بهینه سازی کالوس زایی و کشت سوسپانسیون سلولی در زعفران

علیرغم اهمیت اقتصادی ویژه زعفران، پژوهش های چشمگیری در زمینه بیولوژی مولکولی و ژنتیک این گیاه انجام نشده است. تریپلویید و نرعقیمی، فقدان تنوع ژنتیکی، دشواری کشت بافت و انتقال ژن از جمله دلایل پیشرفت های اندک در پژوهش های مولکولی زعفران است. کشت سوسپانسیون سلولی زعفران کمک بسزایی در بهبود پیشرفت این امر خواهد کرد، با این حال تولیدسوسپانسیون سلولی پویا در زعفران همواره با مشکلاتی مواجه بوده است. بدین منظور، با استفاده از غلظت های مختلف تنظیم کننده های رشد، محیط بهینه القا کالوس در بنه زعفران را به دست آورده و به بهینه کردن کشت سوسپانسیون سلولی در زعفران اقدام شد. این آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو تکرار که هر کدام حاوی 10 ریز نمونه بودند، انجام گرفت. بیشترین درصد کالوس زایی و وزن تازه کالوس ها در تیمار حاوی دو میلی گرم بر لیتر 2، 4-d و یک میلی گرم بر لیتر bap به دست آمد. در مرحله بعد از کالوس های حاصل از این تیمار جهت کشت سوسپانسیون سلولی استفاده گردید. محیط 3 sm حاوی 0/2 میلی گرم بر لیتر ،bap 0/2 میلی گرم بر لیتر زآتین و 2 میلی گرم بر لیتر naa دارای بهترین سرعت رشد در کشت سوسپانسیون سلولی بود ولی سلول ها در این تیمار هورمونی دارای شکل و فرم مناسب نبودند. محیط 2 sm حاوی دو میلی گرم بر لیتر 2، ، 4-d و یک میلی گرم بر لیتر bap دارای سرعت رشد مناسب و سلول هایی با اندازه کوچک و دارای رنگیزه بودند که از نظر کیفیت بهترین عملکرد را در بین تیمارهای کشت مایع دارا بود. جهت افزایش کیفیت از مواد کنترل کننده تولید فنول استفاده شد. افزودن pvp سبب افزایش سرعت رشد سوسپانسیون سلولی در محیط 2 sm گردید. محیط 2 sm به عنوان محیط کشت مناسب برای ایجاد کشت سوسپانسیون سلولی پویا در زعفران، جهت استفاده در مطالعات فیزیولوژیکی و مولکولی، معرفی می شود.

optimization of callogenesis and cell suspension culture in saffron

introduction: despite the economic importance of saffron, significant research has not been done in the field of molecular biology and genetics of this plant. sterility and triploid genome, along with lack of genetic diversity are main reasons for this lack of research.optimization of saffron cell suspension is a great step forward. it will provide the possibility of studying the production of saffron secondary metabolites, genetransformation, and mutagenesis cellular level. there have been few reports of cell suspension culture in saffron, mainly for the production of secondary metabolites (yoon et al., 2015; moradi et al., 2020; taherkhani et al., 2019). in order to optimize theproduction of crocin and phenolic compounds, moradi and co-workers produced calli from saffron stigma and then created a suspension culture from these calli (moradi et al., 2020). however, the production of embryogenic cell suspension in saffron has not beenreported. the aim of the current research was to achieve a cell suspension system with acceptable growth in saffron. for this purpose, different explants were subjected to different hormonal treatments to determine the optimal callus formation and suspensionculture media. materials and methods: saffron corms were used to prepare explants. the lateral and terminal buds and the base of the corms were removed and the central part of the corms was used to prepare explants. then, the explants were sterilized with 2.5% sodiumhypochlorite for 15 minutes. explants were grown on cim1 to cim5 media (table 1). after 5 weeks, the percentage of callus formation and the fresh and dry weight of calli were measured. the calli obtained from cim2c treatment were used to prepare suspension culture with three different types of culture media (table 1). to compare the speed of cell growth in different cell suspension treatments, the optical density (od)measurement method was used. for all the assays, data were analyzed by one-way analysis of variance (anova) followed by tukey honestly significant differences (hsd) post-hoc test using spss® statistical software, version 22 (ibm corp., usa).the graphs were created using graphpad prism version 9 for windows (graphpad software, california usa).