تأثیر اندازه ریزنمونه بر تولید زیست توده و ویژگی‏ های کالوس در کشت درون شیشه ‏ای سرخدار اروپایی (Taxus baccata L.) و اقیانوس آرام (T. brevifolia Nutt.)

نویسندگان

1 گروه ژنتیک و به نژادی گیاهی - پردیس کشاورزی - دانشگاه تربیت مدرس

2 گروه ژنتیک و به نژادی گیاهی - پردیس کشاورزی - دانشگاه تربیت مدرس

doi
10.22092/ijrfpbgr.2024.364201.1453
چکیده

سابقه و هدف:پاکلی‌تاکسل یکی از پرمصرف‌ترین داروها در درمان سرطان است که در مقادیر بسیار کم (01/0 – 03/0 درصد وزن خشک) در پوست درختان نادر گونه‏های Taxus وجود دارد. امروزه موفقیت در کشت و تولید کالوس‏های با کمیت و کیفیت در شرایط درون‌شیشه‌ای‌ به منظور تولید حداکثری متابولیت‌های ثانویه دارویی و جلوگیری از انقراض گونه‏های گیاهی ارزشمند از اهمیت ویژه‏ای برخوردار است. در این راستا، اندازه ریزنمونه کشت بافتی به دلیل تعیین توانایی بازتولیدی، تأثیر قابل ملاحظه‎ای بر میزان زیست‌توده کالوس و کیفیت آن دارد. از این‌رو، این پژوهش با هدف معرفی اندازه بهینه‌ ریزنمونه‌های ساقه دو گونه سرخدار اروپایی و اقیانوس آرام در تولید کالوس با کمیت و کیفیت بیشتر انجام شد.مواد و روش‌ها در این تحقیق، از بافت ساقه دو گونه سرخدار Taxus baccata و T. brevifolia به عنوان ریزنمونه برای کشت بافت و تولید کالوس استفاده شد. ریزنمونه‏های ساقه هر دو گونه سرخدار پس از حذف قسمت انتهایی برگ‌ها، به صورت مجزا در پنج گروه با اندازه‌های 2–5/1، 5/2–2، 3–5/2، 5/3–3 و 4–5/3 سانتی‏متر تهیه شدند. کلیه ریزنمونه‏ها پس از ضدعفونی با اتانول (70 درصد)، هیپوکلریت سدیم (5/1 درصد) و آنتی‏بیوتیک سفوتاکسیم (200 میلی‏گرم در لیتر)، روی محیط کشت B5 جامد کشت و در اتاق رشد در دمای 25 درجه سانتی‌گراد و تاریکی نگهداری شدند. صفات مورد مطالعه شامل میزان زیست‌توده کالوس تولیدی به تفکیک گونه و اندازه ریزنمونه، 28 روز پس از کشت ریزنمونه‏ها ارزیابی شد. همچنین ویژگی‏های مورفولوژیک کالوس‌های حاصل از هر گونه شامل نوع بافت کالوس‌ با سه ساختار پنبه‌ای، نرم و مخلوط (ترکیبی از پنبه‌ای و نرم)، رنگ کالوس‌ شامل سفید، قهوه‌ای و مخلوط (ترکیبی از سفید و قهوه‌ای) بررسی گردید. شدت ترشح ترکیبات فنولی براساس شدت رنگ در محیط کشت از صفر تا پنج (فاقد، خیلی‌کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی‌زیاد) امتیازدهی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل با دو عامل گونه در دو سطح و اندازه ریزنمونه در پنج سطح در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی اجرا شد. تجزیه آماری با استفاده از روش‏های تجزیه واریانس و مقایسه میانگین با آزمون دانکن برای داده‌های کالوس‌زایی و آزمون کای‏اسکور برای داده‌های ترکیبات فنولی انجام شد. همچنین از همبستگی پیرسون به منظور ارزیابی ارتباط بین اندازه ریزنمونه و زیست‌توده و ترکیبات فنولی استفاده شد.یافته‌هابراساس نتایج، کالوس‌های حاصل از ریزنمونه‌های با طول کمتر از 5/2 سانتی‌متر در گونه T. brevifolia دارای 33% وزن تر بیشتری در مقایسه با T. baccata بود. افزایش طول ریزنمونه از 2–5/1 به 3–5/2 سانتی‌متر سبب افزایش 6/2 برابری زیست‌توده کالوس گونه  T. baccataو 5/1 برابری در T. brevifolia شد. ترشح ترکیبات فنولی نیز در ریزنمونه‌های با طول کمتر از 5/2 سانتی‌متر در گونه  T. brevifolia14 درصد کمتر از T. baccata مشاهده شد. با افزایش طول ریزنمونه‏ها به 3–5/2، 5/3–3 و 4– 5/3 سانتی‌متر ترشح ترکیبات فنولی به ترتیب 4، 6 و 15% در T. brevifolia در مقایسه با T. baccata بیشتر بود. نتایج نشان داد، کالوس‌های حاصل از ریزنمونه‌های T. baccata و T. brevifolia به ترتیب دارای 82 و 27% بافت پنبه‌ای، 2 و 52% بافت نرم و 16 و 21%  بافت مخلوط بودند. بیشترین درصد کالوس‌های سفید رنگ با 63% کالوس به T. baccata تعلق داشت و بافت مخلوط و قهوه‌ای به ترتیب در %30 و 7% از کالوس‏ها مشاهده شد. در حالی ‌که تنها 37% از کالوس‌های  T. Brevifoliaسفید رنگ بودند و 33% و 30% به ترتیب مخلوط و قهوه‌ای رنگ بودند. نتایج همچنین حکایت از وجود همبستگی متوسط 57/0 و 40/0 به ترتیب بین اندازه ریزنمونه با زیست‌توده تولیدی در گونه T. baccata و T. brevifolia از یکسو و همبستگی ضعیف 23/0 و 25/0 بین اندازه ریزنمونه با شدت ترشح ترکیبات فنولی در دو گونه مورد مطالعه داشت. نتیجه‌گیرینتایج نشان داد امکان افزایش معنی‏دار زیست‌توده کالوس با کمترین میزان ترکیبات فنولی از ریزنمونه‏های ساقه دو گونه سرخدار با افزایش طول معین در اندازه ریزنمونه میسر است. همچنین با در نظر گرفتن زیست‌توده تولیدی و ویژگی‌های کالوس مشخص شد که طول 5/2–2 سانتی‌متر به دلیل تولید زیست‌توده کالوس بیشتر از یکسو و ترشح ترکیبات فنولی کمتر از سوی دیگر به عنوان بهینه اندازه ریزنمونه ساقه در کشت بافت دو گونه مورد مطالعه پیشنهاد شد.