زیست فناوری گیاهان دارویی

چکیده مقدمه و هدف: گیاهان دارویی به‌عنوان منابع ارزشمند متابولیت‌های ثانویه، نقش حیاتی در صنایع مختلف دارند. با این حال، تولید طبیعی این ترکیبات اغلب محدود است. این مقاله مروری با هدف بررسی سیستماتیک نقش و مکانیسم‌های عمل نانوذرات (شامل انواع فلزی، غیرفلزی و کربنی) به عنوان محرک‌های نوین برای افزایش تولید متابولیت‌های ثانویه در گیاهان دارویی تدوین شده است.
روش و مبانی نظری: مبانی این مرور بر اساس تحلیل شواهد علمی موجود می‌باشد که نشان می‌دهد نانوذرات با القای یک تنش اکسیداتیو خفیف و تولید گونه‌های فعال اکسیژن، مسیرهای سیگنالینگ دفاعی گیاه را فعال می‌کنند. این فرآیند به نوبه خود منجر به تعدیل بیان ژن‌های کلیدی و تنظیم فعالیت آنزیم‌های دخیل در بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه می‌شود.
نتایج: ارزیابی مطالعات نشان می‌دهد که کاربرد نانوذرات می‌تواند بیوسنتز طیف وسیعی از ترکیبات ارزشمند از جمله فنل‌ها (افزایش تا 3/2 برابر)، فلاونوئیدها (افزایش تا ۸۰ %)، آلکالوئیدها و اسانس‌ها (افزایش تا ۲۳۰ %) را به‌صورت کمّی و کیفی افزایش دهد. به‌عنوان نمونه، در بومادران اسانس کل ۲۳۰ % و در خارمریم سیلیمارین ۷۵ % افزایش یافت. این مرور، سازوکارهای مشترک و خاص این نانومحرک‌ها را در گونه‌های گیاهی مختلف تبیین می‌کند.
نتیجه‌گیری: به طور خلاصه، نانوذرات یک راهبرد امیدبخش و قدرتمند برای افزایش پایدار تولید متابولیت‌های گیاهی با ارزش تجاری بالا هستند. چشم‌انداز این حوزه، شامل بهینه‌سازی نوع، اندازه و غلظت نانوذرات برای گونه‌های خاص، بررسی دقیق‌تر مسیرهای سیگنالینگ در سطح مولکولی، و ارزیابی جامع ایمنی و مقررات مرتبط با استفاده از این فناوری در کشاورزی و صنعت است.

چکیده گیاهان دارویی ‌در صنایع مختلف آرایشی، غذایی، داروسازی و پزشکی کاربرد دارند. کنگر فرنگی (Cynara scolymus L.) گیاه چند ساله دارویی است که به دلیل داشتن ترکیبات فنلی (مانند سینارین و کافئویل‌کوینیک)، فلاونوئیدها، اینولین و مواد آلی فرار (مثل متیل سالیسیلات، کامفن و آلفا-ترپینن) دارای خواص آنتی‌اکسیدانی، ضد سرطانی، ضد التهابی، ضد میکروبی، کاهنده چربی و محافظت از قلب و کبد است. کشت بافت گیاهان دارویی جهت تولید متابولیت‌های ثانویه به‌طور گسترده‌ای به‌کار برده می‌شود. این تحقیق کالوس‌زایی کنگر فرنگی از ریزنمونه‌ها (برگچه، طوقه‌چه و ریشه‌چه) را در محیط کشت حاوی هورمون‌های NAA (صفر، 3 و 6 میلی‌گرم در لیتر) و 2,4-D (صفر، 5/0 و 1 میلی‌گرم در لیتر) بررسی کرد. نتایج نشان داد که در همه ریزنمونه‌های کشت شده کالوس‌زایی انجام شد. طبق نتایج وزن و ابعاد کالوس، بهترین ریزنمونه جهت تولید کالوس ریشه‌چه بود و برگچه ضعیف‌ترین کالوس‌زایی را داشت. با توجه به بیشترین ابعاد کالوس (میانگین 14/3 سانتی‌متر) در ریزنمونه ریشه‌چه کشت شده در محیط حاوی 6 میلی‌گرم در لیتر NAA، می‌توان ریزنمونه ریشه‌چه و هورمون NAA را جهت بهینه‌سازی کشت بافت کنگرفرنگی و کالوس‌زایی پیشنهاد کرد.

چکیده استفاده بی‌رویه و غیراصولی از ترکیبات ضدمیکروبی، سبب بروز سویه‌های نوپدید مقاوم به داروهای رایج شده‌اند. به همین دلیل ضروری است منابع جدیدی برای مبارزه با عوامل بیماری‌زای میکروبی، کشف و معرفی گردد. هدف این مطالعه بررسی اثر ضدباکتریایی عصاره اتانولی برگ کنار بر چهار باکتری اشریشیا کلی، استافیلوکوکوس اورئوس، استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس و کورینه‌باکتریوم گلوتامیکوم می‌باشد. غربال‌گری اولیه اثر ضدباکتریایی عصاره برگ کنار با روش انتشار دیسک انجام شد. در گام بعد، حداقل غلظت مهارکنندگی با استفاده از روش رقت‌سازی در میکروپلیت تعیین گردید و حداقل غلظت کشندگی نیز با کشت میکروبی مشخص شد. بر اساس نتایج، بیشترین اثر ضدباکتریایی عصاره برگ کنار بر کورینهباکتریوم گلوتامیکوم مشاهده شد. نتایج آزمون رقت‌سازی در میکروپلیت نشان داد که حداقل غلظت مهار کنندگی برای تمامی باکتری‌ها به جز اشریشیا کلی، غلظت 75 میلی‌گرم بر میلی لیتر عصاره می‌باشد. کمترین درصد زندهمانی در کورینه‌باکتریوم گلوتامیکوم و استافیلوکوکوس اپیدرمیدیس مشاهده شد. حداقل غلظت کشندگی دو باکتری اشاره شده برابر با 150 میلی گرم بر میلی‌لیتر بود. در مقابل، غلظت 300 میلی گرم بر میلی‌لیتر به عنوان حداقل غلظت کشنده اشریشیا کلی تعیین گردید. نتایج این پژوهش نشان داد عصاره اتانولی برگ کنار دارای خاصیت ضدباکتریایی قابل توجه بخصوص بر باکتری‌های گرم مثبت مورد مطالعه در این پژوهش داشت و می‌توان از عصاره اتانولی برگ کنار به عنوان منبع طبیعی برای توسعه داروهای ضدباکتریایی جدید استفاده کرد.

چکیده با توجه به ارزشمندی گیاه بادرشبویه (Dracocephalum moldavica L.) از خانواده نعناعیان در صنایع مختلف غذایی و دارویی، پژوهش حاضر به‌صورت طرح کرت‌های دوبار خرد شده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار بصورت گلدانی تحت شرایط مزرعه طی سال‌های 1402-1403 انجام شد. در این تحقیق سطوح تنش خشکی (D) ]میزان تبخیر از تشت تبخیر کلاس A در سه سطح ظرفیت مزرعه (D1)، 50 درصد (D2) و 75 درصد تخلیه رطوبتی (D3)[ به عنوان کرت‌های اصلی، سطوح پلیمر سوپر جاذب (S) ]استفاده (S1) و عدم استفاده (S2)[ در کرت‌های فرعی و 15 ترکیب محلول‌پاشی (F) ] در کرت‌های فرعی فرعی قرار گرفتند. نتایج به‌دست آمده نشان‌دهنده اثرگذاری معنی‌دار تیمارهای مورد استفاده بر صفات مورد ارزیابی بود. بیشترین مقادیر وزن خشک اندام هوایی (43/54 گرم در گیاه)، کل فنل (22/1 میلی‌گرم در کیلوگرم وزن تر)، کل کلروفیل (55/2 میلی‌گرم در گرم وزن تر)، عنصر روی در ساختار هوایی (12/68 میکروگرم در گرم ماده خشک)، آهن ساختار هوایی (67/75 میکروگرم در گرم ماده خشک) و اسانس (12/1%)، بواسطه استفاده از تیمارهای کود گرومور بویژه گرومور 1 (20-20-20) در ترکیب با کودهای روی و آهن در شرایط رطوبتی 25 درصد تبخیر از تشت تبخیر بدست آمد. با توجه به نتایج حاصل از تحقیق، کاربرد کود کامل گرومور1+آهن+روی، به عنوان مؤثرترین تیمار برای افزایش صفات مورفوفیزیولوژیکی و کمیت کیفیت اسانس گیاه بادرشبویه، تحت شرایط اقلیمی مشابه می‌تواند توصیه شود.

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 گیاه دارویی مورد (Myrtus communis)  یکی از گونه ­های گیاهی مهم و دارویی  بین درختچه­ های دارویی است که شامل حدود 50 گونه بومی حوضه مدیترانه می­شود.  تکثیر این گیاه به دلیل داشتن پوسته سخت و غیر قابل نفوذ بذر با دشواری­های بسیاری همراه است. درصد ریشه ­زایی اندک  قلمه از عمده ترین محدودیت­های قلمه ­زنی آن است. کشت بافت و به تبع آن تولید کالوس در شرایط درون شیشه­ ای یکی از فرایندهای مهم در کشاورزی مولکولی می­باشد. در این تحقیق اثر غلظت­های مختلف تنظیم کننده رشد 2 و4-دی کلروفنوکسی استیک اسید (2,4-D) در چهار سطح (0، 1، 2 و 3 میلی­گرم در لیتر) بر سه نوع ریزنمونه برگچه، ساقچه و ریشه­ چه در قالب آزمایشات فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در محیط غذایی موراشیک- اسکوگ مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده، درصد کالوس­زایی در ریزنمونه برگچه به میزان ۹۰  درصد نسبت به سایر ریزنمونه­ های مورد آزمایش بیشتر و همچنین میزان نسبی کالوس تشکیل شده برگچه در غلظت ۳ میلی­گرم بر لیتر از سایر تیمارها حداکثر بوده ولیکن تفاوت معنی­داری در سطوح هورمونی ۱ و ۲ میلی گرم بر لیتر (2,4-D) مشاهده نشد. نتایج این تحقیق می­تواند در راستای تولید متابولیت­های ثانویه دارویی در شرایط درون شیشه­ ای مورد بهره­برداری محققین مربوطه قرار گیرد.

چکیده Medicinal herb (Myrtus communis L.) is a perennial and aromatic herb with different medicinal properties. It grows mostly in the tropical and subtropical regions of the world. This study investigated the effects of important factors including plant explants and hormones concentrations on regeneration of Myrtle. Firstly seeds of Myrtle were sterilized and germinated in the Murashic-Scug medium to use for preparation of aseptic leaf, stem and root explants. So four concentrations (0-1-2-3) mg / L of regeneration hormones including kinetin, BAP, TDZ and BAP + TDZ were used invitro. Leaf explants and concentration of 3 mg / L BAP + TDZ had the highest regeneration. Because of the low germination rate of Myrtle seeds and low repropagation of vegetative protocols in this medicinal plant, our results can be useful for its mass propagation.

چکیده Opium poppy (Papaver somniferum) is one of the most important medicinal plants which can be cultured for use of the alkaloid morphine too. Plant poppy have been also associated with the most pests and diseases all over the world. One of the major disease is related to Fusarium oxyspoprumt which can also control plant cultivation in biggest producer of opium. However¸ the objectives of this study were to evaluate the effect of Fusarium oxysporum isolates against opium poppy and verify their potential as biocontrol agent. For this, a 2-year experiment was carried out under glasshouse (2 trials) and field conditions (2 trials). From infected poppy plants, a total of 16 pathogenic fungal strains were identified as F. oxysporum and used for the experiments. The isolates Ghr18, Ghr5-2, Mr28 and Ghr5-4 caused the highest wilting symptoms on sample plants (P< 0.001). In addition, no significant differences were observed between field and glasshouse conditions (P > 0.5). Moreover, the results showed a clear host specificity of the selected pathogenic isolates. These results suggest that Fusarium isolates have the potential to be used as biological control agents against poppy plants where legal policy surrounding the growing of this plant.

چکیده گیاه خرفه حاوی مواد موثره ارزشمندی نظیر دوپامین، نورآدرینالین و امگا-3 است. این گیاه در صنایع مختلف دارویی، غذایی و بهداشتی و هم چنین در درمان بیماری‌های مختلفی نظیر دیابت، ناراحتی‌های قلبی، تسکین دردها کاربرد دارد. استفاده از کشت بافت به منظور تولید گیاهانی یکدست و عاری از آلودگی در مدت زمان کوتاه روشی مفید است که می‌تواند در به نژادی و مهندسی ژنتیک به کار روند. بدین منظور اثر هورمون BAP بر باززایی مستقیم خرفه در این تحقیق بررسی شده است. ریزنمونه مریستم انتهایی از گیاهان استریل حاصل از جوانه زنی بذور کشت شده در محیط MS تهیه گردیدند. سپس ریزنمونه‌ها جهت تحریک باززایی در محیط کشت MS محتوی غلظت‌های مختلف BAP (0، 5/1، 3 و 5/4 میلی‌گرم بر لیتر) کشت گردیدند. صفات درصد باززایی، تعداد شاخه، تعداد برگ، طول ساقه، طول برگ، وزن تر و وزن خشک شاخساره‌ها بررسی شد. نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد اثر BAP بر تمامی صفات در سطح 1 درصد معنی دار شده است. بالاترین درصد باززایی و صفات بررسی شده در غلظت 5/4 میلی‌گرم بر لیتر BAP بدست آمد. در محیط شاهد و غلظت 5/1 میلی‌گرم بر لیتر از این هورمون باززایی دیده نشد.