بهینه‌سازی القاء سریع و کارایی ریشه موئین در دو گونه بذرالبنج (Hyoscyamus Reticulatus L. و Hyoscyamus Pusillus L.)

منبع غنی از تروپان آلکالوئیدها به‌ویژه هیوسیامین و آسکوپولامین (هیوسین) هستند که به‌دلیل ویژگی‌های گشادکننده مردمک چشم، ضد اسپاسم، آنتی‌کولینرژیک، ضد درد و آرام‌بخشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مطالعه، در آزمایش اول تاثیر چهار نوع سویه باکتری آگروباکتریوم (a4، a7، a13 وatcc 15834) و سه نوع ریزنمونه (برگ، هیپوکوتیل و کوتیلدون) بر میزان القای ریشه موئین در این دو گونه بذرالبنج بررسی گردید. در آزمایش دوم، تاثیر محیط کشت‌های پایه مختلف (ms، 2.1 ms، 4.1 ms و b5) بر برخی ویژگی‌های مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی ریشه‌های موئین مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در گونه h. reticulatus l.، بیشترین میزان القای ریشه موئین (78%) در ریزنمونه کوتیلدون تلقیح شده با سویه a7 و حداکثر وزن تر (6.25 گرم) و خشک (0.5 گرم) در محیط کشت پایه ms بدست آمد. با توجه به نتایج، حداکثر فنول کل (3.82 میلی‌گرم گالیک اسید بر گرم ماده تر) و فلاونوئید کل (7 میلی‌گرم کوئرستین بر گرم ماده تر) در محیط کشت پایه ms مشاهده شد. تغییرات معنی‌داری در میزان فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی ریشه‌های موئین در محیط کشت‌های مختلف مشاهده نشد. در مورد گونه h. pusillus l.، ریزنمونه برگ تلقیح یافته با سویه a13 آگروباکتریوم بیشترین میزان القای ریشه موئین (90%) را نشان داد. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین میزان وزن تر (5.25 گرم) و خشک (0.43 گرم) در محیط کشت ms و بیشترین میزان فنول کل (2.26 میلی‌گرم گالیک اسید بر گرم ماده تر) و فلاونوئید کل (9.22 میلی‌گرم کوئرستین بر گرم ماده تر) در محیط کشت پایه b5 مشاهده گردید. این مطالعه نشان داد که ترکیب‌های محیط کشت و نوع گونه گیاهی تاثیر قابل توجهی بر زیست‌توده و ویژگی‌های فیتوشیمیایی ریشه‌های موئین در این گونه‌ها دارد.

Optimization of rapid and efficient hairy root induction in two Hyoscyamus reticulatus L. and Hyoscyamus pusillus L.

Hyoscyamus species such as H. reticulatus L. and H. pusillus L. are rich sources of tropane alkaloids, mainly hyoscyamine and scopolamine, which are used for their mydriatic, antispasmodic, anticholinergic, analgesic and sedative properties. In this study, in the first experiment, the effects of four strains of Agrobacterium rhizogenes (ATCC 15834, A4, A7 and A13) and three explants (leaf, hypocotyls, and cotyledon) on hairy root induction were investigated in both H. reticulatus and H. pusillus species. In the second experiment, the effects of various culture media (MS, 1/2 MS, 1/4 MS, and B5) were evaluated on some morphological and phytochemical traits of hairy roots. The results showed that in H. reticulatus, maximum hairy root induction (78%) was obtained in the cotyledon explant inoculated with A7 strain and maximum hairy roots fresh weight (6.25 g) and dry weight (0.5 g) were recorded in MS medium. In this species, the highest total phenol (3.82 mg GAE g1 FW) and total flavonoid (7 mg QUE g1 FW) content were observed in MS medium; however, no significant changes were observed in the activity of antioxidant enzymes of hairy roots cultured in different media. In H. pusillus, the leaf explant inoculated with A13 strain showed maximum hairy root induction (90%), and the highest hairy root fresh weight (5.25 g) and dry weight (0.43 g) were observed in MS medium and the highest total phenol (2.26 mg GAE g1 FW) and flavonoid (9.22 mg QUE g1 FW) content were obtained in B5 medium. This study showed that basal culture medium type and plant species had a significant impact on the biomass and phytochemical characteristics of hairy roots.