دانشگاه شهید باهنر کرمان (دانشکده کشاورزی و پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی) و انجمن بیوتکنولوژی جمهوری اسلامی ایران مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 2228-6705 18 3 2026 08 23 Developing hybrid tissue culture methods for disease-resistant marine algae in food industry applications توسعه روش‌های هیبریدی کشت بافت برای جلبک‌های دریایی مقاوم به بیماری در کاربردهای صنایع غذایی 571 584 5467 10.22103/jab.2026.25260.1712 FA سی. آر. راماناتان گروه GMDSS، دانشگاه AMET، کاناتور، تامیل نادو 603112، هند. موتوکومار موتوکومار گروه مهندسی دریایی، دانشگاه AMET، کاناتور، تامیل نادو 603112، هند. Journal Article 2025 05 13 Objective<br />This study aimed to develop and evaluate a hybrid tissue culture method, called Somatic Embryogenesis-Micropropagation-Controlled Bioreactor Culture (SE-Mp-CBc), for producing disease-resistant marine algae. And enhance algae regeneration efficiency and marine microbial resistance for food industry-orient applications.<br />Materials and methods<br />To develop the SE-Mp-CBc system, marine algal explants were collected and cultured in nutrient-optimized media containing selective plant growth regulators and elicitors. The explants were sterilized and subjected to somatic embryogenesis and micropropagation processes under a sterile environment. To maintain the optimization, the pH, temperature, aeration, and nutrient flow were controlled and managed by the bioreactor system. The experiment was designed to improve and assess the regeneration process and relative resistance score (RS) to marine pathogens. The physical and molecular changes, like morphological changes, biomass yield, and disease resistance in the marine algae, were measured and analysed by the ANOVA statistical tool.<br />Results<br />In the algae regeneration, the SE-Mp-CBc showed a major improvement compared to the traditional methods. The regeneration process was successful by enhancing callus induction, shoot development, and tissue survival with the hybrid system. Regeneration efficiency improved across multiple strains, showing a clear advantage of the controlled bioreactor environment. Pathogen resistance also increased notably, with SE-Mp-CBc-grown algae showing a 35% decrease in infection severity and a 25% increase in biomass yield over conventionally grown samples. Disease resistance analysis confirmed more stable and elevated immune responses in bioreactor-cultured strains. <br /><br /><br />Conclusions<br />This hybrid tissue culture method gives a flexible, and efficient solution for marine algae cultivation. By merging somatic embryogenesis and micropropagation with bioreactor technology. The challenges like low generation rates, contamination risks and the limited disease resistance were faced by the conventional methods were overcome by the The SE-Mp-CBc system. This method gives the uniform tissue development and low stress in the algae cells, it supporting sustainable large-scale algae production. It was weather independent, yearly round operation makes it unique for food processing, nutraceuticals, and biodegradable packaging industries. Furthermore, research and development was needed for diver’s algal species and economical improvement, but the approach provides a strong foundation for transforming marine biotechnology and securing algae as a reliable industrial crop. هدف: هدف این مطالعه توسعه و ارزیابی یک روش هیبریدی کشت بافت با عنوان «جنین‌زایی سوماتیکی-ریزازدیادی-کشت کنترل‌شده در بیوراکتور» (SE-Mp-CBc) برای تولید جلبک‌های دریایی مقاوم به بیماری بود. همچنین این پژوهش به دنبال افزایش کارایی باززایی جلبک‌ها و مقاومت آن‌ها در برابر میکروارگانیسم‌های بیماری‌زای دریایی برای کاربردهای مرتبط با صنایع غذایی بود.<br />مواد و روش‌ها: برای توسعه سامانه SE-Mp-CBc، ریزنمونه‌های جلبک دریایی جمع‌آوری و در محیط‌های کشت غنی‌شده از مواد مغذی حاوی تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی و القاکننده‌های اختصاصی کشت داده شدند. ریزنمونه‌ها استریل شده و تحت فرایندهای جنین‌زایی سوماتیکی و ریزازدیادی در شرایط استریل قرار گرفتند. برای حفظ شرایط بهینه، pH، دما، هوادهی و جریان مواد مغذی توسط سامانه بیوراکتور کنترل و مدیریت شد. آزمایش به‌گونه‌ای طراحی شد که فرایند باززایی و امتیاز نسبی مقاومت (RS) به عوامل بیماری‌زای دریایی بهبود یافته و ارزیابی شود. تغییرات فیزیکی و مولکولی شامل تغییرات مورفولوژیک، میزان تولید زیست‌توده و مقاومت به بیماری در جلبک‌های دریایی اندازه‌گیری و با استفاده از آزمون آماری ANOVA تحلیل شدند.<br />نتایج: در فرایند باززایی جلبک‌ها، سامانه SE-Mp-CBc در مقایسه با روش‌های سنتی بهبود چشمگیری نشان داد. این سامانه موجب افزایش موفقیت در القای کالوس، توسعه شاخه‌ها و بقای بافت شد. کارایی باززایی در چندین سویه افزایش یافت و مزیت آشکار محیط کنترل‌شده بیوراکتور را نشان داد. مقاومت به پاتوژن‌ها نیز به‌طور قابل توجهی افزایش یافت، به‌طوری‌که جلبک‌های پرورش‌یافته در سامانه SE-Mp-CBc کاهش 35 درصدی شدت عفونت و افزایش 25 درصدی تولید زیست‌توده را نسبت به نمونه‌های کشت‌شده به روش‌های متداول نشان دادند. تحلیل مقاومت به بیماری نیز پاسخ‌های ایمنی پایدارتر و قوی‌تری را در سویه‌های پرورش‌یافته در بیوراکتور تأیید کرد.<br />نتیجه‌گیری: این روش هیبریدی کشت بافت، راهکاری انعطاف‌پذیر و کارآمد برای کشت جلبک‌های دریایی فراهم می‌کند. ترکیب جنین‌زایی سوماتیکی و ریزازدیادی با فناوری بیوراکتور موجب غلبه بر چالش‌هایی مانند نرخ پایین باززایی، خطر آلودگی و مقاومت محدود به بیماری در روش‌های سنتی شده است. سامانه SE-Mp-CBc توسعه یکنواخت بافت و کاهش تنش سلولی در جلبک‌ها را فراهم کرده و از تولید پایدار جلبک در مقیاس وسیع حمایت می‌کند. استقلال از شرایط آب‌وهوایی و امکان بهره‌برداری در تمام طول سال، این روش را برای صنایع فرآوری مواد غذایی، نوتراسیوتیک‌ها و بسته‌بندی‌های زیست‌تخریب‌پذیر بسیار ارزشمند ساخته است. با وجود نیاز به پژوهش‌های بیشتر در زمینه گونه‌های مختلف جلبکی و بهبود اقتصادی، این رویکرد پایه‌ای قوی برای تحول در زیست‌فناوری دریایی و تبدیل جلبک‌ها به یک محصول صنعتی قابل اعتماد فراهم می‌آورد. https://jab.uk.ac.ir/article_5467_3efd845521bf0d97f92cef423bfa170e.pdf