| تعداد نشریات | 285 |
| تعداد نشریات سازمان | 83 |
| تعداد شمارهها | 3,094 |
| تعداد مقالات | 34,531 |
| تعداد مشاهده مقاله | 49,367,423 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 79,811,874 |
تأثیر متیل جاسمونات بر رشد ریشه، خصوصیات بیوشیمیایی و بیان ژن هیوسیامین 6- بتا-هیدروکسیلاز در ریشه موئین گیاه بذرالبنج مشبک (Hyoscyamus reticulatus L.) | ||
| تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران | ||
| مقاله 15، دوره 33، شماره 6 - شماره پیاپی 86، بهمن و اسفند 1396، صفحه 1072-1084 اصل مقاله (429.76 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijmapr.2018.110930.2051 | ||
| نویسندگان | ||
| اسدالله نوروزی1؛ بهمن حسینی* 2؛ مراد جعفری3؛ منوچهر فرجامی نژاد4 | ||
| 1دانشآموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 2دانشیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 3دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 4استادیار، پژوهشکده گیاهان دارویی، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران | ||
| چکیده | ||
| بذرالبنج مشبک (Hyoscyamus reticulatus L.) سرشار از آلکالوئیدهای تروپانی هیوسیامین و اسکوپولامین میباشد که بهطور وسیع در داروسازی مورد استفاده قرار میگیرد. اینتحقیق بهمنظور بررسی اثر غلظتهای مختلف (صفر، 50، 100 و 200 میکرومولار) متیل جاسمونات و مدت زمان تیمار 24 و 48 ساعت بر میزان رشد، فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدانی، میزان آلکالوئیدهای تروپانی و میزان بیان ژن هیوسیامین-6-بتا-هیدروکسیلاز (h6h) در ریشههای موئین بذرالبنج مشبک بهصورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی و با 3 تکرار انجام شد. بررسی میزان رشد در نمونههای شاهد و تیمار شده، نشان داد که میزان وزن تر و خشک ریشههای موئین با شیب ملایمی در نمونههای تهییج شده رو به کاهش میباشد. همچنین نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تیمار با متیل جاسمونات (غلظت 200 و 100 میکرومولار)، تأثیرات معنیداری در سطح احتمال 1% بر فعالیت آنزیمهای کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و آسکوبات پراکسیداز داشت. همچنین مدت زمان تیمار (24 و 48 ساعت) متیل جاسمونات بهاستثناء آنزیم آسکوربات پراکسیداز، تأثیر معنیداری در سطح احتمال 1% بر فعالیت هر دو آنزیم کاتالاز و گایاکول پراکسیداز نشان داد. نتایج آنالیز GC/MS نشان داد که در تیمار با متیل جاسمونات بیشترین میزان تولید هیوسیامین و اسکوپولامین (21.9% و 13.96%) بهترتیب در اثر تیمار با غلظتهای 200 و 100 میکرومولار به مدت 48 و 24 ساعت بدست آمد، که 1.6 و 1.25 برابر بیشتر نسبت به تیمار شاهد (بهترتیب 13.67% و 11.13%) بوده است. سطح بیان ژن هیوسیامین-6-بتا-هیدروکسیلاز با روش RT-PCR نیمه کمّی بررسی شد. نتایج نشان داد در تیمار متیل جاسمونات بیشترین میزان بیان ژن h6h (6 برابر بیشتر نسبت به شاهد) در غلظت 100 میکرومولار به مدت 24 ساعت بدست آمد. براساس نتایج، چنین استنباط میشود که محرک متیل جاسمونات احتمالاً بهدلیل تحریک بیان ژنهای مؤثر در مسیر تولید آلکالوئیدهای تروپانی، در افزایش تولید هیوسیامین و اسکوپولامین مؤثر باشد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| آگروباکتریوم رایزوژنز؛ اسکوربات پراکسیداز؛ ریشه مویین؛ هیوسیامین-6-بتا-هیدروکسیلاز؛ آلکالوئیدهای تروپانی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Effects of methyl jasmonate on root growth, biochemical characteristics and h6h gene expression in Hyoscyamus reticulatus L. hairy roots | ||
| نویسندگان [English] | ||
| A. Norozi1؛ B. Hosseini2؛ M. Jafari3؛ M. Farjaminezhad4 | ||
| 1M.Sc. Student, Department of Horticulture Sciences, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran | ||
| 2Department of Horticulture sciences, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran | ||
| 3Department of Agriculture Biotechnology, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran | ||
| 4Medicinal Plants Research Center, Ardabil Branch, Islamic Azad University, Ardabil, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Henabne(Hyoscyamus reticulatus L.) is a rich source of tropane alkaloids including hyoscyamine (Hyos) and scopolamine (SCP), widely used in pharmaceutical field. The aim of the present study was to assess the effect of different concentrations (0, 50, 100 and 200 µM) of methyl jasmonate (MeJA) at two different times of exposure (24 and 48 h) on growth, antioxidant enzymes activity, tropane alkaloids content, and the expression level of hyoscyamine-6-beta-hydroxylase (h6h) gene in H. reticulatus hairy root cultures. The results showed that MeJA at high concentration (200 µM) led to the decline of fresh and dry weight of hairy roots. Catalase (CAT), guaiacol peroxidase (GPX) and ascorbate peroxidase (APX) activities were significantly increased by MeJA, especially at 200 µM in elicited hairy roots. As well, CAT and GPX activities, but not of APX, were also affected by exposure time of MeJA. According to the GC/MS analysis, the highest percentage of SCP (13.96%) and Hyos (21.9%) were respectively obtained when hairy roots were exposed to MeJA at concentrations of 100 and 200 µM for 48 and 24 h, which were, respectively, 1.6- and 1.25-fold higher than those in the control roots. According to the results of semi-quantitative RT-PCR analysis, the highest expression of h6h gene (6-fold higher than in the control) was obtained after 24 h exposure to 100 µM MeJA. These results indicate that MeJA, due to stimulation of the expression of key genes involved in the biosynthetic pathway of tropane alkaloids, could be used as an effective elicitor for increased production of Hyos and SCP. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Agrobacterium rhizogenes, ascorbate peroxidase, hairy root, hyoscyamine-6-beta-hydroxylase, tropane alkaloeids | ||
| مراجع | ||
|
- Abdala, G., Miersch, O., Kramell, R., Vigliocco, A., Agostini, E., Forchetti, G. and Alemano, S., 2003. Jasmonate and octadecanoid occurrence in tomato hairy roots. Endogenous level changes in response to NaCl. Plant Growth Regulation, 40(1), 21-27. - Biondi, S., Fornale, S., Oksman-Caldentey, K.M., Eeva, M., Agostani, S. and Bagni, N., 2000. Jasmonates induce over-accumulation of methylputrescine and conjugated polyamines in Hyoscyamus muticus L. root cultures. Plant Cell Reports, 19(7): 691-697. - Cardillo, A.B., Talou, J.R. and Giulietti, A.M., 2008. Expression of Brugmansia candida hyoscyamine 6 beta-hydroxylase gene in Saccharomyces cerevisiae and its potential use as biocatalyst. Microbial Cell Factories, 7: 17. - Castiglione, M.R., Giorgetti, L., Geri, C. and Cremonini, R., 2011. The effects of nano-TiO2 on seed germination, development and mitosis of root tip cells of Vicia narbonensis L. and Zea mays L. Journal of Nanoparticle Research, 13(6): 2443-2449. - Chamnongpol, S., Willekens, H., Moeder, W., Langebartels, C., Sandermann, H.J.R., Van Montagu, M., Inze, D. and Van Camp, W., 1998. Defense activation and enhanced pathogen tolerance induced by H2O2 in transgenic tobacco. Proceedings of the National Academy of Sciences, 95: 5818-5823. - Chen, G.X. and Asada, K., 1989. Ascorbate peroxidase in tea leaves: occurrence of two isozymes and the differences in their enzymatic and molecular properties. Plant and Cell Physiology, 30(7): 987-998. - Creelman, R.A. and Mullet, J.E., 1997. Oligosaccharins, brassinolides, and jasmonates: nontraditional regulators of plant growth, development, and gene expression. The Plant Cell, 9(7): 1211-1223. - Dialmaghani, K., Kharvari-Nejad, R., Fahimi, H. and Hekmat- shoar, H., 2006. Extraction and determination of tropan alkaloids, hyoscyamine and scopolamine, from different parts of Hyoscyamus pusillus L. in different stages of plant growth. Iranaian Journal of Medicinal and Aromatic Plants 22(1): 1-10. - Facchini, P.J., 2001. Alkaloid biosynthesis in plants: biochemistry, cell biology, molecular regulation, and metabolic engineering applications. Annual Review of Plant Biology, 52(1): 29-66. - Ghasemnezhad, M. and Javaherdashti, M., 2008. Effect of methyl jasmonate treatment on antioxidant capacity, internal quality and postharvest life of raspberry fruit. Caspian Journal of Environmental Sciences, 6(1): 73-78. - Ghorbanpour, M., Hatami M. and Hatami, M., 2015.Activating antioxidant enzymes, hyoscyamine and scopolamine biosynthesis of Hyoscyamus niger L. plants with nano-sized titanium dioxide and bulk application. Acta Agriculturae Slovenica, 105(1): 23-32. - Gundlach, H., Müller, M.J., Kutchan, T.M. and Zenk, M.H., 1992. Jasmonic acid is a signal transducer in elicitor-induced plant cell cultures. Proceedings of the National Academy of Sciences, 89(6): 2389-2393. - Habibi, P., Piri, K., Deljo, A., Moghadam, Y.A. and Ghiasvand, T., 2015. Increasing Scopolamine content in Hairy Roots of Atropa belladonna using Bioreactor. Brazilian Archives of Biology and Technology, 58(2): 166-174. - Hashimoto, T. and Yamada, Y., 1994. Alkaloid biogenesis: molecular aspects. Annual Review of