زیست فناوری گیاهان دارویی

چکیده  شمعدانی عطری گیاهی بوته‌ای و چند ساله است که متعلق به خانواده Geraniaceae و بومی کشور آفریقای جنوبی می‌باشد و  به‌دلیل کاربرد گسترده اسانس ارزشمند این گیاه در صنایع مختلف سطح زیر کشت وسیعی از این گیاه در جهان وجود دارد، ترکیبات شیمیایی این گیاه بسیار پیچیده و متعدد و حاوی بیش از صد ترکیب ترپنی و سسکوئی‌ترپنی مانند سیترونلول، ژرانیول و لینالول ، ایزومنتون و  ژرماکرون D می باشد که مسئول خواص به‌ترتیب ضد میکروبی و آرام‌بخشی، ضد‌التهاب و آنتی‌اکسیدانی و ضد‌قارچ و ضد‌اضطراب و ضد‌دیابتی و ضد‌تومور می‌باشند که مقدار و درصد آن‌ها در شرایط مختلف محیطی و زراعی متغیر است، روش‌هایی  مناسب کشت و تولید گیاه و استفاده از روش‌های نوین کشت بافت، مهندسی ژنتیک  و استفاده از فناوری‌های جدید در استخراج و استحصال مواد موثره به‌ویژه اسانس‌ها می‌توانند به بهبود کیفیت و کمیت اسانس این گیاه کمک کنند. با این حال، تحقیقات بیشتری برای بررسی تأثیر عوامل محیطی و ژنتیکی بر ترکیبات اسانس و هم‌چنین توسعه روش‌های نوین استخراج و بهینه‌سازی ترکیبات فعال مکانیسم‌های دقیق اثرات درمانی این گیاه و ارزیابی ایمنی آن در کاربردهای بالینی مورد نیاز است، درصد اجزای اسانس شمعدانی عطری می‌تواند تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند زمان برداشت، فصل و شرایط محیطی و روش استخراج اسانس تغییر کند. شناخت این تغییرات می‌تواند به بهبود روش‌های کشت و پرورش این گیاه و بهینه‌سازی تولید اسانس کمک نماید این مقاله با مروری بر مقالات و منابع سعی در آشنایی هر چه بیشتر روش‌های نوین فناورانه در تولید و فرآوری این گیاه و کاربردهای آن نموده است.

چکیده گیاه گل گاوزبان که عموما به نام گل گاوزبان ایرانی شهرت دارد با نام علمی Echium amoenum  Fisch. & C.A.Mey از گیاهان دارویی مهم، شناخته شده، رایج و پر مصرف در حافظه دارویی بشری بوده و در فرهنگ ها و فولکلورهای مختلف  به‌ویژه در ایران جایگاه ویژه‌ای دارد. به‌نظر می‌رسد این گیاه بعد از آویشن در لیست گیاهان پرمصرف کشور ایران باشد. در سراسر جهان، گل‌ها و برگ‌های E. amoenum برای اهداف دارویی همچون درمان استرس، بیماری‌های قلبی عروقی، مقوی، آرام‌بخش و در درمان سرفه و مشکلات ریوی استفاده می‌شوند. این گیاه بومی مناطق محدودی از بخش‌های شمالی و شمال غربی ایران و قفقاز بوده و در بسیاری از مناطق اروپا، غرب آسیا و آمریکای شمالی می‌روید و اغلب به‌صورت وحشی در کناره‌ی رودخانه‌ها دیده می‌شود. گاوزبان ایرانی یکی از باارزش‌ترین و محبوب‌ترین گیاهان دارویی در ایران محسوب می‌شود. تیره گاوزبان ( Boraginaceae) دارای بیش از 130 جنس و 2300 گونه می‌باشد. جنس Echium  شامل 67 گونه است. بر‌اساس تحقیقات جهانی، گل گاو‌‌زبان ایرانی حاوی ترکیبات طبیعی زیست‌ فعالی است که دارای اثرات سلامت بخشی مانند: ضد‌اکسیدانی، ضدباکتریایی، ضدویروسی، ضددیابتی، ضدالتهابی، تسکینی و تنظیم‌کننده سیستم ایمنی می‌باشد. در طب سنتی از گلبرگ‌های این گیاه به‌عنوان مدر، مسکن، معرق و کاهنده فشار‌خون استفاده می‌شود. عمدتاً پلی‌فنول‌ها، اسید رزمارینیک و فلاونوئیدها به‌عنوان ماده اصلی این گیاه می‌باشد این گیاه دارای بذور غنی از اسیدهای چرب ضروری آلفا لینولنیک و گامالینولنیک بوده که از‌جمله اسیدهای چرب ضروری مورد نیاز در ساختار پروستاگلاندین‌های دخیل در سنتز دیواره میلین عصبی بوده و به‌همین‌جهت در تهیه مکمل‌های دارویی برای پیشگیری از بیماری‌های عصبی همچون ام‌اس (M.S) به‌کار می‌رود. تنوع ژنتیکی و نیز استفاده از روش‌های زیست فناوری همچون کشت سلول و کشت کالوس در این گیاه یکی از راه های تولید متابولیت‌های ثانویه است که توسط محققین متعددی مورد مطالعه قرار گرفته است که در این مقاله بدان پرداخته شده است.  بیشتر تحقیقات انجام شده  بخش ریزازدیادی برپایه محیط غذایی موراشیق و اسکوگ بوده و بیشتر هورمون‌های مورد استفاده هورمون‌های   2، 4-دی کلروفنوکسی استیک اسید،  نفتالین اسید استیک و 6- بنزیل آمینوپورین  و یا ترکیبی از این هورمون‌ها  انجام شده است.  

چکیده گیاه دارویی آرتیشو یا کنگر فرنگی (.Cynara scolymus L) گیاهی علفی، دیپلوئید و چند ساله است. این گیاه بومی حوزه‌ی مدیترانه بوده که به خانواده Asteracea تعلق دارد . کنگر فرنگی سرشار از پلی فنول ها، فلاونوئیدها، آنتوسیانین ها، ترکیبات فنلی، اینولین، کومارین ها، ترپن ها، فیبر رژیمی، آنزیم ها، پلی ساکاریدها، مواد معدنی و ویتامین ها است. به دلیل اثرات آنتی اکسیدانی و محافظ کبدی این گیاه که حاوی چربی بسیار کم و سطوح بالایی از مواد معدنی، ویتامین C، فیبر، اینولین، پلی فنل های هیدروکسی سینامات ها و فلاون ها است،.اما بیشترین ماده موثره آن می تواند مربوط به پلی‌فنل‌‌ها باشد که عمدتاً از اسیدهای مونو و دیکافئویل کوئینیک و فلاونوئیدها تشکیل شده است. اولین تحقیقات مرتبط با کشت بافت در این گیاه به سال1973برمیگردد. اولین گزارشات روی متابولیتهای ثانویه این گیاه روی سیناروپکرین بود که برای اولین بار به سال1960 توسط Suchy و همکارانش ثبت و گزارش شده است. بهینه سازی شرایط فیزیکی مختلف مانند دما، هوادهی، نور همزدن و عوامل شیمیایی مانند افزودن تنظیم‌کننده‌های رشد و پیش‌سازها به محیط‌های کشت برای تولید آزمایشگاهی این ترکیبات فعال شرح داده شده‌اند. علاوه بر این، کشت‌های ریشه‌های مویی تغییر شکل یافته، ناشی از عفونت Agrobacterium rhizogenes، به‌عنوان تکنیک مهمی برای به حداکثر رساندن تولید متابولیت‌های ثانویه در شرایط آزمایشگاهی مورد بحث قرار گرفته‌اند. در این پژوهش مروری کلی بر تاریخچه و روند زمانی تحقیقات بیوتکنولوژی نموده و مشکلات و ره آوردها و یافته های تحقیقاتی محققین جهان گردآوری گردیده است.

چکیده گیاه دارویی سیر (Allium sativum L.) به دلیل سنتز آلیسین، یک مولکول دفاعی که فعالیت‌های بیولوژیکی مختلفی از خود نشان می‌دهد، شناخته شده است. طب سنتی به دلیل طیف وسیعی از اثرات سیر، از این گیاه دارویی برای کاهش بیماری‌های متعدد استفاده می‌کند. آلیسین در طی برش در سیر در اثر فعالیت آنزیم آلیناز از آلئین تولید شده و بر روی گروه وسیعی از میکرارگانیسم‌ها موثر می‌باشد. آلیسین در طبیعت آبگریز است، می تواند به طور موثر از غشای سلولی عبور کند و به عنوان یک گونه سولفور فعال در داخل سلول ها رفتار می کند. این مولکول فیزیولوژیکی فعال با توانایی اکسید کردن گروه های تیول گلوتاتیون و بین باقی مانده های سیستئین در پروتئین‌ها است. آلیسین از نظر فیزیولوژیکی در سلول‌های میکروبی، گیاهی و پستانداران فعال است. آلیسین به روشی وابسته به دوز می‌تواند از تکثیر باکتری‌ها و قارچ‌ها جلوگیری کند یا سلول‌ها را کاملاً بکشد، علاوه بر این، در رده‌های سلولی پستانداران، از جمله سلول‌های سرطانی، آلیسین باعث مرگ سلولی و مهار تکثیر سلولی می‌شود. در گیاهان آلیسین از جوانه زنی بذر جلوگیری و رشد ریشه را کاهش می‌دهد. بررسی نشان داد که آلیسین دارای طیف وسیعی از فعالیت‌های دارویی است. آلیسین دارای خاصیت ضد میکروبی، آنتی اکسیدانی، ضد سرطانی، توانایی کاهش بیماری‌های قلبی و عروقی، بهبود سیستم ایمنی بدن و تنظیم قند خون می‌باشد. عملکرد ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی آلیسین به دلیل واکنش آلیسین با گروه تیول آنزی

