دستیابی به فیتواستروژن فروتینین موجود در ریشه گیاه کما (Ferula ovina) در شرایط درون شیشه‌ای با تأکید بر حفظ ذخایر ژرم پلاسم

علوم باغبانی

مقاله 13، دوره 32، شماره 4، اسفند 1397، صفحه 641-654   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v32i4.73391

نویسندگان

هدی زارع میرک آباد¹؛ محمد فارسی^{* 1}؛ سعید ملک زاده شفارودی²؛ مهرداد ایرانشاهی³؛ عبدالرضا باقری¹؛ نسرین مشتاقی¹

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²بیرمینگهام انگلستان / دانشگاه فردوسی

³دانشگاه علوم پزشکی مشهد

چکیده

ایران تنها رویشگاه طبیعی گیاه کما ‌(Ferula ovina) است. ریشه‌های این گیاه دارای فروتینین، یکی از قوی‌ترین و گران‌قیمت‌ترین فیتواستروژن‌ها، با پتانسیل درمان پوکی استخوان است. با توجه به خواب عمیق بذر کما، عدم امکان تولید فروتینین با روش‌های شیمیایی و نیاز به تخریب منابع طبیعی به دلیل وجود فروتینین در ریشه کما، دستیابی به فروتینین در شرایط آزمایشگاهی ضرورتی اجتناب‌ناپذیر است. لذا پژوهش حاضر با هدف کاهش ریشه‌کنی گیاه در طبیعت و دستیابی به فروتینین در شرایط درون شیشه‌ای انجام شد. به منظور نگهداری گیاه در شرایط درون شیشه‌ای، 24 محیط کشت باززایی غیرمستقیم و 11 محیط کشت ریشه‌زایی با استفاده از طرح کاملاً تصادفی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آزمون TLC نمونه‌های کشت بافتی در جهت دسترسی به فروتینین بدون آسیب رساندن به ذخایر ژرم پلاسم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مقایسه میانگین‌ها با استفاده از آزمون توکی نشان داد، کالوس‌های سبز فشرده بزرگ در محیط کشتMS  دارای 5/1 میلی‌گرم بر لیتر IAA و 1 میلی‌گرم بر لیتر، شاخه‌های بلند و شاداب در محیط کشت  MSبا ترکیب 5/1 میلی‌گرم بر لیتر IAA و 1 میلی‌گرم بر لیتر kin  MSو ریشه در شرایط درون شیشه‌ای در محیط کشت ½MS با ترکیب 1 میلی‌گرم بر لیتر IBA  با اختلاف معنی‌دار نسبت به با سایر محیط‌های‌کشت، تولید می‌شود. با توجه به نتایج پژوهش حاضر، امکان تولید و نگهداری درون شیشه‌ای گیاه کما از طریق کشت بافت وجود دارد. همچنین با تأیید وجود فروتینین در نمونه‌های کشت بافتی، تولید انبوه این ماده از طریق کشت سوسپانسیون سلولی و با استفاده از بیوراکتور امکان‌پذیر است. نگهداری F. ovina در شرایط درون شیشه‌ای، امکان دستیابی به گیاه کما بدون محدودیت‌های فصل رشد و رویشگاه و در نتیجه دسترسی به فروتینین موجود در ریشه آن با حفظ ذخایر ژرم پلاسم گیاه را فراهم آورد.

کلیدواژه‌ها

Ferula ovina؛ فروتینین؛ کشت بافت؛ کروماتوگرافی لایه نازک؛ حفاظت ذخایر ژرم پلاسم

مراجع

1- Amooaghaie R. 2009. The Effect Mechanism of Moist-Chilling and GA3 on Seed Germination and Subsequent Seedling Growth of Ferula ovina Boiss. The Open Plant Science Journal, 3: 22-28.

2- Ansari N., Fayaz M., and Ghasemi M.H. 2009. Estimate of Iran-Turanian zone rangelands degradation rate by measuring and suggestion Index. Iranian Journal of Range and Desert Research, 16(3): 293-304. (In Persian)

3- Arnoldi L., Ballero M., Fuzzati N., Maxia A., Mercalli E., and Pagni L. 2004. HPLC-DAD-MS identification of bioactive secondary metabolites from Ferula communis roots. Fitoterapia, 75(3): 342-354

4- Azhir F., and Shahmoradi A. 2007. Autecology of Ferula ovina Boiss. In Tehran Province Iranian Journal of Range and Desert Reseach, 14(3): 359-367. (In Persian)

5- Bernard F., Shaker Bazarnov H., Javadi Khatab L., Shafiei Darabi A., and Sheidai M. 2007. Ferula gummosa Boiss, Embryogenic culture and karyological changes. Pakistan Journal of Biological Sciences, 10(12): 1977-1983.

6- Cavani F., Ferretti M., Carnevale G., Bertoni L., Zavatti M., and Palumbo C. 2012. Effects of different doses of ferutinin on bone formation/resorption in ovariectomized rats. Journal of Bone and Mineral Metabolism, 30(6): 619-629.

7- Fasih M., and Tavakkol Afshari R. 2018. The morphophysiological dormancy of Ferula ovina seeds is alleviated by low temperature and hydrogen peroxide. Seed Science Research, 28(1): 52-62.

8- Ferretti M., Bertoni L., Cavani F., Zavatti M., Resca E., Carnevale G., Benelli A., Zanoli P., and Palumbo C. 2010. Influence of ferutinin on bone metabolism in ovariectomized rats. II: Role in recovering osteoporosis. Journal of Anatomy, 217(1): 48-56.

9- Ferretti M., Cavani F., Bertoni L., Zavatti M., Taronna A., Carnevale G., Benelli A., Zanoli P., Marotti G., Palumbo C. 2010. New aspects of Ferutinin effect in preventing osteoporosis. Italian Journal of Anatomy and Embryology, Vol 115(1/2).

10- Ghasemi S., Heidary M., Rezaalizadeh Rooshan F., and Habibi Z. 2013. New Monoterpene Ester Derivative from Aerial Parts of Ferula Ovina Boiss. 2nd National Congress on Medicinal Plants. Tehran- Iran.

11- Hadi N., Omidbaigi R., and Moeinei A. 2011. In vitro conservation of Ferula gummosa germplasm and its callus induction. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research 19(1): 38.

12- Iranshahi M., Famili A., Basarlv C., and Pyasnth S. 2009. Purification and determination of compounds in Ferula ovina Boiss. roots. Journal of Medicinal Plants, 9(36): 72-80. (In Persian)

13- Mozaffarian V. 1996. Dictionary of Iranian Plant Names; Farhang Moaser publishers, Tehran, Iran.

14- Murashige T., and Skoog F. 1962. A revised method for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473- 497.

15- Omidi M., and Farzin N. 2012. Biotechnology Approaches for improvement of medicinal plants. Modern Genetics Journal. 7(3): 209-220.

16- Palumbo C., Ferretti M., Bertoni L., Cavani F., Resca E., Casolari B., Carnevale G., Zavatti M., Montanari C., Benelli A., and Zanoli P. 2009. Influence of ferutinin on bone metabolism in ovariectomized rats. I: role in preventing osteoporosis. Journal of Bone and Mineral Metabolism, 27(5): 538-545.

17- Rahnama-Ghahfarokhi A., and Tavakkol-Afshari R. 2007. Methods for Dormancy Breaking and Germination of Galbanum Seeds (Ferula gummosa). Asian Journal of Plant Sciences, 6(4): 611-616.

18- Tabrizi L., and Koocheki A.R. 2014. Medicinal Plants Ecology, Production and Sustainable Utilization. University of Tehran. (In Persian)

19- Zanoli P., Zavatti M., Geminiani E., Corsi L., and Baraldi M. 2009. The phytoestrogen ferutinin affects female sexual behavior modulating ERα expression in the hypothalamus. Behavioural Brain Research, 199(2): 283-287.

20- Zavatti M., Benelli A., Montanari C., and Zanoli P. 2009. The phytoestrogen ferutinin improves sexual behavior in ovariectomized rats. Phytomedicine, 16(6): 547-554.