بررسی اثر سالیسیلیک‌اسید بر افزایش میزان متابولیت ثانویه تریگونلین در کشت درون ‌شیشه‌ای Trigonella foenum-graecum

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

2 استاد گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

3 استادیار گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

شنبلیله با نام علمی Trigonella foenum– graecum گیاهی یکساله و دو لپه‌ای از تیره بقولات است. ریشه، برگ و بذر آن دارای ترکیبات دارویی مهمی می‌باشد. دستورزی محیط‌های کشت سلولی با الیسیتورها یکی از راهکارهای مهم جهت القای متابولیسم ثانویه و تولید متابولیت‌های ارزشمند می‌باشد. سالیسیلیک اسید به عنوان یک الیسیتور غیرزیستی در افزایش تولید متابولیت‌های دارویی مؤثر است. هدف از این پژوهش بررسی اثر سالیسیلیک اسید بر رشد، برخی از شاخص‌های فیزیولوژیک و تولید تریگونلین در کشت درون شیشه ای شنبلیله است. کشت سلولی شنبلیله با استفاده از کوتیلدون ژنوتیپ TN-47-155 شنبلیله در محیط جامد MS حاوی 35/0 میلی‌گرم در لیتر TDZ و 05/0 میلی‌گرم در لیتر IBA حاصل شد. واکنش سلول‌ها در ارتباط با تولید تریگونلین و دیگر شاخص‌های فیزیولوژیک پس از گذشت یک هفته با اعمال سالیسیلیک‌اسید با غلظت‌های 5/12، 25، 50 میلی‌گرم بر لیتر مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از HPLC نشان داد که رشد سلولی و زنده‏‌‏مانی سلول‌ها تحت اثر تیمارها نسبت به شاهد کاهش یافته است. مقدار پراکسید هیدروژن و پراکسیداسیون لیپیدهای غشایی در سلول‌ها نسبت به شاهد تحت اثر تیمارها افزایش یافت. کلیه تیمارها باعث افزایش تولید تریگونلین و فنل کل شدند. تیمار سلول‌ها با غلظت 50 میلی‌گرم بر لیتر (75 درصد) سالیسیلیک اسید باعث افزایش میزان تریگونلین به میزان دو برابر شاهد (35 درصد) شد. سالیسیلیک اسید می-تواند به عنوان محرک در کشت سلولی شنبلیله به کار رود و باعث القای تولید بیشتر تریگونلین شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the effect of salicylic acid on the increase of secondary metabolite of Trigonellin in in vitro culture of Trigonella foenum-graecum

نویسندگان [English]

  • Mahnaz Arabibaf 1
  • Nadali Babaeian 2
  • Nadali Bagheri 3
1 M.Sc. of Agricultural Biotechnology, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran
2 Professor, Department of Plant Breeding and Biotechnology, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran
3 Assistant Professor of Plant Breeding and Biotechnology, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran
چکیده [English]

Trigonella foenum-graecum is annual plant and dicotyldones of the fabaceae family. Root, leaf and seed have important medicinal compounds. Manipulation of cell culture media with elicitors is one of the important strategies for induction of secondary metabolism and production of valuable metabolites. Salicylic acid as a non-biological elicitor is effective in increasing the production of pharmaceutical metabolites. The aim of this study was to investigate the effect of salicylic acid on growth, some physiological and trigonelline production in in vitro culture of fenugreek. Fenugreek cell culture was obtained using cuticle extract of TN-47-155 fenugreek genotype in MS medium containing 0.35 mg / l TDZ and 0.05 mg / l IBA. Salicylic acid at concentrations of 12.5, 25, 50 mg / L were used. The cells were then treated with triglyceride and other physiological parameters after one week of treatment. The results of HPLC showed that cell growth and viability of the cells decreased as compared to the control. The amount of hydrogen peroxide and membrane lipid peroxidation in the cells increased compared to the control (without hormone) treatment. All treatments increased the production of TG and total phenol. Treatment of cells with 50 mg / l (75%) salicylic acid increased triglyceride levels twice as much as control (35%). Salicylic acid can be used as a stimulant in fenugreek cell culture and induces higher triglyceride production.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Secondary metabolite
  • Biological Elicitor
  • Trigonella foenum-graecum
  • Cell culture
  • HPLC