Plant Biology, 45(1): 257-285. - Hong, M.L.K., Bhatt, A.R.V.I.N.D., Ping, N. and Keng, C.L., 2012. Detection of elicitation effect on Hyoscyamus niger L. root cultures for the root growth and production of tropane alkaloids. Romanian Biotechnological Letters, 17(3): 7340-7350. - Ionkova, I., 2002. In vitro culture and the production of secondary metabolites in Hyoscyamus reticulatus L.: 75-94. In: Nagata, T. and Ebizuka, Y., (Eds.). Biotechnology in Agriculture and Forestry (Vol. 51): Medicinal and Aromatic Plants XII. Springer, 348p. - Javanmardy, S.H., Fotot, R. and Saba, J., 2010. The relationship between of soluble carbohydrates and proline with osmotic adjustment and the role of osmotic adjustment under drought stress in wheat yield. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, Water and Soil Sciences, 53: 65-72. - Jung, S., 2004. Effect of chlorophyll reduction in Arabidopsis thaliana by methyl jasmonate or norflurazon on antioxidant systems. Journal of Plant physiology and Biochemistry, 42: 231-255. - Kai, G., Liu, Y., Wang, X., Yang, S., Fu, X., Luo, X. and Liao, P., 2011. Functional identification of hyoscyamine 6 β-hydroxylase from Anisodus acutangulus and overproduction of scopolamine in genetically-engineered Escherichia coli. Biotechnology Letters, 33(7): 1361-1365. - Kai, G., Yang, S., Zhang, Y., Luo, X., Fu, X., Zhang, A. and Xiao, J., 2012. Effects of different elicitors on yield of tropane alkaloids in hairy roots of Anisodus acutangulus. Molecular Biology Reports, 39(2): 1721-1729. - Kamada, H., Okamura, N., Satake, M., Harada, H. and Shimomura, K., 1986. Alkaloid production by hairy root cultures in Atropa belladonna. Plant Cell Reports, 5(4): 239-242. - Kang, H.M. and Saltveit, M.E., 2002. Chilling tolerance of maize, cucumber and rice seedling leaves and roots are differentially affected by salicylic acid. Physiologia Plantarum, 115(4): 571-576. - Kang, S.M., Jung, H.Y., Kang, Y.M., Yun, D.J., Bahk, J.D., Yang, J.K. and Choi, M.S., 2004. Effects of methyl jasmonate and salicylic acid on the production of tropane alkaloids and the expression of PMT and H6H in adventitious root cultures of Scopolia parviflora. Plant Science, 166(3): 745-751. - Li, J., Brader, G. and Palva, E.T., 2004. The WRKY70 transcription factor: a node of convergence for jasmonate-mediated and salicylate-mediated signals in plant defense. The Plant Cell, 16(2): 319-331. - Maehly, A.C. and Chance, B., 1959. The assay catalase and peroxidase: 357-425. In: Gilck, D., (Ed.). Methods of Biochemical Analysis. Interscience Publishers, New York, 470p. - Oto, A., Sethi, I., Karczmar, G., McNichols, R., Ivancevic, M.K., Stadler, W.M., Watson, S. and Eggener, S., 2013. MR imaging-guided focal laser ablation for prostate cancer: phase I trial. Radiology, 267(3): 932-940. - Sato, F., Hashimoto, T., Hachiya, A., Tamura, K.I., Choi, K.B., Morishige, T., Fujimoto, H. and Yamada, Y., 2001. Metabolic engineering of plant alkaloid biosynthesis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 98(1): 367-372. - Soares, A.M.D.S., Souza, T.F.D., Jacinto, T., and Machado, O.L.T., 2010. Effect of methyl Jasmonate on antioxidative enzyme activities and on the contents of ROS and H2O2 in Ricinus communis leaves. Brazilian Journal of Plant Physiology, 22(3): 151-158. - Teixeira da Silva, J.A., 2006. Floriculture, Ornamental and Plant Biotechnology: Advances and Topical Issues. Global Science Books, Ltd: London, 646p. - Upadhyaya, A., Sankhla, D., Davis, T.D., Sankhla, N. and Smith, B.N., 1985. Effect of paclobutrazol on the activities of some enzymes of activated oxygen metabolism and lipid peroxidation in senescing soybean leaves. Journal of Plant Physiology, 121(5): 453-461. - Zabetakis, I., Edwards, R. and O'Hagan, D., 1999. Elicitation of tropane alkaloid biosynthesis in transformed root cultures of Datura stramonium. Phytochemistry, 50(1): 53-56. - Zhang, L., Yang, B., Lu, B., Kai, G., Wang, Z., Xia, Y., Ding, R., Zhang, H., Sun, X., Chen, W. and Tang, K., 2007. Tropane alkaloids production in transgenic Hyoscyamus niger hairy root cultures over-expressing putrescine N-methyltransferase is methyl jasmonate-dependent. Planta, 225(4): 887-896. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,194 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 761 |
||