بهینه‌سازی کشت بافت گیاه تاتوره به‌وسیله عصاره مخمر با هدف افزایش میزان تولید تروپان‌آلکالوئیدها

گیاه تاتور(datura stramonium) منبع غنی از تروپان آلکالوئیدهای اسکوپولامین و هیوسیامین به‌عنوان آنتاگونیست رقابتی استیل‌کولین است. تجمع متابولیت‌های ثانوی معمولاً در پاسخ به الیسیتورهای مختلف و مولکول‌های سیگنالی اتفاق می‌افتد. در این پژوهش اثر عصاره مخمر به‌عنوان الیسیتور زیستی بر تولید تروپان آلکالوئیدهای هیوسیامین و اسکوپولامین مورد بررسی قرار گرفت. بذرهای گیاه تاتوره پس از ضدعفونی سطحی در محیط کشت جامد ms نیم‌برابر حاوی عصاره مخمر در غلظت‌های (صفر، 1/5 و 3گرم در لیتر) کشت داده شد. یک ماه پس از جوانه‌زنی، تولید تروپان‌آلکالوئیدهای گیاهچه‌های تاتوره با استفاده از کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا (hplc) اندازه‌گیری شد. همچنین میزان پروتئین کل و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیداتیو کاتالاز و پراکسیداز به روش اسپکتروفتومتری تعیین شد. با توجه به نتایج، میزان وزن تر ریشه و بخش هوایی گیاهچه‌های تاتوره در غلظت 1/5گرم در لیتر عصاره مخمر به‌ترتیب حدود 2 و 4 برابر افزایش نشان داد. عصاره مخمر با غلظت 1/5گرم در لیتر، موجب افزایش حدود 1/7 برابری هیوسیامین در هر دو بخش ریشه و اندام هوایی و 2/5 برابری اسکوپولامین ریشه گیاهچه‌های تاتوره شد. علاوه بر این میزان پروتئین کل و فعالیت کاتالازی و گایاکول‌پراکسیدازی گیاهان تیمارشده با عصاره مخمر غلظت 1/5گرم در لیتر تقریباً مشابه گیاهان شاهد بود. در مجموع، عصاره مخمر با غلظت 1/5گرم در لیتر می‌تواند به‌عنوان کاندیدای خوبی در گیاه تاتوره استرامونیوم برای افزایش میزان تولید هیوسیامین و اسکوپولامین با ارزش دارویی بالا باشد.

Datura Tissue Culture Optimization by Yeast Extract to Elevate Tropane Alkaloids Content

Datura (Datura stramonium) is known as a rich source of tropane alkaloids, including scopolamine and hyoscyamine as parasympatholytics that competitively antagonize acetylcholine. Production of secondary metabolites often occurs in plants against the various elicitors or signal molecules. In this study, the effect of yeast extract as a biotic elicitor on tropane alkaloid production was evaluated. Surfacesterilized Datura seeds were cultured on 1/2 MS medium supplemented with different concentrations of yeast extract (0, 1.5, and 3g/L). One month after germination, alkaloid yield of Datura plantlets was measured by the use of HighPerformance Liquid Chromatography (HPLC). Also, total protein content and antioxidative enzymes activity were determined by spectrophotometry method. According to the results, the fresh weight of root and shoot parts of Datura plantlets at 1.5g/L yeast extract was increased about 2 and 4 times, respectively. Yeast extract (1.5g/L) caused to 1.7 times increase of hyoscyamine amount of root and shoot parts and 2.5 folds scopolamine of Datura plantlets. Moreover, on yeast extract (1.5g/L)treated plantlets, total protein content, and activity of catalase and guaiacol peroxidase were almost the same as the control group. Altogether, yeast extract (1.5g/L) can be used as a good candidate for enhancement production of tropane alkaloids especially hyoscyamine and scopolamine with high medicinal value.