مطالعه تغییرات کمی وکیفی کالوس گیاه Stevia rebaudiana Bertoni. تحت تاثیر کاربرد سالیسیلیک اسید و شوری در شرایط کشت جامد و مایع

اکوفیتوشیمی گیاهان دارویی

مقاله 3، دوره 5، شماره 3 - شماره پیاپی 19، آذر 1396، صفحه 23-39   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

عظیم قاسم نژاد^{* 1}؛ مارال سلملیان²؛ کامبیز مشایخی³

¹ادانشیار گروه باغبانی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

²کارشناس‌ارشد رشته گیاهان دارویی ادویه‌ای و نوشابه‌ای، گرگان، ایران.

³دانشیار گروه باغبانی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

چکیده

تحقیق حاضر به­ منظور بررسی اثر ایلیسیتور­های شوری و سالیسیلیک ­اسید در محیط کشت جامد و مایع بر برخی از پارامترهای رشدی و بیوشیمیایی کالوس گیاه استویا، از جمله وزن تر، خشک و رنگدانه­های درونی با استفاده از روش پیشنهادی بارنس، میزان مهار رادیکال آزاد با استفاده از DPPH، قند کل با استفاده از آنترون و قند احیاء به روش مایلر انجام شد. آزمایش به‌صورت فاکتوریل بر پایه کاملا تصادفی با دو غلظت سالیسیلیک­اسید (صفر و 100 میکرومولار) و دو غلظت شوری (صفر و 50 میلی‌مولار) در محیط­های کشت جامد و مایع حاوی 5/0 میلی­گرم در لیتر BA و 1 میلی­گرم در لیتر NAA در 4 تکرار انجام شد. آنالیز نتایج با استفاده از نرم‌افزار  SAS, V 9.2صورت گرفت. ایلیسیتور­های مورد استفاده و محیط­کشت و اثر متقابل این تیمار­ها اثر معنی­داری بر صفات کمی و کیفی داشتند. وزن تر کالوس تحت تاثیر شوری و سالیسیلیک اسید نسبت به شاهد کاهش یافت. در مقابل وزن خشک در تیمار توأم شوری و سالیسیلیک­اسید نسبت به شوری افزایش معنی­داری نشان داد. رنگدانه­های درونی در تیمار­ها به نسبت شاهد افزایش یافت. بیشترین توانمندی مهار رادیکال آزاد در تیمار سالیسیلیک­اسید با غلظت 100 میکرومولار و محیط کشت مایع دیده شد. تغییرات قند کل در محیط کشت مایع حاوی 50 میلی مولار شوری در مقایسه با سایر تیمار ها افزایشی بود. در مقابل مقدار قند احیاء در تیمار سالیسیلیک­اسید و محیط کشت جامد افزایش معنی‌داری نسبت به سایر تیمارها داشت. با توجه به نتایج به دست آمده به نظر می رسد در کشت استویا، در صورت تمایل به تولید متابولیت در شرایط درون شیشه‌ای، بهتر است که از سیستم کشت مایع استفاده گردد و این در حالی است که کشت کالوس با هدف تولید بیومس در سیستم کشت جامد توصیه می‌گردد.
 

کلیدواژه‌ها

استویا؛ ایلیسیتور؛ رنگریزه‌های فتوسنتزی؛ قند کل و احیاء؛ کشت-بافت؛ محیط کشت مایع

مراجع

1. Abou-Arab, E.A., Abou-Arab, A.A. and Abu-Salem, F.M. 2010. Physico-chemical assessment of natural sweeteners steviosides produced from Stevia rebaudiana bertoni plant. African Journal of Food Science, 4(5), 269-281.
2. Bagheri, A. 2013. Comparison of photosynthesis and durum wheat yield with normal wheat under salt stress conditions and application of salicylic acid hormone. Journal of Plant Ecophysiology, 5, 12.
3. Davis P.J. 2005. Plant hormones biosynthesis signal transduction, action. Springer. Germany. 750 pp.
4. Delavari Parizi, M. 2010. The effects of Salicylic acid and salinity stress on the some physiological and biochemical changes in Ocimum basilicum L. Master thesis, Department of Biology, Payam-e-Noor University.
5. Dubey, R.S. and Singh, A.K. 1999. Salinity induces accumulation of soluble sugars and alters the activity of sugar metabolizing enzyme in rice plants, Plant Biology, 42: 233-239.
6. El Sayed, Hameda El Sayed Ahmed, Salih, A.M. Baziad and Reem, A.A.S. Basaba, 2015. Application of Exogenous Ascorbic Acid on Tomato (Solanum lycopersicum L.) Seeds under NaCl Salinity Stress. International Journal of Current Research in Biosciences and Plant Biology, 2(5): 33-46.
7. El Tayeb, M.A. 2005. Response of barley grains to the interactive effect of salinity and salicylic acid. Plant Grow. Reg. 45: 215-224.
8. Ganesan V. and Thomas, G. 2001. Salicylic acid response in rice: influence of salicylic acid on H₂O₂ accumulation and oxidative stress. Plant Sci. 160: 1095-1106.
9. Ghorbani, N., Moradi, H., Akbarpour, V. and Ghasemnezhad, A. 2013. The phytochemical changes of violet flowers (Violacornuta) response toexogenous salicylic acid hormone. Journal of Chemical Health Risks, 3(4): 1- 8.
10. Hassanzadeh, K., Ahmadi, M. and Shaban, M. 2014. Effect of pre-treatment of lemon balm (Melissa officinalis L.) seeds on seed germination and seedlings growth under salt stress. Inter. J. Plant, Ani. Environ. Sci. 4(3): 260-265.
11. Herna´ndez-Domı´nguez, E. and Va´zquez-Flota F. 2006. Monoterpenoid alkaloid quantitation by in situ densitometry–thin layer chromatography. Journal of Liquid Chromatography and Related Technologies 29: 583–590.
12. Hosseini, M., Kafi, M. and Arghavani, M. 2015. The effect of Salicylic acid on physiological characteristics of Lolium grass (Lolium perenne cv. “Numan”) under drought stress.  7(1): 7-14.  
13. Hosseinzad behbod A., chaparzade N. and deilmaghani K. 2015.effect of salicylic acid on growth parameters, Osmolytes and osmotic potential in plant radish (Raphanus Sativus L.) Under salt stress. Journal of Plant (Zsyt Journal of Iran). (27), 1. (In Persian).
14. Jain, P., Kachhwaha, S. and Kothari, S.L. 2009. Improved micropropagation protocol and enhancement in biomass and chlorophyll content in Stevia rebaudiana Bertoni by using high copper levels in the culture medium. Scientia Horticulturae, 119: 315–319.
15. Kafi, M., Bagheri, A., Nabati, J., Zare, M., and Masoumi, A. 2010. Effect of salinity stress on some physiological variables of 11 chickpea genotypes in hydroponics. Science and technology of greenhouse crops. 11:4.
16. Kang, G. and Wang, Ch. 2003. Environmental and Experimental Botany, 50: 9.
17. Khalili, M., Hasanloo, T., Kazemi Tabar, S.K. and Sepehrifar R. 2010. Effect of salicylic acid on antioxidant activity in milk thistle hairy root cultures. J. Medicinal Plant. 9(35): 51-59.
18. Khodarry, S.E.A. 2004. Effect of salicylic acid on the growth, photosynthesis and carbohydrate metabolism in salt stressed maize plants. International Journal of Agriculture and Biology 6:5-8.
19. Mccready, R.M., Guggolz, J., Silviera, V., and Owens, H.S. 1950. Determination of starch and amylose in vegetables. Anal. Chem. 22:1156.
