importance of hormonal elicitors in inducing morphine biosynthesis in the cell culture of (papaver bracteatum lindl.)

Plant cells have enough capacity to produce many of secondary metabolites, similar to the whole plants. elicitation is one of the most significant methods to increase the synthesis of secondary metabolites in the medicinal plants. the purpose of this study was to investigate the effect of three different hormones on alkaloids production in suspension culture of papaver bracteatum lindl., in order to identify the relationship between the alkaloid biosynthesis and gene expression. inducible factors initiate benzylisoquinoline alkaloids (bias) biosynthesis in opium poppy. the current study investigated the accumulation of alkaloids content and tyrosine/dopadecarboxilase (tydc), berberine bridge enzyme (bbe), salutardinol acetyl transferase (sat), and codeinone reductase (cor) gene transcripts in suspension culture of p. bracteatum. indole-3-acetic acid (iaa), indole butyric acid (iba) and gibberellic acid (ga) were used as hormonal elicitors in the suspension cultures with three different doses and two timings along with the control. this research showed the induction of morphine alkaloid in the suspension culture of p. bracteatum. elicitation by 20 mg l^-1 concentration of iaa after 48 h indicated significant increase in morphine amount. comparison among genes revealed that the expression levels of cor dramatically increased while tydc, bbe and sat had no significant difference compared to the control. after elicitation by iaa, iba, and ga, the highest levels of morphine were measured as 243.2, 207.2, and 178.1 mg g^-1, respectively. the results demonstrated that timing had a significant effect on the hormonal elicitation: 48 h treatment could induce more morphine alkaloids compared to 24 hours treatments.

اهمیت الیسیتورهای هورمونی در القای مورفین در کشت سلولی Papaver bracteatum Lindl.

سلول های گیاهی ظرفیت تولید متابولیت های ثانویه را همانند تولید این ماده در کل گیاه دارند. الیسیتورها ابزار مناسبی برای افزایش تولید متابولیت های ثانویه در گیاهان دارویی هستند. هدف از این مطالعه بررسی اثر سه الیسیتور هورمونی به منظور افزایش تولید آلکالوئیدهای گیاه خشخاش ایرانی و همچنین بررسی همزمان ارتباط سنتز آلکالوییدها و بیان ژن های مربوطه می باشد. در تحقیق حاضر میزان تجمع آلکالوئیدها و هم چنین میزان رونوشت ژن های (TYDC) Tyrosine/dopadecarboxilase، Berberine bridge enzyme (BBE)، Salutardinol acetyl transferase (SAT) و Codeinone reductase (COR) در گیاه P. bracteatum در محیط کشت سوسپانسیون سلولی بررسی شد. سه الیسیتور هورمونی ایندول تری استیک اسید (IAA)، ایندول بوتیریک اسید (IBA) و جیبرلیک اسید (GA) در سه غلظت و زمان متفاوت مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج حاصل از این تحقیق، مورفین را بعنوان آلکالوئید غالب در این گیاه نشان داد و بالاترین میزان مورفین در استفاده از الیسیتور IAAدر غلظت 20 میلی گرم بر لیتر در زمان 48 ساعت بدست آمد. هم چنین، مقایسه ی ژن ها نشان داد که سطح بیان ژن COR به مقدار زیادی افزایش یافت، در حالی که بیان ژن های TYDC, BBE و SATتغییر معنی داری در مقایسه با شاهد از خود نشان ندادند. میزان مورفین در بالاترین سطح تولید شده پس از استفاده از IAA، IBA و GA به ترتیب 2/243 ، 2/207 و 1/171 میلی گرم بر گرم بدست آمد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که در استفاده از الیسیتورهای هورمونی عامل زمان نقش مهمی در القای مورفین ایفا می کند، بطوریکه تیمار در بازه ی زمانی 48 ساعت، مورفین بیشتری را نسبت به 24 ساعت تولید نمود.