كاربرد اليسيتورهاي نانويي براي توليد آلوئين در سوسپانسيون سلولي گياه آلوئه‌ورا (Aloe vera L.)

Application of nano-elicitors to produce aloin in cell suspension of Aloe vera L.

   نانوذرات به علت داشتن ویژگی‌های انحصاری بیولوژیكی و فیزیكوشیمیایی، ورود گسترده‌ای به دنیای بیولوژی و كشاورزی داشته‌اند. نانوذرات نقره (Nano-Ag) در حال حاضر بالاترین سطح استفاده در نانوتكنولوژی را به خود اختصاص داده‌است. نانوذره دی‌اكسیدتیتانیوم (Nano-TiO2) به‌عنوان یكی از نانوبلورهای نیمه‌هادی اكسیدفلزی، جایگاه ویژه‌ای در جهان صنعتی امروز یافته است. در این مطالعه از این دو نانوذره ارزشمند در كشت سلولی آلوئه‌ورا استفاده شد. دست‌ورزی محیط‌های كشت سلولی با استفاده از الیسیتورهای غیرزیستی یكی از راهكارهای مهم برای افزایش تولید متابولیت‌های ثانویه ارزشمند است. آلوئین به‌عنوان مهمترین متابولیت ثانویه موجود در آلوئه‌ورا یك تركیب آنتراكینونی بوده كه دارای خواص ضدمالاریایی، ضدقارچی، ضدباكتریایی و ضدویروسی می‌باشد. با توجه به كاربردهای فراوان این ماده در صنایع مختلف در این تحقیق از نانوالیسیتورها به‌منظور افزایش آلوئین در كشت سوسپانسیون سلولی آلوئه‌ورا استفاده شد و نتایج آن در پنج بازه زمانی مختلف توسط دستگاه كروماتوگرافی مایع با كاركرد عالی (HPLC) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد كه نانو نقره طی 48 ساعت پس از اعمال تیمار باعث افزایش آلوئین به میزان 7/43% شده، سپس این میزان تا رسیدن به سطح كنترل كاهش یافت. نانو دی‌اكسیدتیتانیوم نیز در 48 ساعت اولیه موجب افزایش میزان آلوئین به میزان 6/11% شده اما پس از آن میزان تولید آلوئین كاهش یافت، به‌طوری كه در 168 ساعت پس از اعمال تیمار به میزان 8/8% نسبت به كنترل كاهش نشان داد. با توجه به نتایج حاصل می‌توان گفت كه وجود نانوالیسیتورها می‌تواند بر تنظیم مسیر تولیدی آلوئین در گیاه آلوئه‌ورا مؤثر باشد.

Due to the exclusively biological and physicochemical characteristics of nanoparticles, they are widely used in biology and agriculture. Currently, silver nanoparticles (Nano-Ag) have wide application in nanotechnology. Nano-TiO2 as a semiconductor metal oxide nanocrystal has a special position in industrial world. The mentioned nanoparticles were used in cell culture of Aloe vera. In this study, the effects of nano-elicitors including Nano-Ag and Nano-TiO2 were investigated on cell suspension culture of Aloe vera. Manipulation of cell culture media by abiotic elicitors is an important way for inducing production of valuable metabolites. Aloin is the major anthraquinone compound found in Aloe vera. It has antimalarial, antifungal, antibacterial, and antiviral properties. The induced callus by elicitors was collected in five periods and analyzed by HPLC (High-performance liquid chromatograghy). Results showed that Nano-Ag caused to increased content of aloin to 43.7% within 48 hours and then this amount was reduced to the control level. Nano-Tio2 caused to increased content of aloin to 11.6% in 48 hours after elicitation; however, 168 h after treatment, it was reduced to 8.8% as compared to the control. Results suggest that nanoelicitors can regulate the production of Aloin in Aloe vera.