the concentration of BA had a significant effect on taxane production (p < 0.001). According to the proposed model, the optimal conditions were determined as pH 6, 1.8 mM BA, 3.5% glucose, and 0.3 g of cell wall. Under these conditions, taxane production reached 3.21 mg/L, which was approximately 70% (1.7-fold) higher than the control (1.89 mg/L). These findings demonstrate that RSM enables the identification of key factors, allows simultaneous analysis of multiple variables, and reduces unnecessary experiments, saving both time and cost.

کلیدواژه‌ها English

Taxane
Endophytic fungus
Corylus avellana
Response Surface Methodology (RSM)

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 15 دی 1404

  • تاریخ دریافت 26 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 09 شهریور 1404
  • تاریخ پذیرش 17 آذر 1404