نقش كيتوزان در افزايش توليد فلاونوليگنان‏ها در كشت ريشه‏هاي مويين خار مريم (Silybum marianum)

The role of Chitosan (low molecular weight) on elevation of flavonolignans production in Silybum marianum hairy root culture

هدف: اثرات غلظت‏هاي مختلف كيتوزان (با وزن مولكولي كم) به‏عنوان اليسيتور، بر رشد و توليد سيلي‏مارين و شاخص‏هاي بيوشيميايي در ريشه‏هاي مويين گياه خار مريم بررسي شد. مواد و روش‏ها: غلظت‏هاي مختلف كيتوزان (0، 5، 10، 20 و 30 ميلي‏گرم در 50 ميلي‏ليتر محيط كشت) به محيط كشت ريشه‏هاي مويين خار مريم (30 روزه) اضافه شد و نمونه برداري 12 ، 24، 48، 72، 96 و 120 ساعت پس از تيمار انجام شد. مقدار سيلي‏مارين، فعاليت آنزيم‏هاي گاياكول پراكسيداز، آسكوربات پراكسيداز و ميزان H2O2 در نمونه‏ها اندازه‏گيري شد. نتايج: بيشترين وزن خشك 48 و 96 ساعت پس از اعمال 10 ميلي‏گرم كيتوزان در محيط كشت مشاهده شد. تجمع سيلي‏مارين نيز به‏طور قابل ملاحظه‏اي از 37/0 در نمونه‏هاي شاهد، به  mg g-1 DW 1/19 در نمونه‏هاي تيمار شده رسيد، كه 1/4 برابر بيشتر از نمونه‏هاي كنترل بود. گاياكول پراكسيداز به‏وسيله كيتوزان فعال شد و 120 ساعت پس از تيمار به بيشترين ميزان خود رسيد ∆OD g-1 FW min-1) 21/86(، كه 2/2 برابر بيشتر از كنترل  بود. روند افزايشي فعاليت آنزيم آسكوربات پراكسيداز تا 96 ساعت پس از اعمال ادامه پيدا كرد (∆ODg-1 FW 5/14). نتيجه گيري: نتايج نشان داد كه اين اليسيتور، باعث افزايش تجمع سيلي‏مارين مي‏شود. افزايش فعاليت آنزيم‏ها در نتيجه افزايش مهار راديكال‏هاي آزاد اتفاق مي‏افتد و مبين واكنش به تنش‏هاي اعمال شده توسط كيتوزان است.

Aim: The effect of chitosan (low molecular weight) as elicitor was evaluated on silymarin production and biochemical factors in hairy root cultures of Silybum marianum. Material and methods: Different concentrations of chitosan (0, 5, 10, 20 and 30 mg/50 ml  of culture media) was added to hairy root cultures of S. marianum (30 days) and sling  were carried out after 12, 24, 48, 72, 96 and  120 hours. The silymarin level, activity of guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase as well as concentration of H2O2 were determined in the sles. Results: The results indicated that the highest dry weight was in cultures treated with 10 mg /50 ml culture chitosan after 48 and 96 h. Silymarin production was significantly increased from 0.37 in control to 1.19 mg g1 dry weight in the treated sles, at which the increased level was 1.4fold higher than the control. Guaiacol peroxidase was activated by chitosan and reaching a pick after 120 h (21.86 ∆OD g1FW min1) which was 2.2 fold higher than the control. The ascorbate peroxidase activity kept increasing until 96 h after elicitation (5.14 ∆ODg1FW). Conclusion: The results showed that the silymarin production has been promoted by chitosan (low molecular weight). Increased of enzymes activity occurs as a result of free radical elimination and represents a reaction to chitosan as a stress factor.