| چکیده فارسی مقاله |
سابقه و هدف: ماریتیغال یا خارمریم با نام علمی Silybum marianum L. از گیاهان مهم دارویی است که جایگاه خاصی را در صنایع دارویی پیدا کرده است. خارمریم گیاهی یکساله یا دوساله است که دارای مواد مؤثره از نوع ترکیبات فلانوئیدی میباشد که بیشتر در دانههای گیاه ذخیره میشود. مجموعه مواد مؤثره این گیاه به سیلیمارین معروف است. سیلیمارین بهعنوان ماده دارویی ضد سرطان شناخته شده است. سیستمهای کشت سلولی میتوانند برای کشت در مقیاس وسیع سلولهای گیاهی برای تولید متابولیتهای ثانویه استفاده شوند. هدف از این تحقیق، مطالعه اثر ژنوتیپ، ریزنمونه، تیمارهای فیتوهورمونی و نوع کالوس بر میزان سنتز مواد مؤثره در کالوسهای ماریتیغال با استفاده از تکنیک کروماتوگرافی مایع با فشار بالا (HPLC) بود.
مواد و روشها: در این تحقیق برای تولید گیاهچه استریل ماریتیغال، از محلولهای tween-20، اتانول 70%، آب اکسیژنه و شستشو با آب مقطر استریل برای ضدعفونی بذر استفاده شد. سپس بذرهای استریل به محیط کشت آب و آگار (12 گرم در لیتر) استریل شده منتقل و در شرایط تاریکی و دمای 25 درجه سانتیگراد بهمدت 15 روز نگهداری و پس از جوانهزنی و کمی رشد به شرایط روشنایی انتقال داده شدند. سپس آزمایشی با استفاده از دو ژنوتیپ مجارستان و برازجان، ریزنمونه لپه و هیپوکوتیل، محیط کشت موراشیگ و اسکوک (MS) و تیمارهای هورمونی 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) (1، 2.5 و 5 میلیگرم در لیتر) و بنزیل آمینو پورین (BAP) (0.25 و 0.5 میلیگرم در لیتر) در شرایط تاریکی و در قالب طرح فاکتوریل بر پایه کاملاً تصادفی انجام شد. کالوسهای تولید شده پس از 30 روز به محیط کشت MS منتقل و با نصف هورمونها واکشت شدند. چربیزدایی و استخراج مواد مؤثره از کالوس، بهترتیب با استفاده از حلالهای پترولیوم اتر و متانول انجام شد. اجزای سیلیمارین با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با فشار بالا به اجزای تاکسیفولین، سیلیکریستین، سیلیدیانین، سیلیبین و ایزوسیلیبین تفکیک شدند. آنالیز آماری دادهها با نرمافزار spss انجام شد.
نتایج: نتایج آزمایش نشاندهنده تأثیر تیمارهای مختلف ریزنمونه، اکوتیپ و هورمونها بر میزان ترکیبات فلاونوییدی سیلیمارین (تاکسیفولین، سیلیکریستین، سیلیدیانین، سیلیبین، ایزوسیلیبین) در عصاره ماریتیغال میباشد. نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین مقادیر فلاونولیگنانها در کالوسهای حاصل از آزمایش نشان داد که بیشترین مقدار تاکسیفولین مربوط به ریزنمونه هیپوکوتیل بود. بیشترین مقدار سیلیکریستین مربوط به رقم مجارستان و مقدار 5 میلیگرم در لیتر 2,4-D بود. بیشترین مقدار سیلیدیانین مربوط به رقم مجارستان، مقدار 1 میلیگرم در لیتر 2,4-D و 0.25 میلیگرم در لیتر BAP بود. بیشترین مقدار سیلیبین مربوط به رقم مجارستان، ریزنمونه هیپوکوتیل، مقدار 1 میلیگرم در لیتر 2,4-D و 0.25 میلیگرم در لیتر BAP تعلق داشت. بیشترین مقدار ایزوسیلیبین مربوط به رقم مجارستان، ریزنمونه هیپوکوتیل و مقدار 1 میلیگرم در لیتر 2,4-D بود. بیشترین مقدار سیلیمارین مربوط به رقم مجارستان، مقدار 1 میلیگرم در لیتر 2,4-D و 0.5 میلیگرم در لیتر BAP بود.
