نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد بیوشیمی، گروه زیست فناوری مواد غذایی، پژوهشکده علوم و صنایع غذایی، مشهد

2 استادیار گروه زیست فناوری مواد غذایی، پژوهشکده علوم و صنایع غذایی، مشهد

3 استادیار گروه بیوشیمی، دانشگاه پیام نور، مشهد

چکیده

در این پژوهش به‌منظور افزایش تولید کومین آلدئید به روش کشت سلولی تعلیقی از سیستم کشت توأم سلولی دو گیاه زیرۀ سیاه کوهی  [Boiss] Bunium persicum  و زیرۀ سیاه اروپایی  L. Carum carvi استفاده شد. براین‌اساس بذور دو گیاه در یک محیط کشت ساده و در شرایط دمایی 4 و 25 درجه سانتی‌گراد جوانه‌زنی انجام دادند. جهت القای کالوس از بذر جوانه زدۀ دو گیاه در محیط کشت جامد MS استفاده شد. سپس برای رسیدن به حداکثر بیوماس سلولی در محیط کشت جامد MS، غلظت‌های مختلف ساکارز 6-1 درصد موردِبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که غلظت 3 درصد ساکارز پس از 2 هفته به حداکثر وزن تر سلول به میزان 0/21 گرم می‌رسد. پس از استقرار کشت تعلیقی سلولی هر کدام از گیاهان به­طور جداگانه، سلول‌های حاصل از کشت تعلیقی دو گیاه زیرۀ سیاه کوهی و زیرۀ سیاه اروپایی به نسبت درصدهای مختلف (75:25، 50:50، 75:25، 100:0) با یکدیگر مخلوط شده و روی شیکر در شرایط محیطی همانند مرحلۀ کشت کالوس قرار گرفتند. اندازه‌گیری کومین آلدئید به روش کروماتوگرافی گازی از عصارۀ حاصله  از نمونه‌های کشت توأم سلولی  طی 7 هفته مشخص نمود که بیشترین میزان تولید کومین آلدئید در تمام نسبت درصدها مربوط به ترکیب 25 درصد زیرۀ سیاه کوهی و 75 درصد زیرۀ سیاه اروپایی به میزان 23/1 میلی‌گرم در 100 گرم در هفته پنجم می‌باشد که در مقایسه با زیرۀ سیاه کوهی که 7/61 میلی‌گرم در 100 گرم بود در همین مدت سه برابر افزایش تولید را نشان می‎دهد. همچنین کمترین میزان کومین آلدئید در این ترکیب مربوط به هفته اول بود.

کلیدواژه‌ها

اصغری، غ.، قنادی، ع. و همتیان، س. 1385. تولید بتاکربولین آلکالوئیدها در کشت سوسپانسیون سلولی مخلوط دو گیاه اسپند و عطرسنگ. مجله پزشکی هرمزگان، 10(2):137-143.

خسروی، م. 1384، دیدگاه‌های اگرواکولوژی و اقتصادی کشت مخلوط زیرۀ سیاه با زعفران و گیاهان یکساله. پایان‌نامه دورۀ دکتری، دانشگاه فردوسی مشهد.

زیارت‌نیا، س.م. 1379. جنین‌زایی زیرۀ سیاه (Bunium persicum). گزارش نهایی طرح پژوهشی، سازمان پژوهشی علمی و صنعتی ایران، مرکز خراسان.

شریفی، م. و پوراسماعیل، م. 1382. بررسی اثر برخی ترکیبات شیمیایی بر رفع خفتگی و القای جوانه‌زنی در دانۀ زیرۀ سیاه [Bunium Persicum (Boiss.) Fedtsch.]. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، 10(2):33-41.

طاهرخانی، پ.، نوری، ن.، آخوندزاده‌بستی، ا.، گندمی‌نصرآبادی، ح. و علی‌محمدی، م. 1394. ارزیابی فعالیت ضدمیکروبی اسانس زیرۀ سیاه کرمانی (Bunium persicum Bioss.) در سامانۀ پنیر گودا. فصلنامه علمی پژوهشی گیاهان دارویی، 54(2):76-85.

قهرمان، ا. 1372. فلور رنگی ایران. جلد دوم، انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، 1405 صفحه.

کوهستانی، س.، رنجبر، غ.، باقی‌زاده، الف. و باباییان‌جلودار، ن. 1386. مقایسه کمی و کیفی ترکیب‌های شیمیایی اسانس (Bunium persicum Boiss.) در سه رویشگاه مختلف. دومین همایش ملی زیست‌شناسی سلولی و مولکولی، 9-10 بهمن ماه، کرمان.

مقتدر، م.، ایرج‌منصوری، ع.، سالاری، ح. و فرهمند، الف. 1388. شناسایی ترکیب‌های شیمیایی و بررسی اثر ضدمیکروبی اسانس بذر زیره  (Bunium persicum Boiss.). فصلنامه علمی پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 25(1):20-28.

