تاثیر نانو ذرات اکسید آهن بر القای ریشه‌های مویین و فعالیت آنتی‌اکسیدانی گیاه خرفه (Portulaca Oleracea L.)

هدف: بیشتر متابولیت‌های ثانویه توسط گیاهان تولید می‌شوند و در تولید داروها و درمان‌های نوین کابرد دارند. اما سنتز شیمیایی بسیاری از این متابولیت‌ها مشکل، پرهزینه و یا غیر ممکن است. با استفاده از پیشرفت‌های بیوتکنولوژی، تولیدات طبیعی گیاهان می‌تواند منبعی غنی از ترکیبات جدید با منشا گیاهی را برای کاربردهای گوناگون فراهم سازد. گیاه خرفه از جمله‌ی گیاهان دارویی مهم بوده و سازمان بهداشت جهانی به آن لقب اکسیرجهانی داده است. القای ریشه‌های مویین با استفاده از rhizogenes agrobacterium یکی از روشهای کاربردی برای افزایش بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه می‌باشد. مواد و روش‌ها: در این پژوهش ریشه‌های مویین خرفه با استفاده از agrobacterium rhizogenes سویه‌های a4 و atcc15834 تولید شد و به‌منظور تائید تراریختی ریشه‌ها، حضور ژن rolb توسط pcr و با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن rolb بررسی شد. تاثیر سویه‌ی باکتری (a4 و atcc15834)، ریز‌نمونه‌ی گیاهی (کوتیلدون، هیپوکوتیل و گیاهچه کامل) و غلظت‌های مختلف نانوذرات اکسید آهن (صفر، 20، 40 و 60 میلی‌گرم در لیتر) به‌عوان محرک غیرزیستی بر میزان القا و رشد ریشه‌های مویین و افزایش تولید متابولیت‌های ثانویه بررسی شد. نتایج: نتایج بدست آمده نشان داد بیشترین درصد القای ریشه‌های مویین (80 درصد) توسط سویه‌ی a4، بر روی ریزنمونه‌ی گیاهچه کامل و با استفاده از 40 میلی‌گرم در لیتر نانوذرات اکسید آهن به‌دست آمد. بیشترین طول ریشه در غلظت 60 میلی‌گرم در لیتر نانوذرات اکسید آهن تولید شد و همچنینن سویه‌ی atcc15834، ریزنمونه‌ی گیاهچه کامل و 40 میلی‌گرم در لیتر نانوذرات اکسید آهن بیشترین تاثیر را در افزایش محتوای فنول و فلاونوئید (4.92 و 0.48 میلی‌گرم بر گرم وزن خشک ریشه) و همچنین میزان مهار رادیکال آزاد (52.59 درصد) و قدرت آنتی‌اکسیدانی احیا آهن فریک (60.37 مول بر گرم وزن خشک ریشه) داشتند. لاین‌های ریشه‌های مویین تفاوت معنی‌داری را از نظر میزان رشد و تولید زیست‌توده نشان دادند و همچنین لاین g بیشترین میزان زیست‌توده را داشت. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نوع سویه‌، ریزنمونه‌ و مقدار نانوذرات اکسید آهن نقش مهمی در القای ریشه‌های مویین گیاه خرفه و تولید متابولیت‌های ثانویه دارند. نتایج به‌دست آمده نشان داد سویه‌ی a4 و atcc15834، ریزنمونه‌ی گیاهچه کامل و 40 میلی‌گرم در لیتر نانوذرات اکسید آهن افزایش معنی‌داری در تولید ریشه‌های مویین و ترکیبات دارویی گیاه خرفه سبب شدند. همچنین لاین‌های ریشه‌های مویین تفاوت معنی‌داری از نظر رشد و تولید زیست‌توده نشان دادند و بیشترین زیست توده توسط لاین g تولید شد.

Effect of iron oxide nanoparticles on hairy root induction and antioxidant activity in Purslane (Portulaca oleracea)

Objective Many secondary metabolites produced by plants are used in manufacturing drugs and new treatments, but are too difficult, expensive or impossible to prepared by chemical synthesis. Biotechnology progresses have provided a huge source of new chemical compounds of plant origin to various applications. Purslane (Portulaca oleracea L.) is one of the valuable medicinal plants that World Health Organization (WHO) called it Global Panacea. Hairy root induction by Agrobacterium rhizogenes is an effective method for production of secondary metabolites. Materials and methods In this study, hairy roots of Purslane were produced using Agrobacterium rhizogenes strains A4 and ATCC15834. The presence of the rolB gene in the hairy roots was confirmed by PCR using rolB gene specific primers. The effect of the type of strain (A4 and ATCC15834), explant (cotyledon, hypocotyl and seedling) and also different concentrations of Iron oxide nanoparticles (0, 20, 40 and 6 mg l1) were examined as abiotic elicitors on the hairy root induction, growth and increase of secondary metabolites of hairy roots.   Results The results showed that the highest hairy root induction (80 percent) was observed in the A4 strain, seedling explants and 40 mg l1 the iron oxide nanoparticles. The greatest hairy root length was obtained by 60 mg l1 the iron oxide nanoparticles (4.17 cm) and also ATCC15834 strain, seedling explants and 40 mg l1 the iron oxide nanoparticles were superior for highest phenolic and flavonoid content (4.92 and 0.48 mg g DW) and also 2,2diphenyl1picrylhydrazyl (52.59%) and ferric reducing antioxidant power (60.37(Mol g1 DW)). Hairy root lines showed significant differences in growth rate and biomass production and the largest biomass production was exhibited by G line. Conclusions Overall, the strain and explant types and iron oxide nanoparticles had considerable effects on the hairy roots induction secondary metabolites production. The results indicated significant increases in hairy root induction and medicinal compounds by A4 and ATCC15834 strains, seedling explant and 40 mg l1 the iron oxide nanoparticles.