زیست فناوری گیاهان دارویی

چکیده گیاه باریجه (Ferula gummosa) گیاهی چند‌ساله و ارزشمند از تیره‌ی چتریان و بومی کشور ایران است اهمیت این گیاه به دلیل وجود صمغ آن است که به آن گالبانوم میگویند. خواب بذر این گیاه یکی از مشکلات اساسی در رشد این گیاه است که در شرایط طبیعی حداقل 9 ماه زمان می‌برد. هدف از انجام این آزمایش کوتاه‌کردن دوره‌ی خواب این گیاه با استفاده از فناوری بذر مصنوعی بود. در این آزمایش جنین‌های سوماتیکی گیاه باریجه در مرحله‌ی قلبی شکل و مرحله‌ی اژدری از ریز‌نمونه‌ی برگ در محیط کشت MS1/2 حاوی 1 میلیگرم در لیتر هورمون BAP و 1 میلیگرم بر لیتر هورمون NAA بدست آمد و همچنین قسمت جنینی بذر گیاه جدا شده و با استفاده از محلول آلژینات سدیم 2% کپسوله شدند و بذر مصنوعی این گیاه تولید شد. نتایج نشان داد جنین سوماتیکی کپسوله شده در مرحله‌ی اژدری بیشترین طول گیاهچه را بعد از گذشت 15 و 30 روز داشت و جوانه‌زنی این بذرها نسبت به سایر بذر‌ها سریع تر بودند. بذر های بدست آمده از قسمت جنینی نیز نتایج قابل قبولی نشان دادند. یافته‌های این آزمایش نشان دهنده‌ی این بود که با توجه به مدت زمان مورد نیاز برای تولید بذر‌های مصنوعی باریجه این روش، روش سریع‌تر و مناسب‎‌تری برای ازدیاد این گیاه است.

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 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 فناوری بذر مصنوعی روشی نوین در زیست فناوری است که به کمک آن بذرهای مصنوعی با استفاده از مواد و فرایندهای مختلف تولید و کپسوله می شوند. این بذرها معمولا از طریق کپسوله کردن بخش های رویشی گیاه یا جنین های سوماتیکی ایجاد می شوند و برای  کپسوله کردن آن‌ها از مواد پلیمری مانند آلژینات سدیم استفاده می شود. یکی از مزیت های این بذرها این است که امکان کشت آسان تر و بهتر برخی گیاهان مخصوصا گیاهانی که شرایط جوانه زنی سخت تر به دلیل خواب یا عوامل محیطی را دارند به ما می دهد. با این حال استفاده از فناوری بذر مصنوعی با چالش هایی همراه است که این چالش ها شامل اثرات روی محیط زیست، هزینه های تولید و مسایل فنی مانند بهبود فرایند کپسوله سازی و کیفیت بذرهای مصنوعی اند. در این مقاله ضمن معرفی بذرهای مصنوعی و روش های تولید، مواد مورد استفاده برای کپسوله کردن و اصول کپسوله کردن مزایا و چالش های وارد بر این بذرها بررسی شده و برخی شرکت های فعال در زمینه بذر مصنوعی و گیاهانی که بذر مصنوعی از آن‌ها تولید شده معرفی شدند تا در بهبود و پیشرفت این فناوری مطالعه شود.

چکیده گیاه دارویی باریجه  با نام علمی Ferula gummosa  یکی از گیاهان دارویی مهم ایران و از گیاهان رو به انقراض دنیا است. یکی از دلایل تهدید ژرم پلاسم باریجه خواب طولانی بذر و قوه نامیه بسیار پایین  و برداشت بی رویه آن می‌باشد. در این تحقیق که در قالب طرح کاملا تصادفی  با 3 تکرار و3 تیمار در پژوهشکده فناوری‌های نوین زیستی دانشگاه زنجان انجام شد جنین های گیاه باریجه توده  استان فارس از بذر ها استخراج شده و  به منظور پیدا کردن بهترین غلظت محیط کشت بر میزان رشد در محیط های MS با غلظت‌های 2/1-4/1و محیط MS کامل کشت شدند. پس از گذشت 30روز صفاتی از قبیل طول گیاهچه، وزن گیاهچه و درصد جوانی‌زنی در هر محیط اندازه‌گیری و باهم مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که  میزان رشد این گیاه در محیط‌های با غلظت یک چهارم از محیط موراشیگ و اسکوگ بیشتر  از دو غلظت مورد مطالعه است. با توجه به منابع در دسترس و منتشر شده، نتایج این تحقیق برای اولین بار در موضوع اثر غلظت محیط کشت بر روی شاخص های جوانه زنی و رشد گیاهچه‌ی باریجه گزارش میگردد.

چکیده آوندول ((Smyrnium Cordifolium یکی از پرارزش­ترین گیاهان دارویی بوده و مصرف آن در جهان سابقه طولانی دارد. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر تنظیم­کننده­های رشد بر باززایی اندام­های مختلف آوندول در شرایط درون­شیشه­ای بود.این مطالعه در شرایط آزمایشگاه کشت­بافت مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی کرمانشاه بصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار اجرا شد. به منظور القای پینه، فاکتورهای ریزنمونه (ساقه، برگ)، تنظیم­کننده‏های رشد 2,4-D (0، 5/0، 1، 2 و 4 میلی‌گرم در لیتر) وBA ، (صفر، 25/0، 5/0و 1، میلی‌گرم در لیتر) مورد بررسی قرار گرفت. 6 هفته پس از کاشت صفات رنگ کالوس، سرعت کالوس­زایی، درصد کالوس­زایی، قطرکالوس و وزن تر کالوس ثبت شد. نتایج نشان داد بیش­ترین سرعت کالوس­زایی در ترکیب هورمونی 2 میلی­گرم در لیتر 2,4-D به تنهایی، بیش­ترین درصد کالوس­زایی ریزنمونه­ها در ترکیب 1 و 2 میلی‌گرم در لیتر  2,4-Dبه تنهایی و 5/0 میلی­گرم در لیتر 2,4-D و 25/0 میلی‌گرم در لیتر BA در ریزنمونه ساقه حاصل شد.
جهت باززایی مستقیم، ریزنمونه­ها (ساقه،برگ) بر روی محیط­کشت MS حاوی تنظیم­کننده­های رشد  BA (25/0، 5/0 و 1 میلی‌گرم در لیتر) و IBA (صفر، 25/0، 5/0) کشت شدند. 6 هفته پس از کاشت ریزنمونه کالوس­زایی انجام دادند و گیاه وارد باززایی نشد. نتایج آزمایش دوم نشان داد که  بیش­ترین سرعت کالوس­زایی و قطر کالوس در ترکیب هورمونی 5/0 میلی­گرم در لیتر BA به تنهایی حاصل شد. بیشترین درصد کالوس­زایی در دو ترکیب هورمونی 5/0 میلی­گرم در لیتر BA به تنهایی و 1 میلی­گرم در لیتر BA با 25/0 میلی­گرم در لیتر  IBAمشاهده شد. بیشترین وزن­تر کالوس در ترکیب هورمونی 1 میلی­گرم BA به تنهایی بدست آمد.

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 گیاه تاتوره (.Datura metel L) گیاه دارویی مهمی است که جزو تیره سیب زمینی (Solanaceae) بوده و حاوی ترکیبات دارویی مهمی از جمله آتروپین و هیوسین (اسکوپولامین) می­ باشد که جزء تروپان آلکالوئیدها بوده و دارای خواص آنتی­کولینرژیکی شناخته شده ­ای هستند. در سال­های اخیر القای بافت کالوس به عنوان روش جدیدی برای به دست آوردن متابولیت­های ثانویه مطرح شده است. هدف از این پژوهش، القای کالوس از برگ جدا شده گیاهچه­ های تاتوره می­باشد تا بهترین غلظت هورمونی برای تولید کالوس بیشتر به دست آید. بذرهای تاتوره تحت شرایط استریل در محیط کشت MS کشت شدند و گیاهچه ­های تاتوره حاصل شدند. برگ­های گیاهچه­ ها جدا شده و به محیط کشت MS بدون هورمون منتقل شد، اما کالوس ­زایی رخ نداد. در مرحله بعد برگ­های گیاهچه­ ها در 9 تیمار هورمونی که حاوی غلظت­های مختلف اکسین 2,4-D و سیتوکینین کینیتین (Kin) بودند، به محیط کشت MS انتقال داده شدند. نمونه­ها چهار هفته در ژرمیناتور با دوره نوری 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی و دمای 25 درجه سانتی­گراد قرار گرفتند. نتایج نشان داد حداکثر کالوس­زایی در محیط کشت MS حاوی ترکیب دو هورمون با غلظت­های 1 میلی­گرم بر لیتر 2,4-D و 1 میلی­گرم بر لیتر Kin حاصل شد.