سال 21، شماره 84 - ( 9-1401 )                   سال 21 شماره 84 صفحات 64-50 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


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

Naderian P, Moshtaghi N, Bagheri A, Malekzadeh-Shafaroudi S. Influence of different Agrobacterium rhizogenes strains on hairy roots induction and secondary metabolites production in Datura innoxia Mill.. J. Med. Plants 2022; 21 (84) :50-64
URL: http://jmp.ir/article-1-3417-fa.html
نادریان پریسا، مشتاقی نسرین، باقری عبدالرضا، ملک‎زاده شفارودی سعید. تأثیر سویه‌ های مختلف آگروباکتریوم ریزوژنز بر القای ریشه‌ های مویین و تولید متابولیت‌ های ثانویه در داتوره تماشایی. فصلنامه گياهان دارویی. 1401; 21 (84) :50-64

URL: http://jmp.ir/article-1-3417-fa.html


1- کارشناس ارشد بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
2- گروه بیوتکنولوژی و به‎نژادی گیاهی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران ، moshtaghi@um.ac.ir
3- گروه بیوتکنولوژی و به‎نژادی گیاهی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
چکیده:   (1316 مشاهده)
مقدمه: داتوره تماشایی یکی از گیاهان دارویی است که می‌تواند آلکالوئیدهای تروپانی مانند هیوسیامین و اسکوپولامین با خاصیت ضد درد و ضد آسم تولید کند. هدف: در این تحقیق اثر عوامل مختلفی از جمله محیط کشت و سویه باکتری بر القای ریشه‌های مویین و تولید متابولیت‌های ثانویه در داتوره تماشایی مورد بررسی قرار گرفت. روش بررسی: سویه‌های A4 ،A13 ،R1000 ،MSU ،15834 ،2656 و 11325 از آگروباکتریوم ریزوژنز با دو غلظت مختلف (1 ,0.5 = OD) برای همکشتی ریزنمونه‌های برگ و ساقه تهیه شده از گیاهچه‌های 3-1 ماهه و 7-5 ماهه برای بهینه‌سازی تولید ریشه‌های مویین استفاده شد و سپس رشد ریشه‌ها در شش محیط مختلف بررسی شد. نتایج: نتایج تجزیه و تحلیل داده‌ها نشان داد که سویه A4 با تولید 86/6 درصد ریشه مویین، سویه بهتری نسبت به سایرین بود. همچنین شرایط تاریکی، ریزنمونه‌های جوانتر و غلظت بالاتر باکتری‌ها باعث بیشترین میزان القای ریشه‌های مویین شد. محیط کشت MS ½ به عنوان بهترین محیط برای رشد ریشه‌های مویین شناخته شد. نتایج آنالیز کروماتوگرافی مایع با کارآیی بالا نیز نشان داد که سطح هیوسیامین در ریشه‌های مویین کمتر از ریشه‌های معمولی بود که البته با بیشتر بودن رشد ریشه‌های مویین قابل جبران است. نتیجه‌گیری: ظهور و رشد ریشه‌های مویین به عوامل مختلفی از جمله سویه باکتریایی، محیط کشت، ریزنمونه و سن آن و عوامل دیگر بستگی دارد که لازم است در ابتدای هر تحقیقی بهینه شود.
متن کامل [PDF 701 kb]   (940 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشی | موضوع مقاله: گياهان دارویی
دریافت: 1401/6/6 | پذیرش: 1401/8/4 | انتشار: 1401/9/10

فهرست منابع
1. Mardare (Balusescu) G, Malutan T and Lazar L. Determination of scopolamine by gas chromatography from different parts of the Datura innoxia biomass. Rev. Chim. 2020; 71(7): 126-136. [DOI:10.37358/RC.20.7.8230]
2. Lounasmaa M and Tamminen T. The Tropane Alkaloids. In Brossi A (ed.), The Alkaloids, New York: Academic; 1993: 1-113. [DOI:10.1016/S0099-9598(08)60143-1]
3. Li C and Wang M. Application of Hairy Root Culture for Bioactive Compounds Production in Medicinal Plants. Curr. Pharm. Biotechnol. 2021; 22(5): 592-608. [DOI:10.2174/1389201021666200516155146]
4. Sevón N and Oksman-Caldentey KM. Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation: root cultures as a source of alkaloids. Planta Med. 2002; 68(10): 859-68. [DOI:10.1055/s-2002-34924]
5. Chang SS, Park SK, Kim BC, Kang BJ, Kim DU and Nam HG. Stable genetic transformation of Arabidobsis thaliana by Agrobacterium inoculation in planta. The Plant J. 1994; 5(4): 551-558. [DOI:10.1046/j.1365-313X.1994.5040551.x]
6. Guillonl S, Jocelyne TG, Pati Kumar PK, Rideau M and Gantet. Hairy root research: recent scenario and exciting prospects. Curr. Opin. Plant Biol. 2006; 9(3): 341-346. [DOI:10.1016/j.pbi.2006.03.008]
7. Torregrosa L and Bouquet A. Agrobacterium rhizogenes and A. tumefacience co-transformation to obtain grapevine hairy roots producing the coat protein of grapevine chrome mosaic nepovirus. PCTOC. 1997; 49: 53-63. [DOI:10.1023/A:1005854212592]
8. Rao SR and Ravishankar GA. Plant cell cultures: chemical factories of secondary metabolites. Biotechnol. Adv. 2002; 20(2): 101-153. [DOI:10.1016/S0734-9750(02)00007-1]
9. Thiruvengadam M, Praveen N, John KMM, Yang YS, Kim SH and Chung IM., Establishment of Momordica charantia hairy root cultures for the production of phenolic compounds and determination of their biological activities. PCTOC. 2014; 118(3): 545-557. [DOI:10.1007/s11240-014-0506-4]
10. Huang P, Xia L, Liu W, Jiang R, Liu X, Tang Q, Xu M, Yu L, Tang Z and Zeng J. Hairy root induction and benzylisoquinoline alkaloid production in Macleaya cordata. Sci. Rep. 2018; 8: 11986. [DOI:10.1038/s41598-018-30560-0]
11. Häkkinen ST, Raven N, Henquet M, Laukkanen ML, Anderlei T, Pitkänen JP, Twyman RM, Bosch D, Oksman-Caldentey KM, Schillberg S and Ritala A. Molecular farming in tobacco hairy roots by triggering the secretion of a pharmaceutical antibody. Biotechnol. Bioeng. 2013; 111(2): 336-346. [DOI:10.1002/bit.25113]
12. Ele Ekouna JP, Boitel-Conti M, Lerouge P, Bardor M and Guerineau F. Enhanced production of recombinant human gastric lipase in turnip hairy roots. PCTOC. 2017; 131: 601-610. [DOI:10.1007/s11240-017-1309-1]
13. Gutierrez-Valdes N, Häkkinen ST, Lemasson C, Guillet M, Oksman-Caldentey KM, Ritala A and Cardon F. Hairy root cultures-a versatile tool with multiple applications. Front. Plant Sci. 2020; 11: 33. [DOI:10.3389/fpls.2020.00033]
14. Murashige T and Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 1962; 15(3): 473-497. [DOI:10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x]
15. Gamborg OL, Miller RA, Ojima K. Nutrient requirements of suspension cultures of soyabean root cells. Exp. Cell Res. 1968; 50(1): 151-158. [DOI:10.1016/0014-4827(68)90403-5]
16. Spurina V, Sovova M, Jirmanova E and Sustackova A. Chromosomal characteristics and occurrence of main alkaloids in Datura stramonium and Datura wrightii. Planta Med. 1981; 41(4): 366-373. [DOI:10.1055/s-2007-971728]
17. Bonhomme V, Laurain-Mattar D, Lacoux J, Fliniaux MA and Jacquin-Dubreuil A. Tropane alkaloid production by hairy roots of Atropa belladonna obtained after transformation with Agrobacterium rhizogenes 15834 and Agrobacterium tumefaciens containing rolA, B, C genes only. J. Biotech. 2000; 81(2-3): 151-158. [DOI:10.1016/S0168-1656(00)00287-X]
18. Veena V and Taylor CG. Agrobacterium rhizogenes: recent developments and promising applications. In Vitro Cell Dev. Bio. Plant 2007; 43: 383-403. [DOI:10.1007/s11627-007-9096-8]
19. Farsi M and Zolala J. Plant Biotechnology. ACECR - Mashhad Branch Publication. 2003; pp: 87-120. [In Persian]
20. Farsi M, Moshtaghi N, Shahriari Ahmadi F, Gordan H and Raisi M. Investigating growth stability and alkaloid content of transgenic hairy roots in Datura plant. Agric. Sci. Ind. 2005; 19(2): 47-56. [In Persian]