مراجع

Aasim M, Hussain N, Umer EM, Zubair M, Hussain SB, Saeed SH, Rafique TS, SancakC (2010) In vitro shoot regeneration of fenugreek (Trigonellafoenum-graecum L.) using different cytokinins. African Journal of Biotechnology. 42: 7174-7179.
Antoine L, Harfouche E, Rugini E, Mencarelli F (2008) Salicylic acid induces H2O2 production and endochitinase gene expression but not ethylene biosynthesis in Castanea sativa in vitro model system. Journal Plant Physiol. 165: 73465l.
Brain KR, Lockwood GB (1976) Hormonal control of steroid levels in tissue cultures from trigonella. Phytochem. 15: 1651 - 4.
Chhibba IM, Nayyar VK, Kanwar JS (2007) Influence of mode and source of applied iron on fenugreek (Trigonellacorniculata L.) in a typicustochrept in Punjab. India. African Journal of Biotechnology. 9: 254-256.
Davey MW, Stals E, Panis B, Keulemans J, Swennen RL (2005) High throughput of malondialdehyde in plant tissues. Analytical Biochemistry. 347: 201-207.
Folwarczna J, Zych M, Nowińska B, Pytlik M (2014) Effects of fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) seed on bone mechanical properties in rats. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 18: 1937-1947.
Gao CJ, Xing D, Li LL, Zhang LR (2008) Implication of reactive oxygen species and mitochondrial dysfunction in the early stages of plant programmed cell death induced by ultraviolet-C overexposure.
Planta. 227: 755-767.
Hayat Q, Hayat S, Irfan M, Ahmad Q (2009) Effect of exogenous salicylic acid underchanging environment: A review. Environ Exp Bot. 68: 14-25.
Hung SH, Yu CW, Lin CH (2005) Hydrogen peroxide functions as a stress signal in plants. Botanical studies Bull. Academic journal. 46: 1-10.
Iriti M, Faoro F (2009) Chemical diversity and defence metabolism: How Plants Cope with pathogens and ozone pollution. Int Mol Sci. 10: 3371-3399.
Kenny O, Smyth TJ, Hewage CM, Brunton NP (2013) Antioxidant properties and quantitative UPLC–MS analysis of phenolic compounds from extracts of fenugreek (Trigonella foenum-graecum) seeds and bitter melon (Momordica charantia) fruit. Food Chem Journal. 141, 4295-4302.
Khan MB, Khan MA, Sheikh M (2005) Effect of phosphorus levels on growth and yield of fenugreek, African Journal of Biotechnology. 7: 504-507.
Kaling M, Kanawati B, Ghirado A, Albert A, Winkler JB, Heller W (2014) UV-B mediated metabolic rearrangements in poplar by non-targeted metabolomics. Plant Cell Environ Journal. 38: 1-13.
Kovacik J, Backor M, Strnad M, Repcak M (2009) Salicylic acid-induced changes to growth and phenolic metabolism in Matricaria chamomilla plants. Plant Cell Rep Journal. 28:135-143.
Mehrafarin A, Qaderi A, Rezazadeh Sh, Naghdi Badi H (2010) Bioengineering of Important Secondary Metabolites and Metabolic Pathways in Fenugreek (Trigonella foenumgraecu L.). Journal of Medicinal Plants. 9: 1-18.
Merkli A, Christen P, Kapetanidis I (1997) Production of diosgenin by hairy root cultures of Trigonella foenum.graecum L. Plant Cell Rep. 16: 632-636.
Oncina R, Boto AJA, Del RJA, Ortun AA (2000) Bioproduction of diosgenin in callus cultures of Trigonella foenum-graecum L. Food Chem Journal . 70: 489-92.
Pu GB, Dong-Ming M, Chen JL, Ma LQ (2009) Salicylic acid activates artemisinin biosynthesis in Artemisia annua L. Plant Cell Rept. 28: 1127-1135.
Rongjie Z, Li W, Longxing W (2010) Determination of trigonelline in Trigonella foenum-graecum L. by hydrophilic interaction chromatography. Chin Journal Chromatogr. 4: 379-382.
Radwan SS, Kokate CK (1980) Production of higher levels of trigonelline by cell cultures of Trigonella foenum-graecum than by the differentiated plant. Planta. 147: 340-4.
Schützendübel A, Schwanz P, Teichmann T, Gross K (2001) Cadmium-Induced changes in xidative systems, hydrogen peroxide content, antioand differentiation in scots pine roots. Plant Physiol. 127: 887-898.
Singleton VL, Rossi JR (1965) Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungestic acid reagent. Am Journal Enol Viticult. 16: 144-58.
Tripathi L, Tripath JN (2003) Role of biotechnology in medicinal plants. Tropical Journal of Pharmaceutical Research. 2: 243-253.
Zhao J, Davis L, Verpoorte R (2005) Elicitor signal transduction leading to production of plant secondary metabolites. Biotechnol Advance. 23: 283-333.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار