تاثیر نانوذرات اکسید تیتانیوم بر بیان ژن های درگیر در تولید متابولیت های ثانویه گیاه دارویی پریوش (Catharanthus roseus)

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: گیاه دارویی پریوش با نام علمی Catharanthus roseus، منبع مهم آلکالوئیدهای ضدسرطان و ضدفشار خون است. به دلیل قیمت بالای این متابولیت ­ها و محتوی اندک آنها در گیاه پریوش، تکنیک­ های کشت ­بافت برای افزایش تولید آنها پیشنهاد شده­ اند. بنابراین، این مطالعه با هدف ارزیابی تاثیر نانوذرات اکسید تیتانیوم (TiO۲) بر بیان ژن­ های کلیدی مسیر بیوسنتز ترکیبات فعال مهم دارویی در گیاه پریوش انجام شد. مواد و روش ­ها: از محیط موراشیک و اسکوگ (MS) به عنوان محیط پایه درکنار دو تنظیم ­کننده رشد ۲,۴-D (mg/L ۱) و BAP (mg/L ۰/۵) برای کشت برگ، القاء کالوس و تولید سوسپانسیون سلولی استفاده شد.کشت سوسپانسیون پریوش در پیک رشد سلولی با غلظت­های ۰، ۵۰ و ۱۰۰ میلی­ گرم در لیتر نانوذرات TiO۲ تیمار شد. در ادامه، ۲۴، ۴۸ و ۷۲ ساعت بعد از تیمار، بیان ژن­ های STR، SGD، DAT و PRX با تکنیک Real-Time PCR سنجش شد. از آزمون تترازولیوم نیز جهت سنجش زنده­ مانی سلولی استفاده شد. نتایج: هرچند تفاوت معنی­ داری مابین درصد زنده ­مانی بعد از تیمار ۵۰ و ۱۰۰ میلی­ گرم در لیتر نانوذرات TiO۲ وجود نداشت، با این حال، گذشت زمان (از ۲۴ و ۴۸ ساعت به ۷۲ ساعت) باعث کاهش زنده­مانی سلولی شد. کاربرد غلظت بالاتر نانوذره TiO۲ (از ۵۰ به ۱۰۰ میلی­گرم در لیتر) باعث افزایش بیشتر بیان ژن­ های کلیدی مسیر بیوسنتز ایندول آلکالوئیدهای پریوش شد. این افزایش تا ۴۸ ساعت بعد از تیمار ادامه یافت اما بعد از آن کاهش یافت. بیشترین بیان ژن­ های STR، SGD، DAT و PRX به‎ترتیب با ۲۹۰، ۱۸۶، ۱۹۳ و ۲۸۷ درصد افزایش در ۴۸ ساعت بعد از تیمار ۱۰۰ میلی ­گرم در لیتر نانوذره TiO۲ (به عنوان موثرترین تیمار با بیشترین درصد زنده ­مانی سلولی) بدست آمدند. نتیجه ­گیری: در مواجه با نانوذرات TiO۲، به عنوان یک الیسیتور و عامل تنش­ زا، ابتدا بیان ژن­ های درگیر در بیوسنتز ایندول آلکالوئیدها القاء می­ شود تا دفاع در برابر عامل تنش ­زا حاصل شود و بعد از گذشت زمان و کاهش علائم تنش ­زا (نانوذره)، متعاقبا بیان ژن ­های فوق کاهش می­ یابد. درکل، غلظت ۱۰۰ میلی­ گرم در لیتر TiO۲ و برداشت متابولیت ­ها در ۴۸ ساعت بعد از تیمار را می ­توان به­ عنوان محرک امیدبخش افزایش محتوی ایندول آلکالوئیدها معرفی کرد. با توجه به نتایج، پیشنهاد می­ شود که مکانیزم دقیق درگیر در این افزایش متابولیت مورد بررسی بیشتر قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

Medicinal plant ، Periwinkle ، Secondary metabolites ، Titanium oxide nanoparticles ، پریوش ، گیاه دارویی ، متابولیت ­های ثانویه ، نانوذرات اکسید تیتانیوم