20. Miliauskas, G., Venskutonis, P.R., and Van Beek, T.A. 2004. Screening of radical scavenging activity of some medicinal plants and aromatic plant extract. Food Chem., 85:231-237.
21. Miller, G.L. 1959. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal. Chem. 31: 426–428.
22. Minhas P.S., Sharma D.R. and khosla B.K. 1989. Response to sorghum to the use of saline waters. J. Indian Soc. Soil Sci. 37: 140-146.
23. Moghaieb R.E.A., Saneoka H. and Fujita, K. 2004. Effect of salinity on osmotic adjustment, glycinebetaine accumulation and the betaine aldehyde dehydrogenase gene expression in two halophytic plants, Salicornia europaea and Suaeda maritime. Plant Sci 166:1345–1349.
24. Mohammadi, M., Khazaei, Z., Sayari, M. and Seyedi, M. 2012. Effect of salicylic acid on resistance to salt stress in Lettuce. Seventh Congress of Horticultural Sciences, Isfahan University of Technology. (In Persian)
25. Niknam, V., Razavi, N., Ebrahimzadeh, H. and Sharifizadeh, B. 2006. Effect of NaCl on biomass, protein and proline contents and antioxidant enzymes in seedlings and calli of two Trigonella species. Biol. Plant. 50(4): 591-596.
26. Oksman-Caldentey, K.M. and Inzé, D. 2004. Plant cellfactories in the postgenomic era: new ways to produce designer secondary metabolites. Journal of Trends Plant Science, 9(9): 433-440.
27. Omidbeigi, R. 1996. Production and Processing of Medicinal Plants. Tarahan Nashr, Iran
28. Omokolo N.D., T sala, N.G. and Djocgoue, P.F. 1996. Changes in carbohydrates, amino acids and phenols contents in cacao pods from three clones after infection with P. megakarya Bra and Griff. Annals of Botany 77, 153– 158.
29. Pitman M. and Läuchli A. 2004. Global impact of salinity and agricultural ecosystems. In: Läuchli A, Lüttge U (eds) Salinity: Environment -  Plants -  Molecules.  Springer, Dordrecht, pp 3-20.
30. Popova, L., Pancheva, T. and Uzonova A. 1997. Salicylic acid: Properties, Biosynthesis and Physiological role. Plant Physiology. 23: 85-93.
31. Purohit, S.D., Dave, A. and Kukda, G. 2014. Salicylic acid induced changes in growth and some biochemical characteristics in vitro cultures shoots of Chlorophytum Borivilianum sant. ET Fernand. 5(4): 774-779.
32. Razavi, N. 2005. Study the physiological and biochemical changes induced by salt stress in some species of Trigonella of Iran. MA thesis, Faculty of Tehran University.
33. Rich Milton R. Dulay, Kimberly S. Flores, Reyna C. Tiniola, Darille Hannah H. Marquez, Aileen G. Dela Cruz, Sofronio P. Kalaw and Renato G. Reyes, 2015. Mycelial biomass production and antioxidant activity of Lentinus tigrinus and Lentinus sajor-caju in Indigenous Liquid Culture.Mycosphere 6 (6): 659–666.
34. Sakaguchi M. and Kan T. 1982. Japanese researches on Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni and stevioside. CiCult 34: 235-248.
35. Sarahi, N.M., Niknam, V. and Moradi, B. 2011. Effect of salt stress on protein content, clorophylls, sugars and phenolic compounds in tissue culture of some type of Iranians trigonella. Journal of Tehran University. 36, 2 (53-59).
36. SetayeshMehr, Z., Khajeh, H., Esmaeilzadeh Bahabadi, S. and Sabbagh, S.Z. 2012. Changes on proline, phenolic compounds and activity of antioxidant enzymes in Anethum graveolens L. under salt stress. International Journal of Agronomy and plant production. 3: 710-715.
37. Shabrangi, A. and Mehrabi, L. 2014. Evaluation of Antioxidant Activity and Secondary Metabolites of Mentha piperita L. Under Effect of Acetylsalicylic Acid and Methyl Jasmonate. International Research Journal of Applied and Basic Sciences, 8(3): 337-340.
38. Tripathi, L. and Tripathi, JN., 2003. Role of biotechnology in medicinal plants. Tropical Journal of Pharmaceutical Research, 2: 243-253.
39. Zhao, J., Davis, L.C. and Verpoorte, R. 2005. Elicitor signal transduction leading to production of plant secondary metabolites. Biotechnology Advances. 23(4): 283-333.