بررسي محتواي تركيب ويتافرين A در توده‌هاي مختلف و كشت‌هاي درون شيشه‌اي گياه پنيرباد (Withania coagulans (Stocks) Dunal)

Evaluation of withaferin A content in different accessions and in in vitro cultures of Withania coagulans (Stocks) Dunal

در طی سال‌های اخیر گیاه پنیرباد (Withania coagulans (Stocks) Dunal)، از خانواده سیب‌زمینیان (Solanaceae)، به‌دلیل دارا بودن تركیب‌های لاكتون‌های استروئیدی موسوم به ویتانولیدها بسیار مورد توجه قرار گرفته است. از میان ویتانولیدها، تركیب ویتافرین A به‌دلیل داشتن ویژگی بازدارندگی رشد تومورهای سرطانی در صنایع دارویی از ارزش قابل توجهی برخوردار می‌باشد. در این پژوهش محتوای تركیب بیولوژیكی ویتافرین A در ریشه 5 توده مختلف گیاه پنیرباد W. coagulans و كشت‌های درون شیشه‌ایآن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور بذرهای توده‌های وحشی در شرایط كنترل‌شده كشت شد. برای القای سوسپانسیون سلولی، كالوس‌های حاصل از ریزنمونه برگ در محیط كشت MS حاوی 3% ساكارز، 8/0% آگار و تركیب هورمونی 2،4-دی كلروفنوكسی استیك اسید (mg/l2,4-D2) همراه با (mg/l5/0) كاینتین (Kin) كشت شدند. برای ریشه‌زایی، دیسك‌های برگی در محیط كشت ½MS همراه با mg/l1 ایندول بوتیریك اسید (IBA) كشت و محتوای ویتافرین A با استفاده از روش TLC و HPLC مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد كه تركیب ویتافرین A در تمام توده‌ها حضور داشته (µg/g DW54/44-01/21) و میان توده‌های مختلف نیز اختلاف معنی‌داری وجود دارد (05/0>p). بیشترین مقدار ویتافرین A (87/1±54/44) در توده USB005 (هیدوچ) مشاهده شد كه این توده برای مطالعات درون شیشه‌ای مورد گزینش قرار گرفت. محتوای ویتافرین A در كشت ریشه‌های درون شیشه‌ای در هفته چهارم µg/g DW67/1±40/21 و در هفته هشتم، پس از دومین واكشت، µg/g DW86/0±73/66 بود كه در مقایسه با كشت سوسپانسیون سلولی (µg/g DW01/2±62/6) افزایش معنی‌داری داشت (05/0>p). به‌طور كلی، محتوای ویتافرین A در كشت ریشه‌های مویین بیش از 5/1 برابر مقادیر موجود در ریشه گیاه كامل و بیش از 10 برابر مقادیر آن در كشت سوسپانسیون سلولی بوده، كه بیانگر توانمندی قابل توجه كشت ریشه‌های مویین در تولید انبوه این تركیب بیولوژیك می‌باشد.

In recent years, W. coagulans (Stocks) Dunal (Fam. Solanaceae) has gained much attention, owing to the presence of a large number of steroidal lactones known as withanolides. Out of the several withanolides isolated from W. coagulans, the biological compound, withaferine A is pharmacologically important that due to the significant and specific therapeutic action in cancer, Parkinson and Alzheimer’s disease. The present study was, therefore, undertaken to make an assessment of withaferin A content in the roots of different accessions of W. coagulans and in in vitro cultures. The seeds of five wild accssesion (USB001-5) were sown in greenhous. The cell suspension cultures were initialized from leaf explants derived callus on Murashige and Skoog (MS) medium, supplemented with 30 gL-1 sucrose (w/v), 2.0mg/l 2,4-D and 0.5 mg/l kinetin (Kin). Adventitious roots were induced directly from leaf segments on half strength MS medium (0.8% agar) with 2 mgl-1 indole-3-butyricacid (IBA) and 30 gl-1 sucrose. The withaferin A content was evaluated by TLC and HPLC method using standard withaferin-A compound. The results showed the presence of withaferin A in all accessions (21.01-44.54 µg/g D.W). In addition, there was significant differences among accession (P<0.05). USB005 was found to have the highest withaferin A content (44.54µg/g D.W) and was selected for in vitro study. The results of in vitro study showed that withaferin A accumulation was higher in adventitious roots (21.40±1.67 in 4 weeks and 66.73±0.86 in 8 weeks old cultures) compared to cell suspension culture (6.62±2.01). Nearly, adventitious root having withaferin A content 10 and 1.5-fold higher when compared with the cell suspension and in vivo roots, respectively. Thus, our study demonstrates the in vitro root cultures potential for large-scale production of withaferin A.