بررسی تولید اسید شیکوریک از طریق بهینه سازی کشت ریشه های مویین و القای پلی پلوئیدی در گیاه سرخارگل (echinacea purpurea l.)

سرخارگل (echinacea purpurea l.) (22x=2n=2)، یکی از مهمترین گیاهان دارویی مورد استفاده در صنایع داروسازی بیشتر کشورهای توسعه یافته می باشد. مهمترین مواد موثره سرخارگل مشتقات اسید کافئیک به ویژه اسید شیکوریک می باشد. اسید شیکوریک خاصیت آنتی اکسیدان، تقویت کنندگی سیستم دفاعی بدن و بیگانه خواری داشته و از تکثیر ویروس ایدز جلوگیری می کند. دوره رشد طولانی مدت و محدودیت های محیطی، تولید دارو از گیاه سرخارگل را مشکل نموده است. کشت ریشه های مویین که دارای پایداری ژنتیکی بوده و رشدی سریع و مداوم دارد، جایگزینی مناسب برای تولید متابولیت های ارزشمند ثانویه می باشد. همچنین یکی دیگر از راهکار ها برای افزایش مقدار ماده خشک و تولید متابولیت های ثانویه با ارزش گیاهی، القای پلی پلوئیدی می باشد. هدف از اجرای این تحقیق، بررسی امکان افزایش تولید اسید شیکوریک از طریق بهینه سازی القاء و کشت ریشه های مویین و نیز تغییر در سطح پلوئیدی گیاه سرخارگل می باشد. به منظور به دست آوردن گیاهان تتراپلوئید سرخارگل، ریشه گیاهچه های دو برگی در محلول کلشیسین 25/0% (w/v) به مدت 24، 48، 72، 96 وh 168 تیمار شدند. سطح پلوئیدی گیاهان، با شمارش کروموزومی سلول های مریستم ریشه تعیین و توسط آنالیز فلوسایتومتری تأیید شدند. القای گیاهان تتراپلوئید در گیاهچه هایی که به مدت 24، 48 و h 72 با کلشیسین تیمار شدند، اتفاق افتاد. ویژگی های مرفولوژی، فیزیولوژی، سیتولوژی و فیتوشیمیایی گیاهان سرخارگل دیپلوئید و تتراپلوئید مقایسه شدند. نتایج نشان داد که اندازه روزنه، دانه گرده، بذر و گل گیاهان تتراپلوئید بزرگتر شده اند. علاوه بر این، تعداد کلروپلاست در سلول های نگهبان، میزان کلروفیل های a، b، b+a، کاروتنوئیدها و نیز عرض و ضخامت برگ در تتراپلوئیدها افزایش یافت. با این حال، فراوانی روزنه، شاخص سطح برگ، ارتفاع بوته و بازده کوانتومی فتوسیستم ii در گیاهان تتراپلوئید کمتر از دیپلوئیدها بودند. نتایج آنالیز کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (hplc) نشان داد که برگ های گیاهان تتراپلوئید نسبت به گیاهان دیپلوئید، اسید شیکوریک (45%) بیشتری تولید کردند. در این پژوهش، ترکیب محیط کشت، شرایط مختلف محیطی برای القاء و رشد و نمو مطلوب ریشه های مویین و در نتیجه تولید ماده خشک و اسید شیکوریک نیز بهینه گردید. اثر غلظت‏های مختلف نمک های kno3، cacl2 و mgso4محیط کشت روی رشد ریشه های مویین سرخارگل و تولید اسید شیکوریک از آن ها بررسی شد. همچنین، اثر 14 نوع محیط کشت، 10 غلظت ساکارز، تعداد دور در دقیقه شیکر، نور و تاریکی، اندازه اینوکلوم و انواع ترکیب هورمونی بر تولید ریشه های مویین بررسی شد. به علاوه در این تحقیق، اثر محرک های غیر زنده و زنده متیل جاسمونات، اسید سالسیلیک، عصاره مخمر و عصاره قارچ fusarium graminearum در غلظت ها و مدت زمان های مختلف بر تولید اسید شیکوریک در کشت ریشه های مویین سرخارگل بررسی شدند. تمام محرک ها سبب تحریک تولید اسید شیکوریک شدند. بیشترین میزان اسید شیکوریک (mg g-1 dw 61/24) در تیمار mµ 50 متیل جاسمونات به مدت h 72 تولید شد که 97/5 برابر بیشتر از شاهد می باشد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش مدت زمان تیمار بیش از h 72 میزان تولید اسید شیکوریک در سرخارگل کاهش می یابد.