دستورزي كروموزومي گياهان جهت افزايش توليد متابوليت‌هاي ثانويه با ارزش دارويي: چشم‌اندازها و تكنيك‌هاي القا و گزينش گياهان پلي‌پلوييد

Increasing the Production of Valuable Phytopharmaceutical Compounds by Chromosome Manipulation: Perspectives and Techniques of Induction and Selection of Polyploid Plants

پلي‌پلوييدي از فرآيندهاي رايج در سلسله گياهان بوده كه نقش مهمي در تكامل و گونه‌زايي آنها دارد و معمولاً با تغييرات چشمگيري در ريخت‌شناسي، اندازه سلول‌ها و اندام‌ها، الگوي بيان ژن‌ها، ميزان فتوسنتز و تنفس، قابليت باززايي، باروري، بيوشيمي و متابولوم گياهان همراه مي‌باشد. از اين رو در دهه‌هاي اخير پلي‌پلوييدي، بخصوص تتراپلوييدي، به صورت گسترده‌اي در ايجاد تنوع و اصلاح صفات مختلف گياهان به كار گرفته شده است. تنوع و گوناگوني صفات ايجاد شده در اثر القاي پلي‌پلوييدي، وابسته به گونه و ژنوتيپ متفاوت بوده و در برخي موارد نه تنها مفيد نبوده، بلكه زيان‌آور مي‌باشد. اگرچه تتراپلوييدي با كاهش باروري و توليد بذر و در برخي موارد عقيمي همراه مي‌باشد، ولي زماني كه افزايش زيست‌ توده گياهان و غلظت تركيبات دارويي خاص آنها مد نظر است، القاي آن مي‌تواند مطلوب ‌باشد. اتوپلي‌پلوييدي و آلو پلي‌پلوييدي به ترتيب با افزايش محتواي ژني و تجميع آلل‌هاي مفيد يك مسير بيوسنتزي متابوليت‌‌ ثانويه در هيبريد به دست آمده و به عبارتي تكميل ژنتيكي مسير مربوطه و ساير صفات مهم مي‌توانند بهبود توليد را به همراه داشته باشند. با توجه به اهميت داروهاي گياهي و نياز رو به افزايش براي متابوليت‌هاي دارويي - گياهي در كشور، در مقاله حاضر به اثرات گسترده پلي‌پلوييدي بر صفات مختلف و اهميت آن در گياهان دارويي، روش‌هاي كاراي القا و گزينش مستقيم و غيرمستقيم گياهان پلي‌پلوييد پرداخته شده است.

Polyploidy is one of the widespread phenomena in plant kingdom, which has a vital role in evolution and speciation of plants and is usually accompanied by significant changes in morphology, cell and organ size, expression patterns of genes, respiration and phtotosynthesis, regeneration ability, fertility, biochemistry and metabolom of plants. Therefore polyploidy, especially tetraploidy, has been widely applied in modification of various characteristics of plants. The diversity of traits resulted by the induction of polyploidy, depends on the genotype and species and therefore is not always useful. Though tetraploidy usually results in fewer seeds and decrease of fertility but in cases where the increase in biomass or concentration of medicinal compounds is of importance, it can be efficiently applied for breeding of medicinal plants. Autotetraploidy doubles the gene dosage and allotetraploidy collects the useful allels of a biosynthetis pathway in a resulted hybrid and therefore may improve the production of secondary metabolites. According to the importance of herbal medicine and increasing demand for medicinally important secondary metabolites in our country, we describe the effects of polyploidy on various characteristics of medicinal plants and the methods of induction and selection of polyploid plants in this paper.