بهینه‌سازی اثر امواج فراصوت بر تولید گانودریک اسید در ganoderma adspersum (schulz.) donkبا روش سطح پاسخ

سابقه و هدف: گانودریک اسید (ga) نوعی از تری‌ترپنوئیدها است که توسط گونه‌های مختلف گانودرما تولید می‌شود. این متابولیت ثانویه به دلیل عملکردهای دارویی فوق‌العاده در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود معطوف نموده و باوجوداین که ganoderma lucidum معروفیت زیادی به خاطر داشتن این ترکیب دارد اما گونه‌های دیگر نیز به‌عنوان جایگزین موردتوجه هستند. یکی از مهم‌ترین گونه‌های گانودرما قارچ ganoderma adspersum است که به‌صورت پارازیت یا ساپروفیت روی درختان زنده یا برخی اوقات روی کنده‌های درختان یافت می‌شود و بازیدیوکارپ آن بسیار شباهت به گونه applanatum g. دارد و اغلب اشتباه گرفته می‌شود. خواص دارویی مختلفی چون کاهش فشار و قند خون، تقویت سیستم ایمنی، خاصیت ضدویروسی و ضد باکتریایی و ضدالتهابی را برای این‌گونه ذکر کرده‌اند و از منابع اصلی تولید گنودریک اسید است. در پژوهش حاضر ضمن شناسایی مولکولی قارچ و حصول اطمینان از گونه، از امواج فراصوت به‌عنوان محرک و با هدف افزایش گانودریک اسید کل در شرایط این‌ویترو استفاده و در دو حالت درون‌سلولی و برون سلولی نتایج بررسی شد.مواد و روش‌ها: نمونه‌برداری از قارچ در سه سایز کوچک، متوسط و بزرگ انجام و پس از خالص‌سازی، مورد شناسایی مورفولوژیکی و مولکولی قرار گرفت. نمونه‌ها در محیط pda کشت شده و پس از 14 روز در محیط کشت سوسپانسیون (pdb)، در معرض محرک امواج فراصوت با متغیرهای تعداد (1 تا 3 بار صوت دهی)، زمان (60، 180 و 300 ثانیه) و دمای صوت دهی (30، 40 و 50 درجه سانتی‌گراد) قرار گرفتند. سپس از میسلیوم و محیط کشت قارچ موجود در کشت سوسپانسیون عصاره‌گیری و گانودریک اسید درون‌سلولی و برون سلولی اندازه‌گیری شد. جهت انجام کار از روش سطح پاسخ rsm و طرح باکس بنکن استفاده و 17 آزمایش توسط نرم‌افزار design expert 7. طراحی گردید و مقدار بهینه متغیرها برای حداکثر تولید گانودریک اسید، به کمک نرم‌افزار تعیین شد.یافته‌ها: طبق شناسایی مورفولوژیکی و مولکولی گونه انتخابی گانودرما، ادسپرسوم نام دارد. وجود گانودریک اسید در این قارچ به اثبات رسید مشخص شد در بین سه سایز انتخاب‌شده قارچ، سایز بزرگ‌تر (21 × 16 سانتی‌متر) گانودریک اسید بیشتری نسبت به دو سایز دیگر داشت و از همین سایز برای نمونه‌گیری و القا محرک استفاده شد. بیشترین میزان گانودریک اسید کل مربوط به دومرتبه صوت دهی به مدت 282 ثانیه و دمای 30 درجه سانتی‌گراد بود (21/79 میلی‌گرم بر گرم) که باعث افزایش 6/1 برابری گانودریک اسید کل نسبت به شاهد گردید و این در حالی است که این میزان در قارچ طبیعی 48/25 میلی‌گرم بر گرم بوده است.نتیجه‌گیری: کشت‌ در محیط این‌ویترو به‌جای برداشت از جنگل یک روش پایدار برای استخراج متابولیت‌های ثانویه گیاهی می‌تواند مورداستفاده قرار گیرد. گانودریک اسید یکی از مهم‌ترین متابولیت‌های ضدالتهاب و ضدویروس است که در گونه‌های قارچ گانودرما وجود دارد. با توجه به نیاز به برداشت وسیع از جنگل و عدم امکان دسترسی مداوم به جنگل، جایگزین نمودن روش‌های نوین کشت قارچ در شرایط آزمایشگاهی به‌جای جمع‌آوری از جنگل امری ضروری است. پژوهش حاضر در همین راستا و باهدف افزایش مقدار گانودریک اسید برای اولین بار بر روی گانودرما ادسپرسوم صورت گرفت. همچنین این قارچ برای اولین بار بر روی ممرز گزارش می‌شود. با توجه به افزایش بیش از 5/1 برابری گانودریک اسید کل بعد از اعمال تیمار صوت دهی نسبت به نمونه قارچ طبیعی، انجام تحقیقات تکمیلی برای شناسایی جزئی‌تر و نوع گانودریک‌ها پیشنهاد می‌شود.

