تاثیر محرک اسیدسالیسیلیک بر میزان زیست‌توده و برخی ویژگی‌های بیوشیمیایی ریشه‌های مویین گیاه شابیزک (atropa belladonna l.)

تولید سریع و انبوه متابولیت‌های ثانویه از طریق روش‌های شیمیایی عمدتاً پرهزینه، مشکل و غیرممکن است. با توجه به اهمیت اقتصادی این متابولیت‌ها و تولید اندک آنها در گیاهان دارویی، راهکارهایی مانند کشت ریشه‌های مویین و استفاده از محرک‌های زیستی و غیرزیستی برای افزایش این متابولیت‌ها پیشنهاد شده است. تجمع تروپان آلکالوئید آتروپین در شابیزک (atropa belladonna l.) اهمیت زیادی در صنعت داروسازی دارد. در این پژوهش، با استفاده از سویه a7 باکتری آگروباکتریوم رایزوژنز (agrobacterium rhizogenes)، ریشه مویین تراریخت در گیاه شابیزک تولید شد. تراریختی ریشه‌های مویین به‌وسیله آزمون pcr مورد تایید قرار گرفتند. نتایج حاصل از آزمون pcr صحت تکثیر قطعه bp780 برای ژن rolb را در ریشه‌های مویین تراریخت نشان داد. در ادامه این تحقیق، اثر غلظت‌های مختلف (صفر، 125، 250 و 500 میکرومولار) اسیدسالیسیلیک در دو زمان تیمار 24 و 48 ساعت بر میزان تولید آتروپین، میزان رشد گیاه و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی در ریشه‌های مویین شابیزک بررسی شد. داده های جمع‌آوری شده به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار تجزیه واریانس شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر غلظت اسیدسالیسیلیک بر کلیه صفات معنی‌دار بود (p<0.01). اثر زمان بر میزان آتروپین و آسکوربات پراکسیداز و اثر متقابل تیمار در زمان بر میزان آتروپین، کاتالاز و گایاکول پراکسیداز معنی دار بود(p<0.01, 0.05) . نتایج نشان داد که اثر غلظت‌های مختلف اسیدسالیسیلیک به‌طورکلی موجب کاهش معنی‌دار رشد ریشه‌های مویین در مقایسه با کشت‌های شاهد شد و کمترین میزان وزن ‌تر و خشک ریشه‌های مویین (2.79 و 0.148 گرم) در غلظت 500 میکرومولار اسید‌سالیسیلیک در مقایسه با شاهد‌ (6.76 و 0.273گرم) بدست آمد. بااین‌حال، براساس آنالیز gc/ms، بیشترین میزان آتروپین (11 برابر بیشتر از شاهد) در تیمار 250 میکرومولار اسیدسالیسیلیک در مدت زمان 24 ساعت بدست آمد. بیشترین میزان فعالیت آنزیم کاتالاز و گایاگول پراکسیداز، به ترتیب در غلظت های 250 و 125 میکرومولار اسیدسالیسیلیک به مدت 24 ساعت و بیشترین میزان فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز در غلظت 250 میکرومولار اسیدسالیسیلیک در مقایسه با شاهد بدست آمد. براساس نتایج، چنین استنباط می‌شود که محرک اسیدسالیسیلیک در غلظت‌های پایین، برای علامت‌رسانی سلول مفید بوده و باعث تحریک تولید متابولیت‌های ثانویه شده اما در غلظت‌های بالا، موجب اختلال در رشد ریشه‌های مویین می‌شود.

effect of salicylic acid stimulant on the biomass content and some biochemical characteristics of deadly nightshade (atropa belladonna l.) hairy roots

the rapid and mass production of secondary metabolites through chemical methods is mostly expensive, difficult, or impossible. considering the economic importance of these metabolites and their small production in medicinal plants, some methods such as the cultivation of hairy roots and the use of biotic and abiotic stimuli have been suggested to increase these metabolites. the accumulation of the tropane alkaloid atropine in atropa belladonna l. is of great importance in the pharmaceutical industry. in this research, transgenic hairy roots of a. belladonna was produced using an a7 strain of agrobacterium rhizogenes. the transformation of hairy roots was confirmed by pcr test. the results of the pcr test showed the correctness of the amplification of the bp780 fragment for the rolb gene in hairy roots. in addition, the effect of different concentrations (0, 125, 250, and 500 μm) of salicylic acid in two times of 24 and 48 hours on the amount of atropine content, the plant growth rate and the activity of antioxidant enzymes of a. belladonna hairy roots was investigated. the data statistically analyzed using factorial experiment based on a completely random design with three replications. the results of the analysis of variance showed significant effect of salicylic acid on all the traits (p<0.01). the effect of time was significant for the amount of atropine and ascorbate peroxidase (apx). the salicylic acid by time interaction effects were significant for the amount of atropine, catalase (cat), and guaiacol peroxidase (gpx) (p<0.01, 0.05). the results showed that by increasing salicylic acid concentrations the growth of hairy roots significantly decrease compared to the control and the lowest values of fresh and dry weight of the hairy roots (2.79 and 0.148 g) were obtained in 500 μm of salicylic acid compared to the control (6.76 and 0.273 g). however, based on gc/ms analysis, the highest amount of atropine (11 times more than the control) was obtained in the 250 μm salicylic acid in a period of 24 hours. the highest catalase and guaiacol peroxidase activities were obtained at concentrations of 250 and 125µm salicylic acid for 24 hours, respectively. the highest level of ascorbate peroxidase enzyme activity was obtained at the concentration of 250 µm salicylic acid compared to the control. it was concluded that the salicylic acid stimulant at low concentrations is useful for cell signaling and stimulating the production of secondary metabolites, but at high concentrations, it disrupts the growth of hairy roots.