بررسی مقدار اینولین و بیان ژن‌های دخیل در بیوسنتز اینولین در ریشه و کشت سوسپانسیون سلولی کاسنی (cichorium intybus l.)

کشت‌های سوسپانسیون سلولی به‌عنوان یک فن کشت درون شیشه‌ای، به‌طور گسترده‌ای در گیاهانبرای تولید متابولیت‌های اولیه و ثانویه استفاده می‌شوند. فروکتان‌ها یکی از متابولیت‌های گیاهی هستند که به مقدار زیاد در خانواده کلاهپرک‌سانان، به‌خصوص در ریشه‌ی کاسنی ذخیره می‌شوند. در این پژوهش، مقدارگلوکز، فروکتوز، ساکارز، 1-کتوز، نیستوز، اینولین، میانگین درجه‌ پلی‌مریزاسیون آن و بیان ژن‌های درگیر در تولید اینولین (1-sst، 1-fft، 1-fehiو1-fehii) در ریشه و کشت سوسپانسیون سلولی کاسنی بررسی شدند. نتایج نشان داد که مقدار و میانگین درجه پلی‌مریزاسیون اینولین در سوسپانسیون سلولی، کمتر از ریشه است. تجزیه‌ واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی (qrt-pcr) نشان داد که بیان ژن fft -1 در سوسپانسیون سلولی نسبت به ریشه گیاه، به‌طور معناداری کاهش‌یافته است. برای سایر ژن‌ها، تفاوت معنی داری بین ریشه و سوسپانسیون سلولی مشاهده نشد. مقادیر بالای گلوکز و فروکتوز در سوسپانسیون سلولی نشان دهنده فعالیت آنزیم های تجزیه کننده فروکتان (1-fehi و 1-fehii) است. بنابراین مقدار و میانگین درجه پلی‌مریزاسیون کمتر اینولین در سوسپانسیون سلولی می‌تواند ناشی از بیان کم ژن 1-fft و افزایش فعالیت ژن های 1-feh باشد. نتایج این پژوهش نشان داد که اگرچه مقدار اینولین در سوسپانسیون سلولی کمتر از ریشه است، اما کشت های سوسپانسیون سلولی، از قابلیت تولید اینولین را در مدت زمان کوتاه دارا برخوردارند.

Inulin content and expression of the genes involved in inulin biosynthesis in root and cell suspension culture of Chicory (Cichorium intybus L.)

Plant cell suspension cultures are widely used as an in vitro culture technique for primary and secondary metabolites production. Fructans are one of the herbal metabolites that considerably accumulate in the Asteraceae family, especially in chicory root. In this study, the amount of glucose, fructose, sucrose, 1-kestose, nystose, inulin, mean degree of polymerization (mDP) of inulin and expression of genes involved in inulin biosynthesis (1-SST, 1-FFT, 1-FEHI, and 1-FEHII) were investigated in the roots and the cell suspension cultures of chicory. The results showed that inulin quantity and the mDP of inulin in cell suspension cultures are less than roots. Quantitative Real-time Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR) analysis showed that the gene expression of 1-FFT was significantly down-regulated in the cell suspension cultures compared to the root. For other genes, no significant differences were detected between the roots and cell suspension cultures. High quantity of fructose and glucose in cell suspension culture indicates the high activity of fructan hydrolyzed enzymes (FEHI and 1-FEHII), therefore, lower inulin content and mean degree of polymerization could be due to low expression of 1-FFT gene and high activity of 1-FEHs. The results showed that the quantity of inulin in cell suspension culture is lower than roots, but cell suspension cultures have desirable capabilities in inulin production in a short time.