تأثير متيل‌جاسمونات و ساليسيليك اسيد بر توليد بتولين و بتولينيك اسيد در كشت سوسپانسيون سلولي توس (Betula pendula Roth.)

Effects of methyl jasmonate and salicylic acid on production of betulin and betulinic acid in cell suspension of birch (Betula pendula Roth.)

این پژوهش با هدف افزایش تولید بتولین و بتولینیك اسید با استفاده از كشت سوسپانسیون سلولی گیاه توس (Betula pendula Roth.) و محرك‌های متیل‌جاسمونات و سالیسیلیك اسید انجام شد. در این تحقیق ابتدا رشد سلولی طی دوره 16 روزه بررسی شد. سپس دو محرك متیل‌جاسمونات (در غلظت‌های 0، 50،100،150 و 200 میكرومولار) و سالیسیلیك اسید (در غلظت‌های 0،‌ 100، 200، 300 و 400 میكرومولار) به‌طور جداگانه به محیط كشت‌های 8 روزه اضافه شدند و سلول‌ها 1، 2، 3، 5 و 7 روز پس از اعمال تیمارها برداشت شدند. وزن تر، خشك و درصد زنده‌مانی سلول‌ها بررسی شد و میزان بتولین و بتولینیك اسید با استفاده از دستگاه HPLC ارزیابی شد. نتایج بدست آمده افزایش معنی‌دار غلظت‌های مختلف سالیسیلیك اسید و متیل‌جاسمونات را بر میزان ماده مؤثره، وزن تر و خشك سلول‌ها نشان داد. به‌طوری كه حداكثر میزان بتولین (5/2 میلی‌گرم بر گرم وزن خشك) تحت تأثیر غلظت 100 میكرومولار سالیسیلیك، دو روز پس از اعمال تیمار مشاهده شد كه 4 برابر نسبت به شاهد افزایش نشان داد. همچنین در میزان بتولینیك اسید، یك روز پس از اعمال تیمار 200 میكرومولار سالیسیلیك اسید افزایش 5/4 برابری نسبت به شاهد، حدود 5 میلی‌گرم بر گرم وزن خشك مشاهده شد. بیشترین محتوی بتولین تحت تأثیر متیل‌جاسمونات در غلظت 50 میكرومولار، هفت روز پس از اعمال این غلظت، به میزان 3/2 میلی‌گرم بر گرم وزن خشك بدست آمد. همچنین حداكثر سطح بتولینیك اسید در غلظت 100 میكرومولار متیل‌جاسمونات، دو روز پس از اعمال این غلظت به میزان 3 میلی‌گرم بر گرم وزن خشك مشاهده شد. در مجموع تأثیر تیمار سالیسیلیك اسید بر تولید بتولین و بتولینیك اسید به‌طور معنی داری بیشتر از تیمار متیل‌جاسمونات بود.

This study aimed to enhance the production of betulin and betulinic acid using suspension cultures of birch (Betula pendula Roth) and elicitation of the cell cultures by methyl jasmonate (MeJA) and salicylic acid (SA). To do this, at the first step, the cell growth curve was investigated in a 16-day period. Then, two elicitors, namely, MeJA (at final concentration of 0, 50, 100, 150 and 200 µM) and SA (at final concentration of 0, 100, 200, 300 and 400 µM) were separately supplemented to 8-day-old cell cultures and the cells were harvested 1, 2, 3, 5 and 7 days after elicitations. Fresh weight (FW), dry weight (DW) and cell viability were measured. In addition, betulin and betulinic acid content were analyzed using HPLC. The results showed the significant effects of different concentrations of SA and MeJA on metabolites content and FW and DW. Maximum amount of betulin was observed about 4-fold (2.5 mg g-1 DW) higher than the control treatment by addition of 100 µM SA, two days after elicitation. Moreover, betulinic acid content was enhanced about 5 mg g-1 DW, 4.5-fold compared to control, one day after addition of 200 µM SA. Furthermore, the high accumulation of betulin (2.3 mg g-1 DW) was obtained in the elicited cell by 50 µM MeJA, seven days after elicitation. Also, the maximum amount of betulinic acid, about 3 mg g-1 DW, was observed in the cells elicited by 100 µM MeJA, two days after elicitation. Overall, the effect of SA on the production of betulin and betulinic acid was significantly more than the effect of MeJA.