optimization of ultrasound waves effects on production of ganoderic acid of ganoderma adspersum by response surface method

background and objectives: ganoderic acid (ga) is a type of triterpenoids produced by various species of ganoderma. this secondary metabolite has attracted much attention in recent years due to its extraordinary medicinal functions and although ganoderma lucidium is famous for having this compound, other species are also considered as alternatives. one of the most important species of ganoderma is ganoderma adspersum, which is found as a parasite or saprophyte on living trees or sometimes on tree stumps, and its basidiocarp is very similar to g. applanatum and is often confused. various medicinal properties such as reducing blood pressure and blood sugar, strengthening the immune system, antiviral, antibacterial and anti-inflammatory properties have been mentioned for this species, and it is one of the main sources of gonodriic acid production. in the present research, while molecular identification of the fungus and ensuring the species, ultrasound waves were used as an elicitor with the aim of increasing total ganoderic acid in in vitro conditions, and the results were examined in both intracellular and extracellular conditions.materials and methods: mushrooms were sampled in three sizes, small, medium and large, and after purification, they were morphologically and molecularly identified. the samples were cultured in pda medium and after 14 days in suspension culture medium (pdb), exposed to ultrasound stimulation with variable number (1 to 3 times of sound), time (60, 180 and 300 seconds) and sound temperature ( 30, 40 and 50 °c). then, extracts were extracted from mycelium and mushroom culture medium in the suspension culture, and intracellular and extracellular gonadoric acid was measured. in order to do the work, rsm response surface method and benken's box design were used and 17 experiments were designed by design expert 7 software, and the optimal value of the variables for the maximum production of ganoderic acid was determined with the help of the software.results: according to morphological and molecular identification, the selected species of ganoderma is called adspersum. the presence of ganoderic acid in this mushroom was proved. it was found that among the three sizes of mushrooms selected, the larger size (21 x 16 cm) had more ganoderic acid than the other two sizes, and this size was used for sampling and elicitor induction. the highest amount of total ganoderic acid was related to sonication twice for 282 seconds and temperature of 30 degrees celsius (79.21 mg/g), which increased the amount of total ganoderic acid by 1.6 times compared to the control, while this amount it was 25.48 mg/g in natural mushroom.conclusion: cultivation in an invitro environment instead of harvesting from the forest can be used as a sustainable method for extracting plant secondary metabolites. ganoderic acid is one of the most important anti-inflammatory and antiviral metabolites found in ganoderma mushroom species. considering the need for extensive harvesting from the forest and the impossibility of continuous access to the forest, it is necessary to replace the new methods of growing mushrooms in laboratory conditions instead of collecting them from the forest. in the same direction and with the aim of increasing the amount of ganodriic acid, the present research was conducted for the first time on ganoderma adspersum. this fungus is reported for the first time on carpinus betulus. considering the increase of more than 1.5 times of total ganoderic acid after ultrasound treatment compared to the natural mushroom sample, it is suggested to carry out additional research for more detailed identification and type of ganoderic acid.