تولید کشت سلولی گیاه (Centella asiatica L) و مقایسه متابولیت های تولید شده در کالوس، کشت سوسپانسیون سلولی و گیاه کامل

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 دانشجو دانشگاه گیلان

2 دانشیار گروه باغبانی دانشگاه گیلان

3 استادیار پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری طبرستان

4 دانشیار علوم پایه دانشگاه ساری

چکیده
تولید مواد مؤثره گیاهان دارویی از طریق کشت‌های سلولی اهمیت زیادی برای مطالعه و دستیابی به این منابع ارزشمند دارد. آب‌بشقابی (Centella asiatica L.) از جمله گیاهان دارویی ارزشمندی است که به‌دلیل وجود خواص دارویی با ارزش و پراکنش محدود، بسیار ارزشمند است. کاربرد کشت سلول‌های غیرتمایزیافته از جمله کالوس و کشت سوسپانسیون سلولی یک راهکار زیست‌فناوری برای تولید ترکیبات ارزشمند ایجاد کرده‌است. در این مطالعه تولید سلول‌های حاصل از کشت سوسپانسیون از کالوس آب‌بشقابی و شناسایی ترکیبات فرار آن‌ها به‌وسیله دستگاه GC/MS مورد بررسی قرار گرفت. مطالعه الگوی رشد سلولی براساس وزن تر، وزن خشک و شمارش سلولی در دوره زمانی 42 روزه نشان داد افزایش سلول‌ها از روز پنجم پس از بازکشت شروع و مرحله تصاعدی آن تا روز شانزدهم ادامه داشت. در روز شانزدهم بیش‌ترین میزان وزن تر (684/0 گرم)، خشک (057/0 گرم) و تعداد سلول (88000 سلول در هر 1 میلی‌لیتر) به‌دست آمد و پس از آن سلول‌‌ها تا روز ‌بیست‌ودوم وارد مرحله سکون شدند. بعد از عبور از مرحله سکون کاهش تدریجی رشد سلولی مشاهده شد. هم‌چنین نتایج آنالیز عصاره‌ها نشان داد کالوس و کشت سوسپانسیون سلولی قادر به تولید ترکیبات متفاوتی از گیاه مادری هستند. در گیاه، کالوس و کشت سوسپانسیون سلولی به‌ترتیب 17، 6 و 13 ترکیب شناسایی شد. از میان ترکیبات موجود در عصاره‌ها نئوفیتادین، استیگماسترول و بتاسیتوسترول ترکیباتی مشابه در عصاره‌های گیاه و کشت سوسپانسیون بودند، هم‌چنین اکتادیکانوئیک اسید و اورس-12-ان-28-اوئیک اسید به‌صورت مشترک در کالوس و کشت سوسپانسیون سلولی وجود داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Mozaffarian, V. 1983. The family of Umbelliferae in Iran (Keys and distribution). Research Institute of Forests and Rangelands. Iran, pp: 23-24.
Rechinger, K.H. Flora Iranica (Umbelliferae). 1987. Akademische Druck-U. Verlagsanstalt. Graz –Austria. vol: 162; p: 39.
Jalili, A. and Jamzad, Z. 1999. Red data book of plant species of Iran. Research Institute of forests and rangelands. Iran, p: 663.
Gruenwald, J., Brendler, A. and Jaenicke, C. 2000. PDR for Herbal Medicine. 2th Edition. Medical economics Co. Montvale New Jersey, pp:729-731.
Frank, S. and Amelio, D. 1999. Botanicals aphytocosmetic desk reference CRC. America, pp: 119-21.
Kuhn, M.A. 2000. Herbal therapy and supplements, Lippincott. NewYork, pp: 163- 66.
Edeoga, H.O., Okwu, D.E., Mbabie, B.O. 2005. Phytochemical constituents of some Nigerian medicinal plants. African Journal of Biotechnology, 4:685-688.
Pichersky, E, Gang, D.R. 2000. Genetics and biochemistry of secondary metabolites: an evolutionary perspective. Trends Plant Science, 5:439-445.
Moore, B.D., Andrew. R.L., Kulheim, C., Foley, W.J. 2014. Explaining intraspecific diversity in plant secondary metabolites in an ecological context. New Phytologist, 201:733-750.
Mulabagal, V., Tsay, H.S. 2004. Plant cell cultures an alternative and efficient source for the production of biologically important secondary metabolites. International Journal of Applied Science and Engineering Research, 2: 29-48.
