تاثیر محرک‌های رشد گیاهی بر میزان ترکیبات بیوشیمیایی و برخی از متابولیت‌های ثانویه بافت کالوس گیاه رازیانه (foeniculum vulgare) در شرایط کشت درون‌شیشه‌ای

سابقه و هدف گیاه رازیانه با نام علمی ( l. foeniculum vulgare) عضوی از خانواده چتریان (apiaceae) است . گیاه رازیانه به عنوان گیاه دارویی ارزشمند در طب سنتی ایران و کشورهای دیگر مطرح می باشد که برای درمان بسیاری از بیماری های عفونی، گوارشی و غیره مورد توجه بوده است. ازجمله ترکیبات با ارزش دارویی بالای موجود در این گیاه، می‌توان به خانواده بزرگ فلاونوئیدها اشاره کرد. با توجه به خواص منحصر به فرد گیاه رازیانه و اهمیت آن در صنایع دارویی و غذایی و اهمیت روش های نوین کشت بافت گیاهی برای تولید و افزایش میزان متابولیت های ثانویه گیاهی، این تحقیق در راستای افزایش تولید ترکیبات بیوشیمیایی و متابولیت های ثانویه با ارزش همانند روتین، کوئرستین و کمپفرول از بافت کالوس حاصل از این گیاه ، با استفاده از متیل جاسمونات، اسید سالیسیلیک و فنیل آلانین به‌عنوان عوامل محرک در غلظت ها و مدت زمان های مختلف انجام شد.مواد و روش‌هادر این پژوهش ارزیابی میزان تاثیر محرک های رشد گیاهی ازجمله متیل جاسمونات، سالیسیلیک اسید و فنیل آلانین در غلظت های 50، 100 و 200 میلی گرم در لیتر (صفر به عنوان تیمار شاهد)، شامل 10 تیمار در سه زمان 24، 48 و 96 ساعت، به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تاثیر محرک‌های رشد گیاهی بر سطح ترکیبات بیوشیمیایی ازجمله میزان پروتئین، فعالیت آنزیم های پراکسیداز و کاتالاز، میزان تجمع اسید آمینه پرولین، آنتوسیانین و فلاونوئید کل و میزان روتین، کوئرستین و کامپفرول پرداخته شد. برای این منظور، نمونه کالوس های حاصل از محیط کشت ms حاوی 2 میلی گرم در لیتر naa و یک میلی گرم در لیتر kin برای مدت زمان‌های 24، 48 و 96 ساعت توسط محرک‌های رشد ذکرشده تحت تیمار قرار گرفت.نتایجطبق نتایج به‌دست آمده میزان پروتئین، تجمع اسید آمینه پرولین، آنتوسیانین و فلاونوئید کل و میزان روتین، کوئرستین و کامپفرول به‌طور معنی داری و در سطح احتمال یک درصد تحت تاثیر اثر متقابل دو جانبه نوع محرک استفاده شده و مدت زمان استفاده از محرک قرار گرفت. استفاده از غلظت های بالاتر متیل جاسمونات یا سالیسیلیک اسید موجب افزایش معنی دار میزان تولید پرولین، فلاونوئید و آنتوسیانین در نمونه کالوس های جمع آوری شده از محیط کشت شد. به‌طوری‌که بیشترین مقدار تجمع پرولین (0.93 میکروگرم در میلی گرم پروتئین) مربوط به بافت کالوس جمع‌آوری شده از محیط کشت حاوی 200 میلی گرم در لیتر متیل جاسمونات برای مدت زمان 96 ساعت بود. همچنین بیشترین مقدار فلاونوئید و آنتوسیانین به ترتیب 0.25 و 5.45 میلی گرم بر گرم وزن کالوس مربوط به محیط کشت حاوی 200 میلی گرم در لیتر متیل جاسمونات به مدت زمان 96 ساعت بود. همچنین بیشترین میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز و کاتالاز مربوط به محیط کشت حاوی متیل جاسمونات در غلظت 200 میلی‌گرم در لیتر و مدت زمان 96 ساعت بود. از سوی دیگر، طبق نتایج به‌دست آمده با افزایش غلظت متیل جاسمونات به 200 میلی گرم در لیتر میزان تولید روتین در نمونه کالوس های گیاه رازیانه افزایش یافت. بیشترین میزان کوئرستین (5.24 میلی گرم بر گرم وزن کالوس) مربوط به محیط کشت حاوی 200 میلی گرم در لیتر متیل جاسمونات به مدت 24 ساعت بود.نتیجه‌گیریطبق نتایج به‌دست آمده در این پژوهش تیمار کالوس با غلظت های بالاتر (100 و 200 میلی گرم در لیتر) متیل جاسمونات، اسید سالیسیلیک و فنیل آلانین، امکان افزایش تولید متابولیت های ثانویه گیاهی (روتین، کوئرستین و کمپفرول) را در این گیاه فراهم می نماید.

