رویکرد حفاظتی به گونه در حال انقراض سُرخدار (.Taxus baccata L) با بهینه‌‌سازی کشت کالوس برای تولید تاکسول

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

3 گروه کشاورزی، پژوهشکده گیاهان و مواد اولیه دارویی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

doi
چکیده

سابقه و هدف: گیاه سُرخدار بعنوان مهمترین منبع تولید ترکیب ضد سرطان تاکسول، یکی از گونه‌های جنگلی بومی ایران است. این گیاه به دلیل رشد و زادآوری پایین و برداشت بی‌رویه از طبیعت در شمار گونه‌های در معرض انقراض قرار دارد. استفاده از تکنیک کشت بافت می‌تواند رویکرد بهره­برداری از این گیاه باارزش برای تولید تاکسول را از عرصه ­های طبیعی به شرایط کنترل‌شده تغییر داده و آن را از خطر انقراض نجات دهد. بهره­ برداری پایدار از کشت­های کنترل شده، بهینه‌سازی شرایط تولید زیست‌توده و کنترل عامل­ های بازدارنده رشد شامل ترکیب­های فنولی و اکسایش آن­ها در کشت کالوس و سلول سُرخدار ضرورت دارد. در این تحقیق استفاده مقایسه ­ای از مواد جاذب و ترکیبی از آنتی‌اکسیدان ­ها ‌بمنظور بهبود رشد کالوس برای تولید تاکسول با دیدگاه حفاظت از ذخیره ­های ژنتیکی مورد مطالعه قرار گرفته است. مواد و روش ­ها: پاز سه تیمار زغال فعال (یک گرم در لیتر)، پلی وینیل پیرولیدون PVP (250 میلی‌گرم بر لیتر) و یک ترکیب آنتی‌اکسیدانی شامل (2/0 گرم بر لیتر گلوتامین، 05/0 گرم بر لیتر اسید آسکوربیک و 05/0 گرم بر لیتر اسید سیتریک) در محیط رشد کالوس‌ها بمنظور تیماردهی استفاده شد. 4 گرم از کالوس‌های 60 روزه به محیط کشت کالوس حاوی هرکدام از تیمارها منتقل شدند و محیط کشت فاقد تیمار بعنوان گروه شاهد در نظر گرفته شد. بعد از گذشت 21 روز میزان قهوه­ای شدن کالوس­ها، میزان وزن‌تر، وزن خشک و درصد زنده‌مانی ‌بعنوان فاکتورهای رشدی و مورفولوژیک و محتوای پراکسید هیدروژن، محتوای مالون دی‌آلدئید، میزان فنول کل، فعالیت آنزیم پلی‌فنول اکسیداز و میزان تاکسول بعنوان فاکتورهای فیتوشیمیایی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. نتایج و بحث: نتایج حاصل از تغییرپذیری­ های مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی کالوس­ها تحت تاثیر تیمار­ها نشان داد که تیمار ترکیب آنتی‌اکسیدانی با کاهش معنی­ دار محتوای پراکسید هیدروژن و کاهش استرس اکسیداتیو سبب کاهش میزان پراکسید اسیون لیپیدی و کاهش میزان قهوه­ ای‌شدن بافت‌ها گردید. همچنین تحت تاثیر این تیمار با کاهش میزان فنول کل و کاهش فعالیت آنزیم پلی‌فنول اکسیداز از اکسایش ترکیب­ های فنولی جلوگیری شده و درصد زنده ­مانی و میزان وزن­ تر و خشک آن­ها افزایش یافت و از شدت قهوه‌ای‌شدن کالوس‌ها نسبت به نمونه شاهد بطور معنی ­داری کاسته شد. تیمار های PVP و زغال فعال نیز با اتصال به ترکیب­ های فنولی و کاهش تمرکز آن‌ها در سلول­ها سبب کاهش فعالیت آنزیم پلی‌فنول اکسیداز شدند و به این ترتیب موجب افزایش معنی‌دار میزان زنده‌ مانی و کاهش میزان قهوه­ای شدن کالوس­ها گردیدند. در حالی‌که تغییر معنی­ داری در محتوای پراکسید­ هیدروژن، محتوای مالون دی‌آلدئید، میزان وزن تر، وزن خشک و محتوای تاکسول تحت تیمارهای PVP و زغال فعال مشاهده نشد. نبود افزایش وزن تر و خشک کالوس­ها تحت تاثیر ترکیب­های جاذب PVP و زغال فعال می‌تواند به­دلیل جذب هورمون­ها و ویتامین همراه با جذب ترکیب­های سمی از محیط کشت توسط این ترکیب­ها باشد. نتیجه‌گیری: همه تیمارهای بکاربرده شده در کاهش میزان قهوه­ای‌شدن و افزایش زنده­مانی کالوس‌ها موثر بودند ولی تیمار ترکیب آنتی‌اکسیدانی به‌ دلیل بیشترین تأثیر در بهبود رشد و افزایش میزان وزن تر و خشک همراه با افزایش تاکسول بعنوان بهترین تیمار برای بهینه‌سازی کشت کالوس سُرخدار پیشنهاد می‌شود.