Baldi, A., Jain, A., Gupta, N., Srivastava, A.K., & Bisaria, V.S. 2008. Co-culture of arbuscular mycorrhiza-like fungi (Piriformospora indica and Sebacina vermifera) with plant cell of Linum album for enhanced production of podophyllotoxins: a first report. Biotechnology Letter, 30(9):1671-1677.

Baser, K.H.C., Özek, T., Abduganiev, B.E, Abdullaev, U.A., & Aripov, K.N. 1997 .Composition of the essential oil of Bunium persicum (Boiss.) B. Fedtsch. From Tajikistan. Journal of Essential Oil Research, 9(5):597-598.

Goers, L., Freemont, P., & Polizzi, K.M. 2014. Co-culture systems and technologies: taking synthetic biology to the next level. Journal of the Royal Society Interface, 11(96):1-13.

Goleniowski, M.E., Silva, G.L., & Trippi, V.S. 1990. Sesquiterpene lactone production in callus culture of Ambrosia tenuifolia. Phytochemistry, 29(9):2889-2891.

Li, R., & Jiang, Z.T. 2004. Chemical composition of the essential oil of Cuminum cyminum L. from China. Flavour and Fragrance Journal, 19(4):311-313.

Li, Y.C., Tao, W.Y., & Cheng, L. 2009. Paclitaxel production using co-culture of Taxus suspension cells and paclitaxel-producing endophytic fungi in a co-bioreactor. Applied Microbiology and Biotechnology, 83(2):233-239.

Lin, H.W., Kowk, K.H., & Doran, P.M. 2003. Production of podophyllotoxin using cross-species coculture of Linum flavum hairy roots and Podophyllum hexandrum cell suspensions. Biotechnology progress, 19(5):1417-1426.

Luczkiewicz, M., & Koktkiewicz, A. 2005. Co-cultures of shoots and hairy roots of Genista tinctoria L. for synthesis and biotransformation of large amounts of phytoestrogens. Plant science, 169(5):862-871.

Mahony, O.R., Al-Khtheeri, H., Weerasekera, D., Fernando, N., Vaira, D., Holton, J., & Basset, C. 2005. Bactericidal and anti-adhesive properties of culinary and medicinal plants against Helicobacter pylori. World Journal of Gastroenterology, 11(47):7499-7507.

Mohagheghzadeh, A., Gholami, A., Hemmati, S., & Dehshahri, S. 2008. Bag culture: a method for root-root co-culture. Zeitschrift fur Naturforschung. C, Journal of Biosciences, 63(1-2):157-160.

Mohammadpour, H., Moghimipour, E., Rasooli, I., Fakoor, M.H., Alipoor Astaneh, S., Shehni Moosaie, S., & Jalili, Z. 2012. Chemical composition and antifungal activity of Cuminum cyminum L. essential oil from Alborz Mountain against Aspergillus species. Jundishapur Journal of Natural Pharmacetical Products, 7(2):50-55.

Nitoda, T., Fan, M.D., & Kubo, I. 2008. Effects of cuminaldehyde on melanoma cells.  Phytotherapy Research, 22(6):809-813.

Salehi, P., Mohammadi, F., & Asghari, B. 2008. Seed essential oil analysis of Bunium persicum by hydrodistillation-headspace solvent microextraction.  Chemistry of Natural Compounds, 44(1):111-113.

Sedláková, J., Kocourková, B., Lojková, L., & Kubáň, V. 2003. The essential oil content in caraway species (Carum carvi L). Horticultural Science (HORTSCI) (HORTIC SCI), 30(2):73–79.

Sidwa-Gorycka, M., Królicka, A., Kozyra, M., Głowniak, K., Bourgaud, F., & Łojkowska, E. 2003. Establishment of a co-culture of Ammi majus L. and Ruta graveolens L. for the synthesis of furanocoumarins. Plant Science, 165(6):1315-1319.

Subroto, M.A., Kwok, K.H., Hamill, J.D., & Doran, P.M. 1996. Co-culture of genetically transformed roots and shoots for synthesis, translocation, and biotransformation of secondary metabolites. Biotechnology and Bioengineering, 49(5):481-494.

Thappa, R.K., Ghosh, S., Agarwal, S.G., Raina, A.K., & Jamwal, P.S. 1991. Comparative studies on the major volatiles of kalazira (Bunium persicum seed) of wild and cultivated sources. Food Chemistry, 41(2):129–134.

Wu, C.H., Murthy, H.N., Hahn, E.J., & Paek, K.Y. 2008. Establishment of adventitious root co-culture of ginseng and echinacea for the production of secondary metabolites. Acta Physiological Plantarum, 30(6):891-896.

Zhang, L., Yang, B., Lu, B., Kai, G., Wang, Z., Xia, Y., Ding, R., Zhang, H., Sun, X., Chen, W., & Tang, K. 2007. Tropane alkaloids production in transgenic Hyoscyamus Niger hairy root cultures over-expressing putrescine N-methyltransferase is methyl jasmonate-dependent. Plantarum, 225(4):887-896.