اثرات گرافن اکسید حاوی نانو ذرات سیلیسیوم دی‌اکسید بر روی برخی از متابولیت‌های ثانویه گیاه انجدان از طریق کشت کالوس

با توجه به اهمیت روز افزون گیاهان دارویی‌، تولید متابولیت های ثانویه دارویی از طریق کشت کالوس و استفاده از الیسیتورها از نظر زمانی و اقتصادی به صرفه است. این مطالعه به منظور بهینه سازی تولید کالوس درگیاه مرتعی دارویی انجدان رومی (levisticum officinale koch.) و همچنین تاثیر الیسیتور نانوذره گرافن اکسید حاوی سیلیسیم دی اکسید (go sio2) بر میزان متابولیت های ثانویه و فعالیت آنتی اکسیدانی در شرایط درون شیشه ای انجام گرفت. ریزنمونه های هیپوکوتیل جهت القای کالوس به محیط کشت موراشیگ و اسکوگ (ms تغییر یافته) حاوی تنظیم کننده های رشدی مختلف منتقل شدند. ترکیب رشدی 1.5 میلی گرم در لیتر توفوردی ( 2,4 d )+ 0.025 میلی گرم در لیتر نفتالین استیک اسید (naa) + 0.5 میلی گرم در لیتر کاینتین (kin) در محیط کشت موراشیگ و اسکوگ بهترین درصد تولید کالوس (%95) را نشان داد. جهت بررسی تاثیر الیسیتور بر روی میزان متابولیت های ثانویه در کالوس، غلظت های مختلف go sio2 (صفر، 5، 10 و 20 میلی گرم در لیتر) به‌عنوان الیسیتور انتخاب شدند. نانو ذره انتخاب شده اثرات مثبت و تنظیم کننده‌ای بر میزان متابولیت های ثانویه و فعالیت آنتی اکسیدانی در کالوس ایجاد نمود. بالاترین میزان محتوای کل فنل (47.26 میلی گرم گالیک اسید در گرم وزن تر)، محتوای کل فلاونوئید (28.06 میلی گرم کوئرستین در گرم وزن تر)، فعالیت آنتی اکسیدانی frap (0.096 میکرومول در گرم وزن عصاره)، در تیمار 10 میلی گرم در لیتر go sio2 و بیشترین میزان محتوای فلاونول (8.18 میلی گرم کوئرستین در گرم وزن تر)، پراکسید هیدروژن h2o2 (5.09 میکرومول در گرم وزن تر) و محتوای کل آنتوسیانین (0.07 میکرومول در گرم وزن تر) در تیمار 20 میلی گرم در لیتر go sio2 مشاهده شد. بیشترین میزان فعالیت کاروتنوئید (28.11 میکروگرم در گرم وزن تر) و کلروفیل (23.58 میکروگرم در گرم وزن تر) در تیمار go sio2 با غلظت 5 میلی گرم در لیتر مشاهده شد. مطابق با نتایج حاصل از این مطالعه، اعمال نانو ذره گرافن اکسید با غلظت 10 میلی گرم در لیتر می تواند در تولید حداکثری ترکیبات کل فنولیک و فلاونوئیدی و همچنین افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی از طریق کشت کالوس در گیاه ارزشمند انجدان مورد استفاده قرار گیرد. 

effects of graphene oxide incorporated with silicon dioxide on some secondary metabolites of levisticum officinale koch. through callus culture

considering the importance of medicinal compounds in medicinal plant species, the production of secondary medicinal metabolites through callus cultivation and subsequent elicitation is economical and time saving. levisticum officinale koch. is one of the valuable indigenous rangeland plants of iran, which has many medicinal and industrial properties. this study was carried out to optimize callus induction and the effects of different concentrations of go sio2 on the amounts of different secondary metabolites and antioxidant activity under callus culture. for callus induction, the hypocotyl explants were transferred to murashige and skoog (ms) culture medium containing different growth regulators. analysis of variance showed that different plant growth regulators had a significant effect on the ms media supplemented with 1.5 mg/l 2,4 d + 0.025 mg/l (naa) + 0.5 kin showed the best percentage of callus production (95%). in order to investigate the effect of the elicitor on the amount of secondary metabolites in the callus, different concentrations of go sio2 (0, 5, 10 and 20 mg/l) were chosen as elicitors. the selected nanoparticle showed positiveand stimulatory effects on the amount of secondary metabolites and antioxidant activity in the callus. the highest content for total phenolics (47.26 mg gae/g fw), total flavonoids (28.06 mg qe/g fw) and antioxidant activity frap (0.096 μ mol /g extract) was observed under 10 mg/l of go sio2. the highest contents for total flavonols (8.18 mg qe /g fw), h2o2 (5.09 μmol/g fw) and total anthocyanin (0.07 μmol/g fw) were observed under 20 mg/l go sio2 treatment. the highest level of carotenoid content (28.11 mg/g fw) and chlorophyll (23.58 mg/g fw) were observed under 5 mg/ l go sio2. the results of this study can be used to optimize the production of secondary medicinal metabolites in this valuable medicinal plant. according to the results of this study, the application of graphene oxide nanopago sio2 (10 mg/l) could be used for the highest production of total phenolics and flavonoids as well as increasing the antioxidant activity through callus culture in this valuable plant of iran.