Kumar, J., Gupta, P.K. 2008. Molecular approaches for improvement of medicinal and aromatic plants. Plant Biotechnology Reports, 2: 93-112.
Sato, F., Hashimoto, T. and Hachiya, A., 2001. Metabolic engineering of plant alkaloid biosynthesis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 17(3): 201-211.
Ikeuchi, M., Sugimoto, K. and Iwase, A. 2013. Plant callus: Mechanism of induction and repression. The Plant Cell, 25(9): 3159-3173.
Mujib, A., Bandhyopadhyay, S., Ghosh, P.D. 2000. Tissue culture derived plantlet variation in Caladium an important ornamental. Plant Cell, Tissue and Organ Culture., 10: 149-155.
Senoussi, M.M., Nora, B., Joe, C. 2009. Impact of hypoxia on the growth and alkaloid accumulation in Catharanthus roseus cell suspension. Acta Physiologiae Plantarum., 31: 359–362.
Phillips, G.C., Hubstenberger, J.F., Hansen, E.E. 1995. Plant regeneration by organogenesis from callus and cell suspension cultures. Plant Cell,Tissue and Organ Culture, pp. 67-78.
Terry, J., Riaan, J. and Dubery, H. 2008. Characterisation of two phenotypes of Centella asiatica in southern africa through the composition of four triterpenoides in callus, cell suspensions and leaves. Plant cell Tissue and Organ Culture, 94: 91-99.
Hidalgo, D., Steinmetz, V., Brossat, M., Tournier, L., Cusido, M., Corchete, P. and Palazon, J. 2017. An optimized biotechnological system for the production of centellosides based on elicitation and bioconversion of Centella asiatica cell cultures. Engineering in Life Sciences, 17: 413-419.
Krishnan, M., Roy, A. and Bharadvaja, N. 2019. Elicitation effect on the production of Asiaticosid and Asiatic acid in shoot, callus and cell suspension culture of Centella asiatica. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 9(6): 67-74.
Hoang Loc, N. and Giang, N. 2012. Effect of elicitors on the enhancement of Asiaticoside biosynthesis in cell cultures of Centella (Centella asiatica L. urban). Chemical papers, 66(9): 642-648.
Heidargholinezhad, F., Hamidoghli, Y., Ghasemiomran, V. and Biparva, P. 2023. Evaluation of the callogenesis of Centella asiatica (L.) Urban, a medicinal plant. Nova Biologica Reperta, 4(10). (In persian)
Sellapan, P., Rosseleena, E. and Mohdnoor, N. 2018. Sesquiterpene production in methyl jasmonate induced Persicaria minor cell suspension culture. Sains Malaysiana, 47(12): 3051-3059.
Richard, D., Lescot, M., Inze, D. and Deveylder, L., 2002. Effect of auxin, cytokinin, and sucrose on cell cycle gene expression in Arabidopsis thaliana cell suspension cultures. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 69: 167-176.
Ridzuan, S.Z., Rossleena, R., Baharum, S.N. and Mohdnoor, N. 2018. Metabolite profiles of callus and cell suspension cultures of mangosteen. Biotech, 8:322-327.

Bouhouche N, Solet JM, Simon-Ramiasa A, Bonaly J, Cosson L. 2000. Conversion of 3-dimethylthiocolchicine into thiocolchicoside by Centella asiatica suspension cultures. Phytochemistry, 47:743–747.
Margl, L., Teib, A., Istva, G. and Wink, M. 2001. GLC and GLC-MS analysis of thiophene derivatives in plants and in in vitro cultures of Tagetes patula L. (Asteracea). Journal of Medicinal Plants, 21(3): 121-127.