بررسي اثر ساكارز بر ميزان توليد تروپان آلكالوئيدها و چندين پارامتر بيوشيميايي گياه تاتوره در شرايط كشت درون شيشه اي

Investigation of sucrose effect on tropane alkaloid production and several biochemical parameters of Datura stramonium under in vitro culture condition

گياه تاتوره بعنوان يك گياه دارويي مهم، غني از تروپان آلكالوئيدهاي هيوسيامين و اسكوپولامين بوده و پژوهش هاي گسترده اي در زمينه بهينه سازي شرايط توليد اين تركيبات با ارزش در دنيا در حال انجام مي باشد. در اين پژوهش اثر اليسيتور غيرزيستي ساكارز (15، 30 و 45 گرم در ليتر) بر ميزان وزن تر، توليد تروپان آلكالوئيدهاي اسكوپولامين و هيوسيامين، پروتئين كل و فعاليت آنزيم هاي آنتي اكسيداتيو كاتالاز و گاياكول پراكسيداز تاتوره بررسي شد. ميزان هيوسيامين و اسكوپولامين بوسيله روش كروماتوگرافي مايع با كارايي بالا (HPLC) و غلظت پروتئين كل و فعاليت آنزيم هاي كاتالاز و گاياكول پراكسيداز با روش اسپكتروفتومتري اندازه گيري شد. براساس نتايج، بيشترين ميزان وزن تر (0/82 گرم)، توليد هيوسيامين (5 ميلي گرم در گرم وزن تر)، اسكوپولامين (20 ميلي گرم در گرم وزن تر) و فعاليت كاتالاز (0/5ر اندازه گيري شد اما بيشترين ميزان پروتئين (0/24ميلي گرم در گرم وزن تر) در بخش هوايي گياهچه هاي تيمار شده با ساكارز 30 گرم در ليتر مشاهده شد. بعلاوه، بيشينه فعاليت گاياكول پراكسيداز (1/52 واحد در ميلي گرم پروتئين) تعيين شد. در مجموع، ساكارز با غلظت 45 گرم در ليتر مي تواند محرك خوبي براي افزايش توليد هيوسيامين و اسكوپولامين با ارزش دارويي بالا در گياه تاتوره باشد و به احتمال ساكارز علاوه بر تامين نياز انرژي و منبع كربني موجب تحريك مسير سيگنالي سنتز تروپان آلكالوئيدها شده است.

Datura stramonium as a well-known medicinal plant is rich in tropane alkaloids such as hyoscyamine and scopolamine and currently the vast majority of the studies have been focused on optimization of production conditions of these valuable materials in the world. In this research, the effect of sucrose (15, 30 and 45 g/L) as an abiotic elicitor was investigated on fresh weight (FW), hyoscyamine and scopolamine production, protein content, activity of catalase (CAT) and guaiacol peroxidase (GPX) of D. stramonium. The amount of hyoscumine and scopolamine were measured by highperformance liquid chromatography (HPLC) and spectrophotometery method was applied for studying of total protrin content and activity of CAT and GPX. According to the results, the highest amount of fresh weight (0.82 g), production of hyoscyamine (5 mg/g FW), scopolamine (20 mg/g FW) and CAT activity (0.5 U/mg protein) were recorded on the root of 45 g/L-treated plantlets but the highest amount of protein (0.24 mg/g FW) was observed on shoot of 30 g/L ones. In addition, the maximum GPX activity was determined on root of plantlests treated with 30 g/L sucrose (1.52 U/mg protein). In conclude, the concentration of 45 g/L of sucrose can be a good elicitor to increase production of hyoscyamine and scopolamine with high medicinal value in D. stramonium which probably due to the fact that sucrose does not only act as a carbon and energy source but also induces signaling pathway of tropane alkaloids synthesis.