تاثير اليسيتورهاي جاسمونيك اسيد و متيل جاسمونات بر ميزان تروپان آلكالوئيدهاي آتروپين و اسكوپولامين در ريشه هاي مويين و ريشه هاي حاصل از كشت بافت گياه Hyoscyamus niger L

Effects of methyl jasmonate and jasmonic acid elicitors on the production of tropane alkaloids (atropine and scopolamine) in hairy roots and in vitro roots cultures of hyoscyamus niger L

تروپان آلكالوئيدها نقش حياتي در كنترل بيماري‌هايي چون شوك سمي و سپتيك دارند. در اين تحقيق، اثرات اليسيتورهاي متيل جاسمونات و جاسمونيك اسيد بر ميزان آلكالوئيدهاي آتروپين و اسكوپولامين در ريشه‌هاي حاصل از كشت بافت و ريشه مويين صورت گرفت. بنابراين، ريشه‌ها، تحت تاثير اين اليسيتورها با غلظت‌هاي 0، 0/1، 1، 2 و 4 ميلي‌مولار و هر يك در تيمارهاي زماني 24، 96 و 168ساعت كشت شدند. در نهايت ميزان تروپان آلكالوئيدها با استفاده از HPLC سنجش و مقايسه شدند. همچنين سرعت رشد ريشهها نيز در اين تيمارها مورد بررسي قرار گرفت. بيشترين مقدار آتروپين و اسكوپولامين در ريشه‌هاي حاصل از كشت بافت، به ترتيب در غلظت 1 و 0/1 ميلي‌مولار متيل جاسمونات و پس از گذشت 96 ساعت مشاهده شد. در ريشه‌هاي مويين نيز بيشترين مقدار آتروپين و اسكوپولامين در غلظت 2 ميلي‌مولار متيل جاسمونات و 96 ساعت تيماردهي مشاهده شد. در مورد جاسمونيك اسيدها نيز در ريشه‌هاي حاصل از كشت بافت، بيشترين مقدار آتروپين و اسكوپولامين در غلظت 4 ميلي‌مولار و به ترتيب پس از گذشت 24 و 96 ساعت مشاهده شد. مقدار اسكوپولامين در اين غلظت نسبت به شاهد 8 برابر افزايش (499/3 ميكرو‌گرم بر گرم وزن خشك) نشان داد. در ريشه‌هاي مويين نيز بيشترين مقدار دو تروپان آلكالوئيد در غلظت 2 ميلي‌مولار و 96 ساعت تيماردهي مشاهده شد. بطور كلي، نسبت آتروپين به اسكوپولامين در ريشه‌هاي مويين بيشتر بود، در حالي‌كه در ريشه هاي حاصل از كشت بافت نسبت اسكوپولامين به آتروپين بيشتر بود. همچنين رشد ريشهها در هر دو اليسيتور با افزايش غلظت، كاهش يافت.

The tropane alkaloids have played a role in controlling the toxic and septic shock diseases. In this research, the effects of methyl jasmonate (MJ) and jasmonic acid (JA) on the production of alkaloids, atropine and scopolamine, were studied in in vitro and hairy roots cultures of Hyoscyamus niger L. Roots were cultured on medium containing concentrations of MJ and JA (0, 0. 1, 1, 2 and 4 mM) in different exposure times (24, 96 and 168 hours).Then, the production of these alkaloids were assayed by HPLC method. Additionally, root growth index was analyzed in these treatments. The most significant contents of atropine and scopolamine in in vitro roots were in 1 and 0.1 mM MJ after 96 h respectively. In hairy root, atropine and scopolamine reached their highest points after dealing with 2 mM MJ on the day 4. As regard jasmonic acid, The highest contents of atropine and scopolamine were in in vitro roots with 4 mM after 24 and 96 hours respectively. Treatment with 4 mM JA soared scopolamine production up to 8 times as high as the control, with 499.3 µg/g D. W. In hairy roots, treatment with 2mM JA and 96 hours had by far the most proportion of atropine and scopolamine. Generally, atropine content in hairy roots was considerably higher compared to those contents in in vitro roots. In contrast, scopolamine content in in vitro roots higher compared to those contents in hairy roots. Additionally, with increasing of elicitors concentrations, the root growth rate decreased.