بررسی تاثیر نانو ذرات نقره بر الگوی بیان ژن لیمونن سنتاز در کشت سوسپانسیون سلولی زیره سیاه اروپایی (carum carvi l.)

زیره سیاه اروپایی (carum carvi l.)، گونه‌ای مهم از خانواده‌ی چتریان است که دارای ترکیبات ترپنی ارزشمندی می‌باشد. هدف از این مطالعه، ابتدا تعیین اثر تیمارهای مختلف هورمونی در تولید کالوس از ریز نمونه برگ و ریشه و همچنین انتخاب ریز نمونه و تیمار هورمونی برتر جهت کشت سوسپانسیون و سپس بررسی اثر نانوذرات نقره بر تحریک تولید متابولیت‌های ثانویه و بیان ژن لیمونن سنتاز در کالوس حاصل از کشت سوسپانسیون سلولی بود. نخست اثر 6 تیمار هورمونی در محیط کشت ms بر کال‌زایی دو ریز نمونه (برگ و ریشه) با اندازه‌گیری صفات کمی شامل سطح و حجم کالوس و درصد کال‌زایی و صفات کیفی بافت و رنگ کالوس و میزان کال‌زایی در هر یک از تیمارها بررسی شد. با درنظر گرفتن صفات فوق، ریز نمونه برگ در تیمار هورمونی ms2 که شامل (0.5 mg/l)iba (0.1 mg/l), 2ip (0.5 mg/l) and ba  بود، به‌عنوان ریز نمونه و تیمار هورمونی برتر شناسایی شدند. جهت ادامه مطالعات کالوس‌های حاصل از ریز نمونه و تیمارهورمونی برتر به محیط کشت سوسپانسیون سلولی حاوی محیط کشت ms بدون آگار منتقل و نمونه‌ها تحت شرایط تاریکی در دمای °c24 روی شیکر با rpm 120 قرار داده شدند. بعد از تکثیر کالوس‌ها و رسیدن به رشد مطلوب، نمونه‌ها با نانوذرات نقره در دو غلظت 50 و 100 mg/l تیمار شدند و از کالوس‌ها در بازه زمانی صفر، 24 و 48 ساعت بعد از تیمار نمونه‌گیری انجام گرفت. داده‌های حاصل از gc و gc/ms و نیز بررسی بیان ژن لیمونن سنتاز نشان داد که نانوذرات نقره به‌عنوان یک محرک غیرزنده با تشدید پاسخ­های دفاعی در زیره سیاه، باعث تغییر در میزان سنتز متابولیت­های ثانویه مانند لیمونن، کاروون، کارواکرول، تیمول، پی-سایمن و گاما-ترپینن و همچنین افزایش بیان ژن لیمونن سنتاز شد. به‌طوری‌که در بازه زمانی 24 ساعت و غلظت mg/l 100 و بازه زمانی 48 ساعت و غلظت mg/l 50 در مقایسه با نمونه شاهد بالاترین میزان بیان ژن لیمونن سنتاز مشاهده شد.

the effects of silver nanoparticles on the expression pattern of limonene synthase gene in cell culture in carum carvi l.

european black cumin (carum carvi l.) is an important species of the apiacea family that has valuable terpene compounds. the aims of this study were, to determine the effect of different hormonal treatments on the production of callus from leaf and root explants and also to select the best explant and hormonal treatment for cell culture, and then to investigate the effect of silver nanoparticles on the stimulation of the production of secondary metabolites and the expression of the limonene synthase gene in callus was obtained from cell culture. first, the effect of 6 hormone treatments in ms culture medium on the callus produced from two explants (leaf and root) were investigated by measuring three quantitative and qualitative traits in each of the treatments. considering the above traits, leaf explant in ms2 hormone treatment, which included iba (0.1 mg/l), 2ip (0.5 mg/l) and ba (0.5 mg/l), were identified as superior explant and hormone treatment. to continue the studies, the calluses obtained from the superior explant on the superior hormone treatment were transferred to the cell culture medium containing ms culture medium without agar. then the samples were placed in a shaker at 120 rpm under dark conditions at a temperature of 24°c. after multiplying the callus and reaching the desired growth, the samples were treated with silver nanoparticles in two concentration of 50 and 100 mg/l, and samples were taken from the calluses at zero, 24 and 48 hours after the treatment. the data obtained from gc and gc/ms and the results of limonene synthase gene expression showed that silver nanoparticles as a non-living stimulus by intensifying defense responses in black cumin, caused a change in the synthesis rate of secondary  metabolites such as limonene, carvone, carvacrol, thymol, p-cymene and γ-terpinene and also increased the expression of limonene synthase gene.