اثر نوع ریزنمونه و تنظیم کننده‌های رشد بر کالوس‌زایی و متابولیت‌های ثانویه کاسنی (Cichorium intybus L.)

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 گروه باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

2 دانشیار دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری - گروه باغبانی

10.22069/jopp.2020.16159.2461

چکیده

سابقه و هدف: گیاه کاسنی (Cichorium intybus L.) یک گیاه دارویی مهم دارای متابولیت‌های با ارزش است. کالوس کاسنی می‌تواند منبع خوبی برای تولید و استخراج متابولیت‌های ثانویه‌ی این گیاه باشد و غلظت تنظیم کننده‌های رشد و نوع ریزنمونه از عوامل اصلی اثرگذار در تولید کالوس کاسنی می‌باشند. هدف این پژوهش، بهینه‌سازی کالوس‌زایی و تولید متابولیت‌های ثانویه در گیاه کاسنی با استفاده از غلظت تنظیم کننده‌های رشد و نوع ریزنمونه است.
مواد و روش‌ها: اثر غلظت تنظیم کننده‌های رشد بنزیل آدنین (BA) (۰، ۵/۰، ۱ و ۲ میلی‌گرم در لیتر) و نفتالین استیک اسید (NAA) (۰، ۵/۰ و ۱ میلی‌گرم در لیتر) و نوع ریزنمونه (دمبرگ، ساقه، برگ) بر کالوس‌زایی و میزان تولید فنل و فلاونوئید کاسنی در آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. نخست سطح بذرها سترون گردید و سپس در محیط MS به منظور تهیه‌ی گیاهچه‌ی سترون کشت شدند. از این گیاهچه‌ها، پس از 4 تا 5 هفته، ریزنمونه‌های برگ، دمبرگ و ساقه در شرایط سترون تهیه شد. ریزنمونه‌ها در محیط کشت بافت گیاهی حاوی غلظت‌های مختلفBA و NAA کشت شدند. پس از 4 هفته، کالوس‌های بدست آمده از ریزنمونه‌های استریل برای اندازه‌گیری صفات درصد کالوس‌زایی، وزن ‌تر، وزن خشک، درصد ماده خشک، محتوای آب نسبی کالوس، میزان فنل، فلاونوئید، فعالیت آنتی‌اکسیدانی مورد استفاده قرار گرفتند.
یافته‌ها: بر اساس نتایج به دست آمده از تجزیه واریانس، اثر متقابل همه تیمارها اختلاف معنی داری را در سطح یک درصد نشان دادند. مقایسه میانگین‌های اثر متقابل تیمارها نشان داد که ریزنمونه‌ی‌ دمبرگ در تیمار ۲ میلی‌گرم در لیتر BA همراه با ۱ میلی‌گرم در لیتر NAA بیشترین میزان کالوس‌زایی را داشت. از طرف دیگر، بیشترین وزن ‌تر کالوس در ریزنمونه‌ی برگ در محیط کشت حاوی ۵/۰ میلی‌گرم در لیتر BA و ۵/۰ میلی‌گرم در لیتر NAA بدست آمد. همچنین بیشترین وزن خشک کالوس در ریزنمونه‌ی دمبرگ و ساقه در غلظت‌های ۱ و ۲ میلی‌گرم در لیتر BA و ۵/۰ میلی‌گرم در لیتر NAA بدست آمد. بیشترین درصد ماده خشک کالوس در ریزنمونه‌ی دمبرگ در غلظت۱ میلی‌گرم در لیترBA و ۵/۰ میلی‌گرم در لیتر NAA مشاهده شد. بیشترین میزان فنل و فلاونوئید در ریزنمونه‌ی دمبرگ و غلظت ۵/۰ میلی‌گرم در لیتر BA به تنهایی مشاهده گردید. کالوس تولید شده از ریزنمونه‌ی ساقه بیشترین خاصیت آنتی اکسیدانی را در محیط کشت حاوی ۱ میلی‌گرم در لیترBA و ۱ میلی‌گرم در لیتر NAA، نشان داد.
نتیجه گیری کلی: در مجموع، دمبرگ بهترین ریزنمونه برای تولید کالوس در ترکیب با تیمارهای ۲ میلی‌گرم در لیتر BA و ۱ میلی‌گرم در لیتر NAA و یا محیط حاوی ۵/۰ میلی‌گرم در لیتر BA و بدون NAA بود. افزون بر این، تیمارهای فوق، بیشترین میزان فنل و فلاونوئید را تولید نمودند که دارای بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی هم بودند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Explant Types and Growth Regulators on Callus induction and Secondary Metabolites of Chicory (Cichorium intybus L.)

نویسندگان [English]

  • Afsaneh Koohsari 1
  • Vida Chalavi 2
  • Vahid Akbarpour 3
1 Master student, Department of Horticulture, Crop Science faculty, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran,
2 Associate professor, Dept. of Horticulture, Crop sciences faculty, Sari Agricultural sciences and Natural Resources- Sari, Iran
3 Assistant professor, Dept. of Horticulture, Crop sciences faculty, Sari Agricultural sciences and Natural Resources- Sari, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Chicory (Cichorium intybus L.) is an important medicinal plant with valuable medicinal metabolites. Chicory callus can be a good source for the production and extraction of secondary metabolites of this plant. Concentration of growth regulators and type of explants are the main factors affecting the production of chicory callus. The aim of this study was optimization of the callus and secondary metabolites production in chicory using the different concentration of growth regulators and explant types.
Materials and methods: The effect of different concentration of Benzyladenine (BA) (0, 0.5, 1, 2 mg/L and Naphthale acetic acid (NAA) (0, 0.5, 1 mg/L) and explants (petiole, stem and Leaf) on callus formation, phenolic and flavonoid production in chicory was investigated in a factorial based on completely randomized design experiment with three replications. First, the seeds were surface sterilized and then, they were cultured in MS medium to produce sterile seedlings. After 4 to 5 weeks, Leaf, petiole and stem explants were prepared from seedlings in sterile conditions. The explants were cultured in tissue culture medium containing different concentrations of BA and NAA. After 4 weeks, calluses obtained from sterile explants were used to measure the percentage of callus production, fresh and dry weight, dry matter percentage, callus relative water content, phenolic, flavonoid and antioxidant activity.
Results: Based on the results of variance analysis, the interaction of all treatments showed a significant difference at 1% level as compared to the control. The comparison of interactions between treatments showed that petiole explants had the highest callus production in the medium suplemented with 2 mg/L BA with 1 mg/L NAA. On the other hand, the highest callus fresh weight was obtained in leaf explant in treatment of 0.5 mg/L BA with 0.5 mg/L NAA. In addition, the highest callus dry weight was obtained in petiole and stem explant in treatment of 1 and 2 mg/L BA with 0.5 mg/L NAA. The highest percentage of callus dry matter observed in petiole explant in the medium suplemented with 1 mg/L BA and 0.5 mg/L NAA. The highest phenol and flavonoid content observed in petiole explant in the medium suplemented with of 0.5 mg/L BA alone. The callus produced from the stem explants showed the highest antioxidant activity in the treatment of 1 mg/L BA and 1 mg/L NAA.
Conclusion: Overall, the best explant for callus production was petiole in combination with treatments of 2 mg/L BA and 1 mg/L NAA or the medium containing 0.5 mg/L BA without NAA. Moreover, the above treatments produced the highest levels of phenol and flavonoids, which had the most antioxidant activity too.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Benzyladenine
  • callus
  • Phenol
  • Flavonoid
  • Naphthale acetic acid