بهینه‌سازی القای سوسپانسیون سلولی در گون مولد کتیرا (Astragalus verus)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش اموخته کارشناسی ارشد بیوتکنولوزی کشاورزی، مجتمع آموزش عالی شیروان، شیروان، خراسان شمالی، ایران.

2 استادیار بیوتکنولوژی کشاورزی و عضو هیأت علمی مجتمع اموزش عالی

3 استادیار بیوتکنولوژی کشاورزی و عضو هیأت علمی مجتمع اموزش عالی شیروان

4 دانشیار بیوتکنولوژی کشاورزی و عضو هیأت علمی مجتمع اموزش عالی شیروان

چکیده

هدف: گون Astragalus verus یکی از گونه‌های خوب برای تولید کتیرا است. این مطالعه با هدف بهینه­سازی کشت سوسپانسیون سلولی در این گیاه انجام شد.
 مواد و روش­ها: ابتدا بهینه­سازی کالوس­زایی و سپس بهینه­سازی سوسپانسیون سلولی انجام شد. آزمایش کالوس­زایی در قالب فاکتوریل با ریزنمونه­های ریشه، هیپوکوتیل و کوتیلدون در محیط کشت MS حاوی BAP در ترکیب با 2,4-D و  NAAدر پنج تکرار انجام شد. در آزمایش بهینه‌سازی سوسپانسیون سلولی، کالوس‌های حاصل از محیط کشت NAA و 2,4-D در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با 16 تیمار هورمونی در سه تکرار بررسی شدند. همچنین کاربرد تیمار‌های تاریکی، اسیدآسکوربیک، پلی­وینیل­پیرولیدون و کلات­کننده آهن EDTA  جهت کنترل ترکیبات فنولی بررسی شد.
نتایج: بیشترین درصد کالوس‌زایی در محیط کشت 2,4-D از ریزنمونه ریشه با میانگین 67 درصد بدست آمد. بهترین تیمار هورمونی سوسپانسیون سلولی شامل سه میلی‌گرم در لیتر2,4-D در ترکیب با 5/0 میلی‌گرم در لیتر Kin با میانگین 277/0 زنده‌مانی، و 040/0 گرم وزن خشک (در پنج میلی­لیتر) بود. در مطالعه تاثیر مهار‌کننده‌های قهوه‌ای شدن بیشترین وزن خشک از تیمار 100 میلی­گرم در لیتر اسید­اسکوربیک با میانگین 76/0گرم (در پنج میلی­لیتر) بدست آمد که در جلوگیری از قهوه ای شدن بسیار موثر بود.
نتیجه­ گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که 2,4-D می­تواند به تنهایی جهت القای کالوس مناسب و در ترکیب با Kin برای تولید سوسپانسون سلولی گون قابل استفاده باشد. همچنین مشخص شد که اسید­اسکوربیک می­تواند به­خوبی فرایند قهوه­ای شدن سلول­های سوسپانسیون سلولی را کنترل نماید. نتایج این مطالعه می تواند جهت تولید درون شیشه­ای کتیرا مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Optimization of Cell Suspension Induction in Tragacanth Astragalus (Astragalus Verus)

نویسندگان [English]

  • Safiyyeh Ebrahimi 1
  • fatemeh Zaker Tavallaie 2
  • Mohammad Zare Mehrjerdi 3
  • Mahmood Ghorbanzadeh Neghab, 4
1 MSc. Plant Biotechnology, Complex Higher education of Shirvan, North Khorasan, Iran.
2 Assistant professor. Plant Biotechnology. Complex Higher education of Shirvan. North Khorasan, Iran
3 Assistant professor. Plant Biotechnology. Complex Higher education of Shirvan. North Khorasan, Iran
4 Associate Professor. Plant Biotechnology. Complex Higher education of Shirvan. North Khorasan, Iran
چکیده [English]

Objective
Astragalus verus is one of best species for tragacanth production. The aim of this study was optimization of cell suspension culture in this plant.
 
