بیوتکنولوژی کشاورزی

بهینه سازی محیط کشت ساقه مریم گلی برای افزایش تولید ترکیبات فنولی ارزشمند

# دستاوردهای_پژوهشگران_ایرانی

مریم گلی (Salvia L.) گیاهی از تیره نعناعیان (Lamiaceae) است. 900 گونه از این گیاه در جهان شناسایی شده که از این میان 58 گونه در ایران رشد می کند. از این میان 17 گونه بومی ایران است.

مطالعه نحوه تنظیم مسیر و شناسایی مراحل تأثیرگذار بر سرعت تولید متابولیتهای ارزشمند جزء اولین و  مهمترین گامها در جهت مهندسی متابولیک به منظور افزایش تولید آن ها می باشد. تحریک آنزیمی به کمک محرک ها (الیسیتورها elicitors)  یکی از این روش‌ها است.

اخیراً با توجه به گزارش های متعدد در رابطه با اهمیت و ارزش دارویی متابولیت های ثانوی موجود در گیاهان مریم‌گلی، توجه ویژه محققان برای دستیابی و به‏کارگیری روش هایی به منظور افزایش توان تولید آن ها در این گیاهان جلب شده است.

متابولیت­های دارویی مهم و عمده در گیاهان جنس مریم­گلی در سه دسته اصلی قرار می­گیرند که عبارتند از: مونوترپن­ها (سینئول Cineole ، توجن thujone، کامفور camphor) و تری­ترپن­ها (ارسولیک اسید ursolic acid و اولئانوئیک اسید oleanolic acid)، دی­ترپن­ها، و اسیدهای فنولی. مونوترپن­ها و تری­ترپن­ها در روغن اسانسی حضور دارند و همراه با فلاونوئیدها در اندام­های هوایی فراوانی بیشتری نسبت به سایر ترکیبات دارند، درحالیکه دی ترپنوئیدها و اسیدهای فنولی ترکیبات غالب در ریشه هستند.

عمده اسیدهای فنولی در گونه­های مریم­گلی، کافئیک اسید و مشتقات آن هستند. کافئیک اسید در بیوشیمی تیره نعناعیان نقش محوری دارد و در گونه های مریم گلی، واحد سازنده انواع متابولیت های فنلی از مونومرهای ساده تا انواع فراورده های الیگومری است. کافئیک اسید غالبأ به صورت دیمر به عنوان رزمارینیک اسید (RA) وجود دارد که مهمترین اسید فنولی در گیاهان جنس مریم­گلی می­باشد. تریمرها و تترامرهای کافئیک اسید به لحاظ درمانی بیشتر مورد توجه هستند. مهم‌ترین اسیدهای فنولی در گیاهان مریم­گلی عبارتند از کافئیک اسید، دی­هیدروکسی فنیل لاکتیک اسید، کلروژنیک اسید و دانشنسو (مونومر های کافئیک اسید)، RA (دیمر کافئیک اسید)، سالویانولیک اسید A (تریمر کافئیک اسید)، و سالویانولیک اسید B (تترامر کافئیک اسید یا دیمر RA). البته سالویانولیک اسیدها (SAها) انواع مختلفی دارند، اما هیچ یک به اندازه سالویانولیک اسید A (SA-A) و سالویانولیک اسید B (SA-B) شناخته شده نبوده و مطالعه نشده­اند، زیرا مقدار این دو ترکیب در گیاهان مریم­گلی از دیگر انواع SAها بیشتر است.

بسیاری از محرک ها از قبیل پلی ساکاریدها، گلیکوپروتئین ها، اسیدهای آلی با وزن مولکولی کم، مواد دیواره سلولی قارچی، پرتوهای ماورای بنفش و نمک های فلزات سنگین به منظور افزایش اسیدهای فنولی در گیاه مریم گلی مورد آزمایش قرار گرفته اند.به عنوان یک گروه از محرک های غیر زیستی کارآمد، استفاده از یون های فلزی شامل Ca2+، Co2+، Ag+، Cd2+، Cu2+، Ce3+، Li+، Mn2+ و Zn2+ به منظور القای تولید ترکیبات فعال زیستی در گیاهان به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. فلزات سنگین تاثیر قابل توجهی بر سنتز و متابولیسم ثانویه دارند. بسیاری از انواع فلزات سنگین به عنوان محرک به منظور القای انباشت ترکیبات فعال زیستی در ریشه های مویین S. miltiorrhiza مورد استفاده قرار گرفته اند. در بین یون های فلزی، یون نقره به عنوان یک محرک موثر در بهبود تولید اسیدهای فنولی (رزمارینیک اسید – Rosmarinic acid- و سالویانولیک اسید Salvianolic acid B- B-) و تانشینون ها شناخته شده است. یکی دیگر از محرک های غیر زیستی موثر در القای تولید اسیدهای فنولی در گیاه مریم گلی متیل جاسمونات می باشد. متیل جاسمونات از طریق فعال کردن  phenylalanine ammonia-lyase ( PAL) باعث القای تولید متابولیت های ثانویه می شود. جاسمونات ها به عنوان ترکیبات پیام رسان کلیدی در فرآیند القا که منجر به انباشت متابولیت های ثانویه می شود، معرفی شده اند.

در این پژوهش غلظت مناسب یون Ag+ و زمان مناسب برای تولید و استخراج رزمارینیک اسید، سالویالونیک اسید و کافئیک اسید مشخص شد. همچنین شرایط مناسب محیطی برای کشت ساقه گونه Salvia virgate از این گیاه ارزشمند بهینه گشت. این گونه از میان 44 گونه جنس salvia به عنوان بیشترین تولیدکننده متابولیت های ارزشمند انتخاب شده بود.

نتایج این مطالعه در شماره 103 ژورنال معتبر Industrial Crops and Products ماه سپتامبر 2017 منتشر خواهد شد.

منبع : مصاحبه با دکتر طیبه رجبیان دانشیار گروه زیست‌شناسی دانشگاه شاهد و متن مقاله
با تشکر از: دکتر علیرضا سلامی استادیار گروه مهندسی علوم باغبانی و فضای سبز، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

تهیه مطلب: هدی‌سادات کیانی

لینک مقاله

☑️ لینک مقاله
☑️ عضویت در زیست فن کشاورزی
☑️عضویت در کانال زیست فن

بهینه سازی محیط کشت ساقه مریم گلی برای افزایش تولید ترکیبات فنولی ارزشمند – اخبار زیست فناوری

 

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن