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 در پژوهش حاضر توانمندی آنتی اکسیدانی، فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز ( PAL )، محتوای فلاونوئیدی و میزان اسید کلروژنیک و اسید کافئی ک کالوس کنگرفرنگی، تحت تاثیر الیسیتورهای اسید سالیسیلیک ( SA ) و متیل جاسمونات (MeJA) مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور SA و MeJA در پنج سطح، در قالب آزمایشات فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی، در محیط کشت کالوس مورد استفاده قرار گرفت. طبق نتایج حاصله تغییرات فعالیت آنزیم PAL ، توانمندی آنتی اکسیدانی، اسید کلروژنیک و اسید کافئیک و محتوای فلاونوئیدی تحت تاثیر تیمار نسبت های مختلف الیسیتور های استفاده شده همبستگی مثبتی نشان دادند که بیانگر نقش مستقیم آنزیم PAL در تولید ترکیبات فنیل پروپانوئیدی و نقش الیسیتورهای به کار برده شده در تحریک تولید این آنزیم بوده است. مقدار MeJA و SA به ترتیب در غلظت 100 و 200 میکرومولار حداکثر میزان توانمندی آنتی اکسیدانی و محتوای فلاونوئیدی را در کالوس داشتند. همبستگی مثبت فعالیت آنزیم PAL و تجمع ترکیبات فلاونوئیدی بیانگر نقش کلیدی PAL در بیوسنتز ترکیبات فلاونوئیدی در کنگرفرنگی است.