توليد آنتوسيانين در كشت كالوس سيب: اثر منبع نيتروژن و غلظت منيزيم

Anthocyanin Production through Callus Culture of Apple: Effect of Nitrogen Source and Concentration of Magnesium

آنتوسيانين‌ها بدليل توانايي آن‌ها در محافظت انسان در برابر بيماري‌هاي مزمن، توجه زيادي را به خود معطوف ساخته‌اند. توليد آنتوسيانين‌هاي طبيعي از مواد گياهي تازه با محدوديت‌هاي متعددي مواجه است. بنابراين، استفاده از بيوتكنولوژي گياهي جهت توليد آنتوسيانين بدون محدوديت‌هاي ذكر شده مورد توجه قرار گرفته است. از طرف ديگر، برخي از سيب‌هاي زينتي مي‌توانند آنتوسيانين را در اندام‌هاي مختلف خود از جمله بافت كالوس درون شيشه‌اي توليد كنند. در اين تحقيق، به منظور بررسي اثر غلظت‌هاي مختلف منيزيم و منبع نيتروژن محيط كشت بر روي توليد درون‌شيشه‌اي آنتوسيانين ازكالوس يك ژنوتيپ سيب زينتي گوشت قرمز، ابتدا از ريزنمونه‌هاي برگ گياهچه‌هاي درون شيشه‌اي جهت توليد كالوس استفاده گرديده و پس از بدست آوردن كالوس به مقدار مورد نياز، تيمارهاي مورد نظر در قالب طرح كاملا تصادفي با چهار تكرار و چهار نمونه در هر تكرار اعمال گرديد. افزودن منيزيم به محيط كشت ميزان توليد آنتوسيانين را تا سه برابر افزايش داد و بيشترين ميزان آنتوسيانين در بالاترين غلظت منيزيم (40 ميلي‌مولار) مشاهده گرديد. البته در اين غلظت ميزان رشد كالوس‌ها كاهش يافت. تغيير منبع نيتروژن نيز بر توليد آنتوسيانين اثر گذاشت و بهترين منبع نيتروژن براي توليد آنتوسيانين، تركيب آمونيوم 10 ميلي‌مولار بعلاوه نيترات 8/18 ميلي‌مولار و آمونيوم 5 ميلي‌مولار بعلاوه نيترات 25 ميلي‌مولار بود.

Anthocyanins have attracted a great deal of attention due to their capability in protecting humans from chronic diseases. Production of natural anthocyanins from fresh plant material has many limitations. Therefore, the use of plant biotechnology for the production of anthocyanin has been put in focus without such restrictions. From the other hand, some crab apples can produce anthocyanins in their various organs including in vitro-grown calli. In this study, in order to investigate the effect of different concentrations of magnesium and nitrogen source for in vitro production of anthocyanin from callus cultures of a red-fleshed crab apple genotype, leaf explants from in vitro grown seedling was exploited to produce callus. After obtaining sufficient amount of callus, treatments were exerted in a completely randomized design with four replications for each treatment and four explants in each replication. With addition of magnesium to the medium, anthocyanin production increased up to 3 fold and the highest concentration of anthocyanins was observed in the highest magnesium concentration (40 mM). However, at this concentration, the growth rate of calli reduced. Changing the nitrogen source also affected the production of anthocyanins. The best nitrogen source for the production of anthocyanin was the combination of 10 mM ammonium and 18.8 mM nitrate as well as 5 mM ammonium and 25 mM nitrate.