21. Dehghan E, Häkkinen ST, Oksman-Caldentey KM and Shahriari Ahmadi F. Production of tropane alkaloids in diploid and tetraploid plants and in vitro hairy root cultures of Egyptian henbane (Hyoscyamus muticus L.). PCTOC. 2012; 110: 35-44. [DOI:10.1007/s11240-012-0127-8]
22. Georgiev MI, Pavlov AI and Bley T. Hairy root type plant in vitro systems as sources of bioactive substances. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2007; 74: 1175-1185. [DOI:10.1007/s00253-007-0856-5]
23. Sathasivam R, Choi M, Radhakrishnan R, Kwon H, Yoon J, Yang SH, Kim JK, Chung YS and Park SU. Effects of various Agrobacterium rhizogenes strains on hairy root induction and analyses of primary and secondary metabolites in Ocimum basilicum. Front. Plant Sci. 2022; 13: 983776. [DOI:10.3389/fpls.2022.983776]
24. Thwe A, Arasu MV, Li X, Park CH, Kim SJ, Al-Dhabi NA and Park SU. Effect of different Agrobacterium rhizogenes strains on hairy root induction and phenylpropanoid biosynthesis in tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum gaertn). Front. Microbiol. 2016; 7: 318. [DOI:10.3389/fmicb.2016.00318]
25. Hamidi Shirghan E, Moshtaghi N, Malekzadeh-Shafaroudi S, Bagheri A and Sharifi A. Effect of the type and concentration of Agrobacterium rhizogenes bacteria on the percentage of hairy root emergence in Periwinkle plant. 8th Biotechnology Conference and 4th National Biosafety Conference. 2013.
26. Fan Y, Xu F, Zhou H, Liu X, Yang X, Weng K, Sun X and Lyu S. A fast, simple, high efficient and one-step generation of composite cucumber plants with transgenic roots by Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation. PCTOC. 2020; 141: 207-216. [DOI:10.1007/s11240-020-01781-x]
27. Palazon J, Navarro-Ocana A, Hernandez-Vazquez L and Mirjalali MH. Application of metabolic engineering to the production of Scopolamine. Molecules 2008; 13(8): 1722-1742. [DOI:10.3390/molecules13081722]
28. Silva-Navas J, Moreno-Risueno MA, Manzano C, Pallero-Baena M, Navarro- Neila S, Téllez-Robledo B, Garcia-Mina JM, Baigorri R, Gallego FJ and del Pozo JC. D-Root: a system for cultivating plants with the roots in darkness or under different light conditions. The Plant J. 2015; 84(1): 244-255. [DOI:10.1111/tpj.12998]
29. Costigan SE, Warnasooriya SN, Humphries BA and Montgomery BL. Root-localized phytochrome chromophore synthesis is required for photoregulation of root elongation and impacts root sensitivity to jasmonic acid in Arabidopsis. Plant Physiol. 2011; 157(3): 1138-1150. [DOI:10.1104/pp.111.184689]
30. Correll MJ and Kiss JZ. The roles of phytochromes in elongation and gravitropism of roots. Plant Cell Physiol. 2005; 46(2): 317-323. [DOI:10.1093/pcp/pci038]
31. Liu CZ, Wang YC, Zhao B, Guo C, Ouyang F, Ye HC and Li GF. Development of a nutrient mist bioreactor for growth of hairy roots. In Vitro Cell. Dev. Biol. 1999; 35(3): 271-274. [https://www.jstor.org/stable/4293243]. [DOI:10.1007/s11627-999-0091-0]
32. Moyano E, Fornale S, Palazon J, Cusido RM, Bagni N and Pinol MT. Alkaloid production in duboisia hybrid hairy root cultures over-expressing the pmt gene. Phytochem. 2002; 59(7): 697-700. [DOI:10.1016/S0031-9422(02)00044-4]
33. Sevon N, Biondi S, Bagni N and Oksman -Caldentey KM. Transgenic Hyoscyamus muticus. In: Biotechnology in Agriculture and Forestry 48 (Ed. By Y.P.S Bajaj). Berlin-Heidelberg: Springer velag; 2001: 171-200. [DOI:10.1007/978-3-662-10603-7_13]
34. Roy A. Hairy root culture an alternative for bioactive compound production from medicinal plants. Curr. Pharm. Biotechnol. 2021; 22(1), 136-149. [DOI:10.2174/18734316MTEyfNzcD0]
35. Traverse KKF, Mortensen S, Trautman JG, Danison H, Rizvi NF and Lee-Parsons CWT. Generation of stable Catharanthus roseus hairy root lines with Agrobacterium rhizogenes. Methods Mol. Biol. 2022; 2469: 129-144. [DOI:10.1007/978-1-0716-2185-1_11]
36. Naderian P, Moshtaghi N, Bagheri A, Malekzade Shafaroudi S. Variations in morphological, biochemical and phytochemical traits of diploid and induced tetraploid plants of downy thorn-apple (Datura innoxia Mill.). J. Med. Plants 2022; 21 (82) 66-79. [DOI:10.52547/jmp.21.82.66]

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

© 2024 CC BY-NC 4.0 | Journal of Medicinal Plants

Designed & Developed by : Yektaweb