تاثیر اجزای دیواره قارچ فوزاریوم (fusarium graminearum) بر بیوسنتز لیگنانها و فعالیت و بیان ژن آنزیمهای کلیدی در گیاه linum album

کتان سفید (linum album kotschy ex boiss.) گیاهی علفی از تیره کتان و یکی از گونه های بومی ایران است که دارای پودوفیلوتوکسین و دیگر ترکیبات لیگنانی می باشد. پودوفیلوتوکسین، لیگنانی است که در گونه های گیاهی معدودی حضور دارد و به دلیل خواص ضد سرطانی اهمیت دارویی زیادی پیدا کرده است. دست ورزی محیط های کشت سلولی با محرک های زیستی به ویژه استفاده از محرک های قارچی، یکی از راهکارهای مهم جهت القای متابولیسم ثانوی و تولید متابولیت های ارزشمند می باشد. همچنین در مطالعات گذشته تاثیر قابل توجه برخی از عصاره های قارچی بر تولید ترکیبات لیگنانی در کشت تعلیقی کتان سفید بررسی شده است. در این پژوهش ابتدا قارچ fusarium graminearum که در مطالعات پیشین بیشترین تاثیر را روی میزان ترکیبات لیگنانی به ویژه پودوفیلوتوکسین داشت، انتخاب گردید. سپس اثر اجزای جدا شده آن از جمله دیواره بر میزان ترکیبات لیگنانی، فنلی (فنل کل - فلاونوئیدها، فلاوونول و لیگنین) و فعالیت و بیان ژن برخی از آنزیم های مهم مسیر فنیل پروپانوئیدی در کشت تعلیقی گیاه l. album مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا سلول های کتان سفید با محیط کشت فیلتر شده و اتوکلاو شده قارچ فوزاریوم (fscf-ascf)، دیواره جدا شده قارچ (acw-fcw) ، الیگومرهای دیواره ای حاصل از فعالیت آنزیم های کیتیناز و گلوکاناز و پلی ساکاریدهای دیواره ای محلول در آب با غلظت های 5/0%، 1% و 2% (v/v) تیمار و با گذشت 5 روز از زمان تیماردهی، سلول ها جهت تعیین بهترین محرک ها و همچنین موثرترین غلظت (غلظت بهینه) آنها برداشت شدند. نتایج نشان داد که به طور کلی محرک ها در اغلب غلظت ها، وزن تر سلول ها را نسبت به سلول های شاهد کاهش دادند و در تیمار acw با غلظت 2 % (v/v) بیشترین کاهش رشد اندازه گیری شد. علاوه بر رشد سلول ها، محرک ها سبب کاهش درصد زنده مانی سلول ها نسبت به شاهد شدند. بیشترین میزان پودوفیلوتوکسین در سلول هایی اندازه گیری شد که با غلظت 1 درصد fcw تیمار شدند (6 برابر میزان پودوفیلوتوکسین در سلول های شاهد). همچنین بررسی لاریسی رزینول و پینورزینول از دیگر لیگنان های مهم کتان سفید نشان داد که تحت تاثیر غلظت 1 درصد (v/v) محرک های fscf و fcw بیشترین افزایش را دارند. بنابراین محرک های fscf و fcw به عنوان محرک های منتخب برگزیده شدند و همچنین غلظت 1 % (v/v) این محرک ها به عنوان غلظت بهینه برای ادامه کار انتخاب شد. در غلظت 1 % (v/v) fscf و fcw میزان لیگنان ها، ترکیبات فنلی و فعالیت و بیان ژن برخی از آنزیم های مهم مسیر بیوسنتزی لیگنان ها در زمان های 3، 5 و 7 روز بعد از افزودن به محیط مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بررسی لیگنان ها در زمان های مختلف بعد از اعمال تیمارها نشان داد، بیشترین میزان ترکیبات لیگنانی در اواسط بازه زمانی و در روز 5 بعد از تیمار مشاهده می شود. همچنین با بررسی سایر ترکیبات به نظر می رسد این محرک ها با گذشت زمان، ضمن کاهش رشد سلول ها و درصد زنده مانی، پاسخ های دفاعی سلول ها را القا نموده و منجر به تولید بیشتر فنل کل، فلاونول کل، فلاونوئیدها و لیگنین شدند. فعالیت آنزیم های فنیل آلانین آمونیالیاز(pal) و سینامیل الکل دهیدروژناز (cad) که در مراحل ابتدایی مسیر بیوسنتزی پودوفیلوتوکسین قرار دارند، بعد از افزودن محرک های قارچی به محیط کشت افزایش یافت که اوج فعالیت آنزیم pal در ابتدای بازه زمانی (روز سوم) مشاهده گردید. همچنین مطالعه بیان ژن ها با روش real-time rt-pcr نشان داد که بیان ژن هایpal ، cad، پینورزینول لاریسی رزینول ردوکتاز (plr) و سینامیل کوآ ردوکتاز (ccr) تحت تاثیر این محرک ها قرار می گیرد.