تقويت توليد تاكسول در كشت سوسپانسيون سلولي فندق (Corylus avellana L.) از طريق تركيب محرك و پيش‌ماده

Enhanced Taxol production in cell suspension cultures of hazelnut (Corylus avellana L.) by combination of elicitor and precursor

كشف تولید تاكسان‌ها در فندق (Corylus avellana L.) و كشت‌های سلولی آن علایق و امیدهای زیادی را برای مطالعه و كاربرد كشت سوسپانسیون سلولی فندق به‌عنوان یك راهكار زیست‌فناوری برای تولید تاكسول و سایر تاكسان‌ها ایجاد كرده است. در این تحقیق، تأثیر تنظیم‌كننده‌های رشد گیاهی (سطوح مختلف 2,4-D و NAA در تركیب با Kin و BAP) بر رشد كشت‌های سلولی فندق و تأثیر تركیب محرك‌ (متیل جاسمونات 100 و 150 میكرومولار، كیتوسان 30 و 60 میلی‌گرم در لیتر و امواج فراصوت 1 و 2 دقیقه) و پیش‌ماده (آمینوبنزوئیك اسید 10 و 20 میلی‌گرم در لیتر و فنیل‌آلانین 1 و 2 میلی‌مولار) بر تولید تاكسول در كشت سوسپانسیون سلولی بررسی شد. نتایج نشان داد كه تیمارهای تنظیم‌كننده رشدی، رشد سلول فندق را در كشت سوسپانسیون به‌طور معنی‌داری تحت تأثیر قرار داد. رشد سلول‌ها در محیط كشت MS حاوی یك میلی‌گرم در لیتر 2,4-D و 5/0 میلی‌گرم در لیتر بنزیل آمینوپورین (BAP) و 150 میلی‌گرم در لیتر آسكوربیك اسید در مقایسه با سایر تیمارها به‌طور معنی‌داری بیشتر بود. بین تیمارهای محرك نیز از نظر رشد و زنده‌مانی سلولی، EC و pH محیط كشت و تولید تاكسول اختلاف معنی‌داری وجود داشت. به‌طور كلی، اعمال تیمارهای محرك در مقایسه با تیمار شاهد (بدون محرك)، موجب كاهش تكثیر و رشد سلولی شده ولی میزان تاكسول را به‌طور معنی‌داری افزایش داد. بیشترین مقدار تاكسول (27/15 میلی‌گرم در لیتر) در تیمار دو دقیقه امواج فراصوت و 20 میلی‌گرم در لیتر آمینوبنزوئیك اسید در ریزنمونه بذر بدست آمد كه 78/132 برابر بیشتر از مقدار تاكسول در تیمار شاهد بود.

The discovery of taxanes production in hazelnut (Corylus avellana L.) and its cell cultures has generated considerable interest and hopes for studying and utilization of cell suspension culture of hazelnut as a biotechnological approach to the taxol production.  In this research, the effects of plant growth regulators (different levels of 2,4-D, NAA, Kin and BAP) on hazelnut cell culture growth, and effects of elicitor (methyl jasmonate, chitosan and ultrasonund) and precursor (aminobenzoic acid and phenylalanine) combination on taxol production in cell suspension cultures were investigated. The results revealed that hazelnut cell growth in suspension cultures was significantly influenced by growth regulators treatments. Cell growth in MS medium containing 1 mg/l 2,4-D, 0.5 mg/l BAP and 150 mg/l ascorbic acid was significantly higher than other treatments. The cell growth and viability, EC and pH of medium and taxol production were significantly different between elicitor treatments. Overall, elicitor treatments inhibited cell proliferation but significantly increased the taxol production compared to the control (without elicitor). The highest taxol content (15.27 mg/l) was obtained with 2 min US and 20 mg/l aminobenzoic acid treatment in the cells derived from seed explants, which was about 132.78- fold of control.