افزايش توليد متابوليت‎هاي ثانوي گياهي با استفاده از اليسيتورهاي زيستي

Increasing the Production of Plant Secondary Metabolites Using Biotic Elicitors

گياهان گروه بزرگ و متنوعي از تركيبات آلي به‎نام متابوليت‎هاي ثانوي را توليد مي‎كنند كه توسط انسان به‌‎عنوان تركيب دارويي مصرف مي‌شوند. طبق برآوردهاي صورت گرفته در سال‌هاي اخير، ارزش بازارهاي جهاني داروهاي گياهي كه شامل گياهان دارويي و فرآورده‌هاي آن‎هاست، همواره با رشد قابل توجهي رو به افزايش بوده است. با توجه به اينكه بخش اعظم بازار گياهان دارويي دنيا، به توليد و عرضه متابوليت‌هاي ثانوي مشتق از اين گياهان مربوط مي‌شود، لذا متابوليت‌‌هاي ثانوي گياهي از ارزش اقتصادي و همچنين ارزش افزوده بسيار بالايي برخوردار هستند و سنتز شيميايي اين متابوليت‎ها معمولا پيچيده و پرهزينه مي‎باشد. بنابراين توليد متابوليت‎ها با روش‎هاي مختلف زيست فناوري از جمله كشت سلولي گياه، راه جايگزين سودمندي است. دست ورزي محيط‎هاي كشت سلولي با استفاده از اليسيتورهاي زيستي يكي از راهكارهاي مهم جهت القاي متابوليسم ثانوي و افزايش توليد متابوليت‎هاي ارزشمند مي‎باشد. اليسيتورهاي زيستي از طريق فعال كردن مكانيسم‎هاي دفاعي باعث القاي تشكيل متابوليت‎هاي ثانوي و پاسخ هاي فوق حساسيتي مي‎شوند. تشخيص مولكولي و برهمكنش بين اليسيتور و گيرنده‎هاي گياه فرايند پيچيده اي است كه براي انتقال پيام اليسيتور ضروري است. به‎دنبال درك اليسيتور پاسخ‎هاي دفاعي سريع در سلول گياهي نظير افزايش جريانات يوني از عرض غشاي پلاسمايي، توليد انواع اكسيژن واكنش‎گر (ROS)، فعال سازي ژن‎هاي مربوط به دفاع، تغييرات ساختاري در ديواره سلولي و سنتز فيتوآلكسينها اتفاق مي‎افتد. در اين مطالعه جنبه هاي مختلف امكان افزايش توليد متابوليت‎هاي ثانوي در كشت سلول گياهان با استفاده از اليسيتورهاي زيستي مورد بررسي قرار گرفته است.

Plants produce a big group of secondary metabolites which are used as medicinal compounds. According to recent estimates, global market value of herbal medicines, including medicinal plants and their products, significantly has been increasing. Considering to the fact that most of the world market for medicinal plants, production and supply of secondary metabolites derived from these plants are concerned and the plant secondary metabolites are of high economic value. Chemical synthesis of these metabolites is an expensive process. So production of metabolites by different biotechnological methods such as cell culture is a useful alternative. Molecular recognition and elicitor-plant receptors interaction is a complex process requiring for signal transduction. Biotic elicitors induce secondary metabolites and hypersensitive responses by activation of defense mechanisms. Manipulation of cell culture media by elicitors is an important strategy for inducing secondary metabolism and production of valuable metabolites. Molecular recognition and elicitor-plant receptors interaction is a complex process requiring for signal transduction. Following perception of elicitor signals, rapid defense responses can be organized as follows: increase of ionic currents across the plasma membrane, reactive oxygen species (ROS) production, activation of defense gene expression, structural changes in the cell wall and phytoalexin production. In this study, different aspects of increasing the production of secondary metabolites in cell culture of plants by biotic elicitors is investigated. Keywords: Biotic elicitor, Cell culture, Secondary metabolite