the effect of different plant growth regulators on the amount of biochemical compounds and some secondary metabolites of callus tissue of fennel (foeniculum vulgare) in in vitro culture conditions

the fennel plant, with its scientific name (foeniculum vulgare l.), is a member of the apiaceae family. the fennel is considered a valuable medicinal plant in traditional medicine in iran and other countries, and it has been used to treat many infectious, digestive, and other diseases. among the compounds with high medicinal value found in this plant, we can mention the large family of flavonoids. considering the unique properties of the fennel plant and its importance in the pharmaceutical and food industries, and the importance of new methods of plant tissue culture to produce and increase the amount of plant secondary metabolites, the present research is aimed at increasing the production of biochemical compounds and secondary metabolites such as rutin, quercetin, and kaempferol from the callus tissue obtained from this plant, was done using methyl jasmonate, salicylic acid, and phenylalanine as stimulating agents in different concentrations and durations.methodologythis research evaluated the effect of plant growth stimulants such as methyl jasmonate, salicylic acid, and phenylalanine in concentrations in three concentrations: 50, 100, and 200 mg/liter coupled with zero (as a control treatment), was treated for 24, 48, and 96 hours using a 10 × 3 factorial experiment based on the completely randomized design with three replications on the level of biochemical compounds including the amount of protein, the activity of peroxidase andcatalase enzymes, accumulation of proline, anthocyanin, and flavonoids as well as the amount of rutin, quercetin, and kaempferol was analyzed. for this purpose, callus samples obtained from an ms culture medium containing two mg.l-1 naa and one mg.l-1 kin were treated with the mentioned growth stimulants for 24, 48, and 96 hours.results according to the obtained results, the amount of protein, accumulation of amino acid proline, anthocyanin, and flavonoid, as well as the amount of rutin, quercetin, and kaempferol significantly and at the probability level of 1% under the influence of the two-way interaction of the type of stimulant the duration of it. higher concentrations of methyl jasmonate or salicylic acid significantly increased the production of proline, flavonoid, and anthocyanin in callus samples collected from the culture medium. the highest amount of proline accumulation (0.93 μg/mg protein) was related to the callus tissue collected from the culture medium containing 200 mg/liter methyl jasmonate for 96 hours. the highest amounts of flavonoid and anthocyanin were 0.25 and 5.45 mg/g of callus weight, corresponding to the culture medium containing 200 mg.l-1 of methyl jasmonate for 96 hours. the highest peroxidase and catalase enzyme activity was also related to the culture medium containing methyl-jasmonate at a concentration of 200 mg.l-1 and 96 hours. on the other hand, according to the obtained results, by increasing the concentration of methyl-jasmonate to 200 mg.l-1, the amount of rutin production in the sample of fennel plant callus increased. the highest amount of quercetin (5.24 mg/gram of callus weight) was related to the culture medium containing 200 mg.l-1 of methyl jasmonate for 24 hours.conclusion according to the results obtained in this research, treatment of callus with higher concentrations (100 and 200 mg.l-1) of methyl jasmonate, salicylic acid, and phenylalanine increases the production of plant secondary metabolites (rutin, quercetin, and kaempferol) in this plant.