افزایش بیان ژن h6h و تولید تروپان آلکالوئیدها در کشت ریشه‌های موئین گیاه دارویی بذرالبنج مشبک تهییج شده با عصاره‌ی قارچ فوزاریوم گرامینه‌روم

گیاه بذرالبنج مشبک hyoscyamus reticulatus l.)) منبع غنی از آلکالوئیدهای تروپانی هیوسیامین و اسکوپولامین می باشد. در پژوهش حاضر، ریشه‌های موئین از ریزنمونه‌های کوتیلدون دو هفته‌ای، گیاه بذرالنج مشبک با استفاده از سویه a7 آگروباکتریوم رایزوژنز تهیه شدند. اثر غلظت‌های مختلف (صفر، 5، 10 و20 میلی‌گرم بر لیتر) عصاره قارچ فوزاریوم گرامینه‌روم در زمان‌های مختلف (24، 48 و 72 ساعت) بر میزان رشد، فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدانی، میزان فنل کل، میزان آلکالوئیدهای تروپانی و میزان بیان ژن هیوسیامین 6 بتا هیدروکسیلاز(h6h) در ریشه‌های موئین بذرالبنج مشبک بررسی گردید. نتایج آنالیز داده‌ها نشان داد که میزان وزن تر و خشک تحت تاثیر غلظتهای بالای محرک عصاره قارچ فوزاریوم کاهش یافت. فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی شامل کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز و همچنین میزان فنل کل در ریشه‌های موئین تیمار شده، در مقایسه با شاهد افزایش یافت. نتایج آنالیز gc نشان داد که در تیمار قارچ فوزاریوم بیشترین میزان هیوسیامین و آسکوپولامین (27.5 و 40.41 درصد به ترتیب) در غلظت‌های 5 و 10 میلی‌گرم برلیتر و زمان 48 ساعت بدست آمدند. نتایج آنالیز بیان rt pcr نشان داد که بیشترین میزان بیان این ژن در تیمار عصاره قارچ فوزاریوم در غلظت 10 میلی‌گرم برلیتر در 48 ساعت مشاهده شد. براساس این نتایج چنین استنباط می‌شود که محرک‌ عصاره قارچ فوزاریوم گرامینه‌روم می‌تواند به عنوان محرک موثر جهت تولید متابولیت‌های ثانویه گیاهی از جمله آلکالوئیدهای تروپانی مورد استفاده قرار گیرد.

h6h gene transcript enhancement and production of tropane alkaloids in Hyoscyamus reticulatus L. hairy root cultures elicited by Fusarium graminearum extract

Hyoscyamus reticulatus L. is a main source of tropane alkaloids, hyoscyamine and scopolamine. In the present study, hairy roots were prepared from two weekly cultures of cotyledon transformed by A7 strain of Agrobacterium rhizogenes. The effect of different concentrations of Fusarium graminearum extract (0, 5, 10 and 20 mg/L) at different exposure times (24, 48 and 72 hours) on growth rate, antioxidant enzymes activity, total phenol, tropane alkaloids contents and expression level of Hyoscyanamine 6 beta hydroxylase (h6h) gene were investigated. Data analysis results showed that fresh and dry weight under influence of high concentrations of Fusarium fungus extract was reduced. The activity of antioxidant enzymes including catalase, guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase as well as total phenol content in treated hairy roots was enhanced compared to control. GC analysis showed that the highest levels of hyoscyamine and scopolamine (27.5 and 40.41% respectively) were found in 5 and 10 mg of elicitor at 48 h exposure time. RT PCR expression analysis results revealed that the highest expression of this gene was obtained in Fusarium fungus extract (10 mg/l) at 48 h exposure time. Based on these results, it is concluded that the Fusarium graminearum elicitor can be used as an effective stimulant for the production of secondary metabolites, including tropane alkaloids.