نتیجهگیری: نتایج بدست آمده نشان داد که ارقام اصلاح شده ماریتیغال از قبیل مجارستان مواد مؤثره بیشتری نسبت به تودههای بومی دارند. در تولید مواد مؤثره، نوع ریزنمونه اهمیت بیشتری نسبت به حجم و نوع کالوس حاصل از آن دارد. بهطوری که ریزنمونه هیپوکوتیل با کالوسهای کوچک و غیر جنینزا نسبت به لپه با کالوسهای حجیم و جنینزا درصد تولید مواد مؤثره بالایی داشت. در ضمن، مقادیر پایین هورمونهای اکسین و سیتوکینین مؤثرتر از مقادیر بالای آنها در تولید مواد مؤثره بودند. |
| چکیده انگلیسی مقاله |
Background and objectives: Milk thistle (Silybum marianum L.) is a significant medicinal plant that has gained a prominent place in the pharmaceutical industry. This annual or biennial plant contains bioactive compounds, particularly flavonoids, which are primarily concentrated in its seeds. The collective active components of this plant are referred to as silymarin, a compound recognized for its anti-cancer properties. Cell culture systems provide a promising method for large-scale cultivation of plant cells to produce secondary metabolites. This research aimed to investigate the effects of genotype, micro-sample type, phytohormone treatments, and callus type on the synthesis of bioactive compounds in S. marianum calluses using high-performance liquid chromatography (HPLC).
Methodology: In this research, a combination of Tween-20 solution, 70% ethanol, hydrogen peroxide, and sterile distilled water was used to disinfect Silybum marianum seeds to produce sterile seedlings. The sterilized seeds were then transferred to sterilized water and an agar culture medium (12 g/L) and kept in dark conditions at a temperature of 25°C for 15 days. After germination and initial growth, the seedlings were moved to light conditions. An experiment was conducted using two genotypes, Hungary and Borazjan, with cotyledon and hypocotyl micro-samples. The experiment utilized Murashige and Skoog (MS) medium and hormonal treatments of 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) at concentrations of 1, 2.5, and 5 mg/L, along with Benzyl Amino Purine (BAP) at 0.25 and 0.5 mg/L. This setup was maintained in dark conditions and organized as a factorial design based on a completely randomized block structure. After 30 days, the calluses were transferred to MS culture medium with half the concentration of hormones. The effective compounds were extracted from the callus through defatting with petroleum ether, followed by extraction with methanol solvents. The components of silymarin were then separated into taxifolin, silychristine, silydianin, silybin, and isosilybin using high-performance liquid chromatography (HPLC). Statistical analysis of the data was performed using SPSS software.
Results: The test results demonstrated the effects of different micro-sample treatments, ecotypes, and hormone concentrations on the levels of silymarin flavonoid compounds (taxifolin, silychristin, silydianin, silybin, and isosilybin) in Silybum marianum extracts. Analysis of variance and comparison of the mean values of flavonolignans in the callus samples revealed that the highest amount of taxifolin was obtained from the hypocotyl micro-sample. The highest silychristin content was associated with the Hungarian genotype and a treatment of 5 mg/L 2,4-D. The highest silydianin concentration was observed in the Hungarian genotype treated with 1 mg/L 2,4-D and 0.25 mg/L BAP. The maximum silybin content was found in the Hungarian cultivar using the hypocotyl micro-sample, with 1 mg/L 2,4-D and 0.25 mg/L BAP. The highest isosilybin levels were achieved in the Hungarian genotype, hypocotyl micro-sample, and 1 mg/L 2,4-D. The overall highest silymarin concentration was recorded in the Hungarian genotype treated with 1 mg/L 2,4-D and 0.5 mg/L BAP.
Conclusion: The results showed that improved varieties of Silybum marianum, such as the Hungarian genotype, produced higher levels of bioactive compounds compared to native ecotypes. In the production of these compounds, the type of micro-sample played a more critical role than the size and type of callus derived from it. Specifically, the hypocotyl micro-sample, which produced small, non-embryogenic calluses, yielded a higher percentage of effective substances compared to the cotyledon, which produced larger, embryogenic calluses. Additionally, lower concentrations of auxin and cytokinin hormones were more effective than higher concentrations in promoting the production of bioactive compounds. |