استفاده از روش‌شناسی سطح پاسخ به‌منظور بهینه‌سازی کشت کالوس گیاه سرخارگل ارغوانی (echinacea purpurea)

سرخارگل ارغوانی (echinacea purpurea) گیاهی متعلق به تیره آفتابگردان بوده که خواص دارویی متعددی برای آن گزارش شده است. هدف از مطالعه حاضر، بهینه سازی تولید کالوس و بیومس این گیاه با استفاده از روش‌شناسی سطح پاسخ است. به این منظور دو نوع ریزنمونه برگ و ریشه در محیط کشت موراشیک و اسکوگ (2.1ms) حاوی غلظت های مختلف (0، 1 و 2 میلی‌گرم در لیتر) تنظیم‌کننده های رشد kin، 2,4d و naaکشت شدند. در این تحقیق تولید کالوس و بیومس (وزن‌تر و خشک) به عنوان متغیر پاسخ (متغیر وابسته) و غلظت‌های مختلف تنظیم‌کننده های رشد به عنوان پارامترهای بهینه سازی (متغیر مستقل) مورد توجه قرار گرفته‌اند. همچنین از طرح مرکب مرکزی (ccd) به منظور بهینه سازی پارامترهای تولید کالوس استفاده شد. آنالیزهای همبستگی مدل رگرسیون نشان دهنده یک مدل چندجمله‌ای درجه دو بود که جهت بهینه سازی کالوس زایی و تولید بیومس استفاده شد. نتایج حاضر نشان داد که هردو ریزنمونه برگ و ریشه در تمام محیط های کشت حاوی تیمارهای مورد بررسی کالوس تولید کردند. اما بیشترین درصد کالوس زایی و وزن خشک در کالوس حاصل از ریزنمونه برگ و در محیط کشت حاوی 1.05 و 0.94 میلی‌گرم در لیتر naa و kin به دست آمد. این در حالی است که بیشترین میزان وزن تر در کالوس حاصل از ریزنمونه برگ و در تیمار با غلظت‌های 1.07 و 1.15 میلی‌گرم در لیتر 2,4d وkin مشاهده شد. در مجموع نتایج حاصل تاحدود زیادی با داده های پیش بینی شده همخوانی دارد. برازش مدل مناسب بوده و روش شناسی سطح پاسخ به منظور بهینه سازی کالوس زایی و تولید بیومس در گیاه سرخارگل ارغوانی موفق بوده است.

Application of response surface methodology for optimization of purple coneflower plant (Echinacea purpurea)

Echinacea purpurea belongs to the family of Asteraceae which has different medicinal properties. The main goal of current research was optimization of callus induction and biomass production by using Response Surface Method (RSM). For this purpose, root and leaf explants were cultured in the frac12; MS medium supplemented with different concentrations (0, 1 and 2 mg/L) of Kin either alone or with 2,4D and NAA. Also, callus production and biomass were considered as dependent variable and different concentrations of plant growth regulators were used as optimizing parameters. Meanwhile Central Composite Design was used for optimization of callus production parameters. Correlation analysis of regression model determined a polynomial second degree which used for optimizing of callus induction and biomass production. The obtained data showed that both root and leaf explants produced callus in all investigated treatments. But the highest amount of callus induction and biomass production was achieved in leaf derived callus in medium containing 1.05 and 0.94 mg/L NAA and Kin, respectively. On the other hand, the maximum fresh weight was obtained in leaf derived callus in medium supplemented with 1.07 and 1.15 mg/L 2,4D and Kin. The current results were almost in consistency with predicted data. The fit model was suitable and RSM was successful for optimization of callus induction and biomass production.