Materials and methods
First, the callus production was optimized then optimization of cell suspension was performed. The callus production experiment was conducted in a factorial arrangement with explants of root, hypocotyl and cotyledon in MS medium containing BAP in combination with 2,4-D and NAA. In experiment of cell suspension optimization, callus that derived from medium containing NAA and 2, 4-D were investigated using 16 hormonal treatments and three replications in a completely randomized design. Also, it was investigated the application of dark treatments, ascorbic acid, poly-vinyl pyrrolidone and EDTA iron chelate to avoid phenolic compounds.
 
Results
The results showed that the highest callus production percentage (average of 67%) was obtained in the medium of 2,4-D with root explant. The best hormone treatment of cell suspension was 3 mg /L 2,4-D in combination with 0.5 mg/L Kin with an average of 0.277 viability, and 0.040 g dry weight (at 5ml). In the study of the effect of browning inhibitors, the highest dry weight was obtained with 100 mg/l ascorbic acid in cell culture medium with an average of 0.76 g (at 5ml).  This treatment was effective in prevention phenolic compounds.
 
Conclusions
The results of this study showed that 2,4-D could be used alone for inducing proper callus and in combination with Kin for the production of cell suspension. It was also found that ascorbic acid can well control the process of browning cells of cell suspension. The results of this study can be used for in vitro tragacant production.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ascorbic acid
  • Astragalus verus
  • Browning
  • Cell suspension

مراجع

معصومی علی اصغر (1385). گون­های ایران ( جلد 5). موسسه تحقیقات جنگل­ها و مراتع. 786 صفحه.
طباطبایی بدرالدین ابراهیم سید، امیدی منصور ( 1394). کشت بافت و سلول گیاهی. انتشارات دانشگاه تهران. 368 صفحه.
 
References
Bourgaud F, Gravot A, Goniter E. (2002). Production of plant secondary metabolites. Plant Sci 161: 839-851.
Erisen S, Atalay E, Yorgancilar M et al. (2010). Callus induction and plant regeneration of the endemic Astragalus nezaketaein Turkey. Electronic J Biotechnol 13, 1-7.
Erisen S, Atalay E, Yorgancilar M (2011). The effect of thidiazuron on the in vitro shoot derelopment of endemic Astragalus cariensis in turkey. Turk J Biotechnol 35: 521-526.
Elmore HW, Samples B, Sharma S, Harrison M (1990) Influence of cultural and physiochemical factors on ascorbate stability in plant tissue culture media. Plant Cell Tissue Organ Cult 20, 131–135.
Genty HS (1957) Gum tragacanth in Iran. Econom Botany 11, 40-63.
Housw Jia JF (2004) Plant regeneration from protoplasts isolated from embryogenic calli of the forage legume Astragalus melilotoides Pall. Plant Cell Rep 22, 741–746.
Luo JP, Jia JF (1998) Plant regeneration from callus protoplasts of the forage legume Astragalus adsurgens pall. Plant Cell Rep 17, 313–317.
Maassoumi A (2005) Astragalus in Iran. Forests and Rangelands Research Institute Tehran (in Persian).
Mulabagal V, Tsayits HS (2004) Plant cell cultures an alternative and efficient source for the production of biologically important secondary metabolites. International J Appl Sci Eng 2, 29-48
Ping Luo J, Fen Jia J, Hua Gu Y, Liu J (1999) High frequency somatic embryogenesis and plant regeneration in callus cultures of Astragalus adsurgens pall. Plant Sci 143, 93-99.
Tabatabaei BES, Omidi M (2009) Plant cell and Tissue culture. Tehran university press, 172 pp (in Persian).
Towill LE, Mazur P (2011) Studies on the reduction of 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride as a viability assay for plant tissue cultures. Can J Botany 53, 1097-1102.
Turgut-Kara N, Arı U (2008) In vitro plant regeneration from embryogenic cell suspension culture of Astragalus chrysochlorus (Leguminoseae). Afr J Biotechnol 7, 1250-1255.
Verbeken D, Dierrckx S, Dewettink K (2003) Exudate gum: Occurrence, production, and application. Appl Microbiol Biotechnol 63, 10-12.
Yorgancilar M, Erisen S (2011) The effect of TDZ on shoot regeneration of Astragaluss chizopterus. J Anim Plant Sci 21, 519-524.
مجله بیوتکنولوژی کشاورزی
دوره 10، شماره 4 - شماره پیاپی 32
دوره 10 شماره 4
اسفند 1397
صفحه 1-18

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار