سال 21، شماره 81 - ( 12-1400 )                   سال 21 شماره 81 صفحات 91-79 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Mirjalili M H, Esmaeili H. Callus induction and withanolides production through cell suspension culture of Withania coagulans (Stocks) Dunal. J. Med. Plants. 2022; 21 (81) :79-91
URL: http://jmp.ir/article-1-3233-fa.html
میرجلیلی محمدحسین، اسماعیلی حسن. القای کالوس و تولید ویتانولیدها از طریق کشت سوسپانسیون سلولی گیاه دارویی پنیرباد. فصلنامه گياهان دارویی. 1400; 21 (81) :91-79

URL: http://jmp.ir/article-1-3233-fa.html


1- گروه کشاورزی، پژوهشکده گیاهان و مواد اولیه دارویی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران ، m-mirjalili@sbu.ac.ir
2- گروه کشاورزی، پژوهشکده گیاهان و مواد اولیه دارویی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
چکیده:   (594 مشاهده)
مقدمه: گیاه پنیرباد (Withania coagulans (Stocks) Dunal) به دلیل خصوصیات درمانی فراوان، یک گیاه دارویی شناخته شده است. هدف: در این مطالعه، القای کالوس نرم و ایجاد کشت سوسپانسیون سلولی گیاه به منظور تولید ویتانولیدهای مهم ویتافرین A و ویتانولید A انجام شد. روش بررسی: القای کالوس در گیاه با استفاده از ریزنمونه‌های برگ و میانگره بر روی محیط کشت موراشیگ و اسکوگ (اِم اِس) دارای غلظت‌های مختلف (صفر، 1 ،1/5 ،2 ،و 2/5 میلی‌گرم بر لیتر) اکسین‌های توفوردی، نفتالن استیک اسید و ایندول استیک اسید به تنهایی یا در ترکیب با هورمون بنزیل آمینو پورین (صفر، 0/5 و 1 میلی‌گرم بر لیتر) در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه کاملاً تصادفی با پنج تکرار انجام شد. سپس ایجاد کشت سوسپانسیون سلولی به منظور تولید ویتانولیدها انجام شد. نتایج: درصد کالوسزایی در ریزنمونه برگ (25 تا 96%) بیشتر از ریزنمونه میانگره (23/2 تا 85/4%) بود. درصد بالایی از کالوس نرم از ریزنمونه برگ کشت شده بر روی محیط کشت MS همراه با 0/5 میلی‌گرم توفوردی و 0/5 میلی‌گرم بنزیل آمینو پورین بدست آمد. کشت سوسپانسیون سلولی از کالوس‌های نرم روی محیط کشت MS همراه با 1/5 میلی‌گرم بر لیتر ایندول استیک اسید و 0/5 میلی‌گرم بر لیتر بنزیل آمینو پورین ایجاد گردید. بیشترین تجمع زیست‌توده (172 گرم بر لیتر وزن تر و 15 گرم بر لیتر وزن خشک) و تولید هر دو ویتانولید در هفته چهارم کشت مشاهده شد. سلول‌های گیاه در این زمان، به ترتیب 0/08 و 21 میکروگرم بر لیتر ویتافرین A و ویتانولید A تولید کردند. نتیجه‌گیری: نتایج این مقاله می‌تواند برای تحقیقات بیشتر بر روی مسیرهای بیوسنتز ویتانولیدها و تولید آنها در بیوراکتور مورد استفاده قرار گیرد.
متن کامل [PDF 705 kb]   (246 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشی | موضوع مقاله: گياهان دارویی
دریافت: 1400/10/1 | پذیرش: 1400/11/30 | انتشار: 1400/12/10

فهرست منابع
1. Schonbeck-Temesy, E Solanaceae In Rechinger, KH. (Ed.). Flora Iranica, No. 100, Akademische Druck-u. Verlagsanstalt, Graz, Austria. 1972, pp: 29-26.
2. Hepper F.N Old World Withania (Solanaceae): a taxonomic review and key to the species. loc. cit. 1991, pp: 211-27.
3. Williamson E Major herbs of Ayurveda, Churchill Livingstone, London. 2002: 323.
4. Gupta GL and Rana AC. Withania somnifera (Ashwagandha): a review. Pharmacognosy Reviews. 2007; 1(1): 129-136.
5. Glotter E. Withanolides and related ergostane-type steroids. Natural Product Reports 1991; 8(4): 415-40. [DOI:10.1039/np9910800415]
6. Yang H, Shi G and Dou QP. The tumor proteasome is a primary target for the natural anticancer compound Withaferin A isolated from "Indian winter cherry". Molecular Pharmacology 2007; 71(2): 426-37. [DOI:10.1124/mol.106.030015]
7. Kuboyama T, Tohda C and Komatsu K. Neuritic regeneration and synaptic reconstruction induced by withanolide A. British Journal of Pharmacol. 2005; 144(7): 961-71. [DOI:10.1038/sj.bjp.0706122]
8. Tohda C, Kuboyama T and Komatsu K. Search for natural products related to regeneration of the neuronal network. Neurosignals 2005; 14(1-2): 34-45. [DOI:10.1159/000085384]
9. Mirjalili HM, Fakhr‐Tabatabaei SM, Bonfill M, Alizadeh H, Cusido RM, Ghassempour A and Palazon J. Morphology and withanolide production of Withania coagulans hairy root cultures. Engineering in Life Sciences 2009; 9(3): 197-204. [DOI:10.1002/elsc.200800081]
10. Mirjalili MH, Fakhr-Tabatabaei SM, Alizadeh H, Ghassempour A and Mirzajani F. Genetic and withaferin A analysis of Iranian natural populations of Withania somnifera and W. coagulans by RAPD and HPTLC. Natural Product Communications 2009; 4(3): 1934578X0900400307. [DOI:10.1177/1934578X0900400307]
11. Mirjalili MH, Moyano E, Bonfill M, Cusido RM and Palazon J. Overexpression of the Arabidopsis thaliana squalene synthase gene in Withania coagulans hairy root cultures. Biologia Plantarum. 2011; 55(2): 357-60. [DOI:10.1007/s10535-011-0054-2]
12. Mirjalili MH, Moyano E, Bonfill M, Cusido RM and Palazón J. Steroidal lactones from Withania somnifera, an ancient plant for novel medicine. Molecules. 2009; 14 (7): 2373-2393. [DOI:10.3390/molecules14072373]
13. Verpoorte R, Contin A and Memelink J. Biotechnology for the production of plant secondary metabolites. Phytochemistry Reviews. 2002; 1(1): 13-25. [DOI:10.1023/A:1015871916833]
14. Rao SR and Ravishankar GA. Plant cell cultures: chemical factories of secondary metabolites. Biotechnology Advances 2002; 20(2): 101-53. [DOI:10.1016/S0734-9750(02)00007-1]
15. Namdeo AG and Ingawale DK. Ashwagandha: Advances in plant biotechnological approaches for propagation and production of bioactive compounds. Journal of Ethnopharmacology 2021; 271: 113709. [DOI:10.1016/j.jep.2020.113709]
16. Sabir F, Sangwan NS, Chaurasiya ND, Misra LN and Sangwan RS. In vitro withanolide production by Withania somnifera L. cultures. Zeitschrift für Naturforschung C. 2008; 63 (5-6): 409-412. [DOI:10.1515/znc-2008-5-616]
17. Nagella P and Murthy HN. Establishment of cell suspension cultures of Withania somnifera for the production of withanolide A. Bioresource Technology 2010; 101 (17): 6735-6739. [DOI:10.1016/j.biortech.2010.03.078]
18. Sivanandhan G, Selvaraj N, Ganapathi A and Manickavasagam M. Elicitation approaches for withanolide production in hairy root culture of Withania somnifera (L.) Dunal. In Biotechnology of Plant Secondary Metabolism. 2016; 1-18. [DOI:10.1007/978-1-4939-3393-8_1]
19. Tripathi D, Rai KK, Rai SK and Rai SP. An improved thin cell layer culture system for efficient clonal propagation and in vitro withanolide production in a medicinal plant Withania coagulans Dunal. Industrial Crops and Products. 2018; 119: 172-82. [DOI:10.1016/j.indcrop.2018.04.012]
20. Sivanandhan G, Selvaraj N, Ganapathi A and Lim YP. Up-regulation of Squalene synthase in hairy root culture of Withania somnifera (L.) Dunal yields higher quantities of withanolides. Industrial Crops and Products 2020; 154: 112706. [DOI:10.1016/j.indcrop.2020.112706]