چکیده کشت بافت گیاهی به‌عنوان یک ابزار کلیدی در تحقیقات مختلف، بویژه در زمینه گیاهان دارویی، شناخته شده است. این تکنیک‌ها به منظور تکثیر انبوه، حفاظت و تولید متابولیت‌های ثانویه در گیاهان دارویی به کار می‌روند. روش‌های متنوعی برای کشت درون شیشه‌ای وجود دارد که شامل ریزازدیادی، جوانه جانبی، کشت اندام هوایی، کشت ریشه و کالوس، اندام‌زایی، جنین‌زایی سوماتیک و کشت سوسپانسیون سلولی هستند. از آنجا که برای تولید مواد شیمیایی گیاهی، کشت سوسپانسیون سلولی و کالوس معمولاً به دنبال کشت ریشه و اندام هوایی و همچنین جنین‌زایی سوماتیک ترجیح داده می‌شود، این روش‌ها نقش مهمی در بهینه‌سازی تولید متابولیت‌های ثانویه دارند. با این حال، یکی از چالش‌های عمده در کشت بافت گیاهی، احتمال بروز تغییرات سوماکلونال است که می‌تواند ناشی از جهش‌های ژنی و یا تغییرات در علائم اپی‌ژنتیکی باشد. این تغییرات بویژه در ریزنمونه‌های بسیار تمایزیافته و در مرحله کالوس رخ می‌دهند. همچنین وقوع تغییرات سوماکلونال ممکن است مانعی برای موفقیت در تکثیر درون شیشه‌ای و حفظ ژرم‌پلاسم باشد. این موضوع بویژه در مواردی که حفظ ویژگی‌های ژنتیکی و بیوشیمیایی گیاهان دارویی اهمیت دارد، بسیار حیاتی است. در تحقیق حاضر، تغییرات احتمالی سوماکلونال به دنبال کشت بافت گیاهی دارویی و پیامدهای آن در تولید متابولیت‌های ثانویه بررسی و ارائه شده است. این مطالعه می‌تواند به درک بهتر از چالش‌ها و فرصت‌های موجود در استفاده از کشت بافت برای تولید گیاهان دارویی و متابولیت‌های ارزشمند کمک کند.

چکیده جنس آویشن (Thymus ssp) ازجمله گیاهانی با پراکنش مدیترانه‌ای می باشد این گیاه حدود ۳۵۰ گونه دارد و در ایران ۱۴ گونه گیاه معطر و چند ساله دارد که بیشتر در مناطق کوهستانی رشد می کند و با دارا بودن بیش از 20 نوع ترکیب شیمیائی عمده شناخته‌شده تاثیر مهمی در درمان و سلامت و صنایع مختلف دارد. درصد اسانس آویشن بین 0.8 تا 1.4 متغیر می باشد و بیشترین اجزاء آن شامل ترکیبات فنلی، مونوترپن‌ها و سسکوئی‌ترپن‌ها می‌باشد. تیمول جزء اصلی ترکیبات فنلی در گیاه آویشن است. از برگ آویشن در فرآورده های غذایی و همچنین از اسانس گیاه در نوشیدنی‌ها و صنایع دارویی, بهداشتی و آرایشی استفاده متنوعی می‌شود. روغن آویشن دارای خواصی نظیر ضد اسپاسم, بادشکن, ضدقارچی, ضد باکتریایی, ضدعفونی کننده, ضد کرم, ضد رماتیسم, خلط آور, آنتی اکسیدان, نگهدارنده طبیعی غذا و تأخیر دهنده پیری پستانداران می باشد. اسانس آویشن از جمله ده اسانس معروف می باشد که جایگاه خاصی در تجارت جهانی دارد در این پژوهش مروری کلی بر تحقیقات و یافته های علمی بویژه گونه ها و تنوع مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی جنس آویشن می باشد تا کنون تحقیقات زیادی بر روی این جنس صورت گرفته است ولی به لحاظ تنوع بالای گونه های این جنس و همچنین اثرات اقلیمی و اکولوژیک متنوع و زیر گونه های فراوان ویژگی‌های فیتوشیمیایی بسیار متنوع در این جنس جمع بندی مناسبی در این خصوص وجود ندارد امید است با جمع بندی یافته های محققین بتوان افقی جدید در بررسی گونه های اندمیک ایران و ارقام پربازده جهانی گشود.