Other language title :
افزايش شدت رشد، مقدار ليگنين و شيكونين در گياه اونوسما (.Onosmna dichroantha Boiss) تحت تأثير سيليكون
Title of article :
Increased Growth Rate, Lignin, and Shikonin Levels in Onosma dichroantha Bioss. as Affected by Silicon Treatment
Author/Authors :
Koolabadi, Z Department of Biology - Faculty of Sciences - Golestan University, Gorgan, Islamic Republic of Iran , Bagherieh Najjar, M.B Department of Biology - Faculty of Sciences - Golestan University, Gorgan, Islamic Republic of Iran , Abdolzadeh, A Department of Biology - Faculty of Sciences - Golestan University, Gorgan, Islamic Republic of Iran
Abstract :
Onosma dichroantha Boiss. is a local medicinal herb in Iran, belonging to the
Boraginaceae family that is used mainly for wound healing due to the presence of
shikonin in its root cortex. Optimization of Onosma spp. in vitro cultures and shikonin
production is encouraged as an alternative to harvesting the plant from its natural
habitats. The present study evaluates the growth rate, several biochemical properties, and
shikonin content of O. dichroantha plants treated with various concentrations of silicon (in
the form of potassium silicate) in a hydroponic medium. Silicon application up to 0.5 mM
increased the fresh mass, chlorophyll a/b, carotenoids, soluble proteins in shoots, and the
lignin content in roots; however, phenolic compound contents were not significantly
affected. In addition, silicon nutrition increased catalase and soluble ascorbate peroxidase
activities, whereas polyphenol oxidase activity was not affected in roots and shoots.
Interestingly, the shikonin content of O. dichroantha roots treated with increased
concentrations of Si was 2-fold higher than that in the control plants, while the activity of
phenylalanine ammonia lyase, a key enzyme in shikonin biosynthesis, was not affected.
This suggests that the observed increase in shikonin in response to the silicon treatment
could be due to increased stability or more accumulation sites of shikonin in roots. These
data may be used for improvement of shikonin production in cell cultures of O.
dichroantha under experimental or industrial conditions.
Farsi abstract :
اونوسما (Onosma dichroantha Boiss.) يك گياه دارويي محلي اونوسما متعلق به خانواده گاوزبانيان است كه به علت داشتن ماده شيكونيم در پوست ريشه از دير باز در ايران براي درمان زخم مورد استفاده قرار گرفته است. بهينه سازي كشت درون شيشه اي اونوسما و توليد شيكونين به عنوان روشي جايگزين براي برداشت بي رويه گياه از محيط طبيعي داراي اهميت بسزايي است. مطالعه حاضر، شدت رشد، برخي خواص بيوشيميايي و محتوي شيكونين گياه او نوسما (dichroantha .0) تحت تأثير غلظت هاي مختلف سيليكون به فرم سيليكات پتاسيم را در محيط كشت هيدروپونيك بررسي نموده است. كاربرد سيليكون تا غلظت 0/5 ميلي مولار، وزن تر، كلروفيل a /b كاروتنوئيدها و پروتئين محلول بخش هوايي و شيكونين ريشه گياه را افزايش داد، ليكن محتوي تركيبات فنلي تغيير معني داري نداشتند به علاوه تغذيه Si فعاليت آنزيم هاي كاتالاز و آسكوربات پراكسيداز محلول را افزايش داد، در حاليكه فعاليت آنزيم پلي فنل اكسيداز در ساقه و ريشه تغييري نداشت. جالب توجه اينكه، محتوي شيكونين ريشه گياه dichroantha .0 تحت تأثير سيليكون حدود دو برابر بيشتر از مقدار آن در گياه كنترل بود، در حاليكه فعاليت آنزيم فنيل آلانين آمونيا لياز (يك آنزيم كليدي در مسير بيوسنتز شيكونين) تغييري نيافته بود. اين مشاهدات پيشنهاد مي كند افزايش مقدار شيكونين تحت تأثير تيمار سيليكون به علت افزايش پايداري شيكونين و يا افزايش محلهاي تجمع آن در ريشه حاصل شده است. تصور مي شود داده هاي حاصل براي بهبود توليد شيكونين در كشت سلولي گياه اونوسما در مقياس ازمايشگاهي و يا صنعتي كاربرد داشته باشد.
Keywords :
Potassium silicate , Medicinal plants , Phenylalanine ammonia lyase , Cell culture , Boraginaceae