بهینه‌سازی کالوس‌زایی و بررسی تغییرات مورفوفیزیولوژیکی، فیتوشیمیایی و بیوشیمیایی گل راعی در پاسخ به الیسیتور کیتوزان تحت شرایط کشت درون شیشه‌ای

هدف: گل راعی با نام علمی hypericum perforatum l. یک گیاه دارویی مهم است که به‌طور گسترده در درمان افسردگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ویژگی‌های دارویی آن به ترکیبات متابولیت ثانویه موجود در عصاره (هایپریسین‌، هیپرفورین و غیره) مرتبط می‎باشد. گیاهان رشد کننده در مزرعه معمولا با چالش‌هایی مواجه هستند که ممکن است بر ترکیب فیتوشیمیایی آن تاثیر بگذارد. کشت‌ بافت‌های گیاهی می‌توانند این مسائل را کاهش داده و به‌عنوان یک جایگزین معرفی شوند. یکی از جنبه‌های بیوتکنولوژی در گل راعی بهبود محتوی متابولیت‌ها با استفاده از رویکردهای مختلف از جمله الیسیتشن می‌باشد. هدف از این تحقیق، بهینه‌سازی کالوس‌زایی و بررسی تاثیر کیتوزان بر صفات مورفوفیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی و بیوشیمیایی گل راعی تحت شرایط کشت درون شیشه‌ای می‌باشد. مواد و روش‌ها: پس از تهیه بذور گل راعی، تاثیر روش‌های ضدعفونی بر درصد آلودگی بذور مورد آزمون قرار گرفت. سپس آزمایش فاکتوریلی در قالب طرح کاملا تصادفی جهت بهینه‌سازی کالوس‌زایی آن با تیمارهای هورمونی (h0 تا h3)، ریزنمونه (e1 و e2) و شرایط نوری مختلف (l1 و l2) انجام شد. پس از تهیه الیسیتور کیتوزان (صفر، 25 ، 50 و 75 میلی‌گرم)، آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی جهت اعمال الیسیتور روی بذور انجام شد. در نهایت تاثیر الیسیتور کیتوزان روی بهبود صفات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و متابولیتی و بیوشیمیایی بررسی شد. نتایج: نتایج مقایسه میانگین اثر روش ضدعفونی نشان داد که تیمارc  (عدم ضدعفونی) و s2 به‌ترتیب کمترین و بالاترین میزان درصد آلودگی نشان دادند. نتایج مقایسه میانگین اثر متقابل تیمار هورمونی، نوع ریزنمونه و شرایط نوری نشان داد که بهترین ترکیب هورمونی جهت القا کالوس h1e1l1 می‌باشد. نتایج نشان دهنده افزایش معنی‌دار صفات وزن تر، خشک، حجم کالوس، فلاونوئید، فنل، فعالیت آنتی‌اکسیدانتی، آنتوسیانین، کاروتنوئید، کاتالاز، پراکسیداز، پرولین، کلرفیل a و b در همه غلظت‌های کیتوزان در مقایسه با شاهد بود. برای صفت مالون دی‌آلدئید بالاترین و کمترین میزان به تیمار شاهد و کیتوزان 50 میلی‌گرم در لیتر تعلق داشت. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که الیسیتور کیتوزان باعث بهبود ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیکی، متابولیتی و بیوشیمایی گل راعی شده و غلظت 50میلی‌گرم در لیتر آن در بهبود این ویژگی‎ها موثرتر بوده است.

callogenesis optimization and investigation of morpho-physiological, phytochemical and biochemical changes in hypericum perforatum l. in response to chitosan elicitor under in vitro culture conditions

introduction: st. john’s wort, scientifically known as hypericum perforatum l., belongs to the family hypericaceae and is an important medicinal plant widely used today for the treatment of depression. it is one of the best-selling herbal products worldwide. its medicinal properties are attributed to the secondary metabolites present in its extract, including hypericin, hyperforin, flavonoids, xanthones, and other valuable compounds. to meet the growing demands of the pharmaceutical industry and to obtain high-quality biomass, it is cultivated in various countries. however, plants grown under field conditions often face challenges that may affect their phytochemical composition. plant tissue culture under controlled conditions can mitigate these issues and serve as an attractive alternative to field cultivation. today, one of the key aspects of biotechnology in hypericum perforatum is the enhancement of bioactive molecule content using various approaches, including elicitation in tissue culture.aim:this research aims to investigate the callogenesis optimization and morpho-physiological, phytochemical, and biochemical changes in the callus of hypericum perforatum l. in response to chitosan elicitor under in vitro culture conditions.materials and methods: after obtaining hypericum perforatum seeds, the effect of sterilization methods on seed contamination percentage was evaluated using a completely randomized design. subsequently, a factorial experiment in a completely randomized design was conducted to optimize callus induction using hormonal treatments (e1 to e2), explants (e1, e2), and different light conditions (l1, l2). after preparing the chitosan elicitor at concentrations of 0 (control), 25, 50, and 75 mg, another experiment was carried out in a completely randomized design to apply the elicitor to the seeds. finally, the effect of the chitosan elicitor on improving morphological, physiological, metabolic, and biochemical traits was examined.results: the results of the mean comparison for the effect of sterilization methods showed that treatment c (no sterilization) and s2 exhibited the lowest and highest levels of contamination percentage, respectively. the mean comparison results for the interaction effect of hormonal treatment explant type, and light conditions indicated that the best hormonal combination for callus induction was h1e1l1. the findings revealed a significant increase in traits such as fresh weight, dry weight, callus volume, flavonoids, phenols, antioxidant activity, anthocyanins, carotenoids, catalase, peroxidase, proline, and chlorophyll a and b at all chitosan concentrations compared to the control. the highest and lowest values for these traits were observed in the 50 mg/l chitosan treatment and the control, respectively. for malondialdehyde content, the highest and lowest levels were associated with the control treatment and the 50 mg/l chitosan treatment, respectively.conclusion: overall, the results of this study demonstrated that the chitosan elicitor improved the growth, physiological, metabolic, and biochemical characteristics of hypericum perforatum. among all the concentrations used, the 50 mg/l concentration was the most effective in enhancing these traits.