21. Murashige T and Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum 1962; 15(3): 473-497. [DOI:10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x]
22. Yousefian Z, Hosseini B, Rezadoost H, Palazón J and Mirjalili MH. Production of the anticancer compound withaferin a from genetically transformed hairy root cultures of Withania somnifera. Natural Product Communications 2018; 13(8): 1934578X1801300806. [DOI:10.1177/1934578X1801300806]
23. Rani G and Grover IS. In vitro callus induction and regeneration studies in Withania somnifera. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 1999; 57(1): 23-7. [DOI:10.1023/A:1006329532561]
24. George EF, Hall MA and De Klerk G-J. Plant propagation by tissue culture. Volume I. The background. Plant Propagation by Tissue Culture. 2008; 1: 205-226. [DOI:10.1007/978-1-4020-5005-3_1]
25. Rani G, Virk GS and Nagpal A. Callus induction and plantlet regeneration in Withania somnifera (L.) Dunal. In vitro Cellular & Developmental Biology-Plant. 2003; 39(5): 468-74. [DOI:10.1079/IVP2003449]
26. Singh S, Tanwer BS and Khan M. Callus induction and in vivo and in vitro comparative study of primary metabolites of Withania somnifera. Adv. Appl. Sci. Res. 2011; 2(3): 47-52.
27. Nagella P and Murthy HN. Establishment of cell suspension cultures of Withania somnifera for the production of withanolide A. Bioresource Technology 2010; 101(17): 6735-9. [DOI:10.1016/j.biortech.2010.03.078]
28. Chakraborty N, Banerjee D, Ghosh M, Pradhan P, Gupta NS, Acharya K and Banerjee M. Influence of plant growth regulators on callus mediated regeneration and secondary metabolites synthesis in Withania somnifera (L.) Dunal. Physiology and Molecular Biology of Plants. 2013; 19(1): 117-25. [DOI:10.1007/s12298-012-0146-2]
29. Skoog F and Miller C. Chemical regulation of growth and organ formation in plant tissues cultured. In: Vitro Symp Soc Exp Biol. 1957; 11: 118-131.
30. Ikeuchi M, Sugimoto K and Iwase A. Plant callus: mechanisms of induction and repression. The Plant Cell 2013; 25 (9): 3159-3173. [DOI:10.1105/tpc.113.116053]
31. Zhong JJ. Biochemical engineering of the production of plant-specific secondary metabolites by cell suspension cultures. Plant Cells 2001:1-26. [DOI:10.1007/3-540-45302-4_1]
32. Yue W, Ming QL, Lin B, Rahman K, Zheng CJ, Han T and Qin LP. Medicinal plant cell suspension cultures: pharmaceutical applications and high-yielding strategies for the desired secondary metabolites. Critical Reviews in Biotechnology 2016; 36(2): 215-32. [DOI:10.3109/07388551.2014.923986]
33. Nagella P and Murthy HN. Effects of macroelements and nitrogen source on biomass accumulation and withanolide-A production from cell suspension cultures of Withania somnifera (L.) Dunal. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC). 2011; 104(1): 119-24. [DOI:10.1007/s11240-010-9799-0]
34. Ahlawat S, Saxena P, Ali A, Khan S and Abdin MZ. Comparative study of withanolide production and the related transcriptional responses of biosynthetic genes in fungi elicited cell suspension culture of Withania somnifera in shake flask and bioreactor. Plant Physiology and Biochemistry 2017; 114: 19-28. [DOI:10.1016/j.plaphy.2017.02.013]
35. Sivanandhan G, Mariashibu TS, Arun M, Rajesh M, Kasthurirengan S, Selvaraj N and Ganapathi A. The effect of polyamines on the efficiency of multiplication and rooting of Withania somnifera (L.) Dunal and content of some withanolides in obtained plants. Acta Physiologiae Plantarum. 2011; 33(6): 2279-88. [DOI:10.1007/s11738-011-0768-y]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به فصلنامه علمی پژوهشی گیاهان دارویی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2022 CC BY-NC 4.0 | Journal of Medicinal Plants

Designed & Developed by : Yektaweb