بهبود ویژگی های متابولیکی و آنتی اکسیدانی در کالوس گیاه گزنه (Urtica dioica L.) تحت تاثیر نانوذرات اکسید روی

سابقه و هدف: گیاه گزنه از ارزشمندترین گیاهان دارویی است که برای مداوای بیماری های متعدد استفاده می شود. عصاره این گیاه شامل ترکیباتی مانند فلاونوئیدها، لوکوآنتوسیانیدین، کاروتن و ... می باشد، از این رو خواص ضد سرطانی، ضد دیابتی و آنتی اکسیدانی این گیاه بر کسی پوشیده نیست. با توجه به نقش مهم محرک ها (الیسیتورها) در افزایش تولید متابولیت های ثانویه گیاهی و کیفیت خصوصیات دارویی گیاهان، این پژوهش با هدف بررسی اثر نانوذرات اکسید روی بر ویژگی های بیوشیمیایی و متابولیکی در کشت کالوس گیاه گزنه انجام شد.مواد و روش ها: ابتدا بذرهای گزنه در محیط کشت ½ MS برای تولید گیاهچه استریل کشت شدند. سپس ریزنمونه ها از گیاهچه های استریل جداسازی شد و برای تولید کالوس به محیط کشت MS حاوی هورمون (BA و NAA به ترتیب ۱ و ۲.۵ میلی گرم بر لیتر) منتقل و در شرایط نوری ۱۶ ساعت روشنایی و ۸ ساعت تاریکی با دمای ۲۴ درجه سلسیوس نگهداری شدند. در نهایت کالوس های همگن در پی واکشت های متوالی حاصل گردید. سپس کالوس ها به محیط کشت مایع منتقل شدند و اعمال تیمار با اضافه کردن نانوذرات اکسید روی با غلظت صفر، ۲۵ و ۵۰ میلی گرم بر لیتر انجام شد. نمونه برداری از کالوس ها در زمان های ۱۲، ۲۴، ۴۸ و ۹۶ ساعت پس از اعمال تیمار نانو ذرات اکسید روی انجام شد. در نهایت ویژگی های بیوشیمیایی و متابولیکی (فعالیت آنزیم هایی مانند کاتالاز، پراکسیداز، پلی فنل اکسیداز، فنیل آلانین آمونیالیاز و پروتئین و فنل کل و میزان کوئرستین و کامفرول) اندازه گیری و بررسی شد. آزمایش ها در قالب طرح کاملا تصادفی و براساس آزمایش فاکتوریل با سه تکرار انجام گردید.نتایج: نتایج حکایت از این داشت که میزان فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز در زمان ۴۸ ساعت پس از اعمال نانوذره اکسید روی و در غلظت ۲۵ میلی گرم بر لیتر نانوذره اکسید روی افزایش یافت و فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز در زمان ۱۲ ساعت پس از اعمال اکسید روی و در غلظت ۲۵ میلی گرم بر لیتر افزایشی بود. پراکسیداز جزو آنزیم هایی بود که فقط در غلظت ۵۰ میلی گرم بر لیتر نانوذره اکسید روی و زمان ۱۲ ساعت پس از اعمال آن افزایشی و در بقیه تیمارها کاهشی شد. در آنزیم کاتالاز بیشترین فعالیت آنزیمی در غلظت ۲۵ میلی گرم بر لیتر نانوذره اکسید روی و زمان ۱۲ ساعت پس از اعمال اکسید روی ثبت شد. میزان پروتئین کل در زمان ۲۴ ساعت پس از اعمال نانوذره و غلظت ۲۵ میلی گرم بر لیتر نانوذره اکسید روی و زمان ۹۶ ساعت و غلظت ۵۰ میلی گرم بر لیتر نانوذره اکسید روی افزایش یافت. در محدوده زمانی خاص عبور کوئرستین و کامفرول در دستگاه HPLC برای کامفرول، جذب نمونه ای ثبت نشد اما در محدوده زمانی متعلق به کوئرستین جذب نمونه ها ثبت گردید و طبق آنالیز داده ها، بالاترین میزان تولید متابولیت کوئرستین در غلظت ۲۵ میلی گرم بر لیتر نانوذره اکسید روی و زمان نمونه برداری ۹۶ ساعت پس از اعمال نانوذره و غلظت ۵۰ میلی گرم بر لیتر نانوذره اکسید روی و زمان نمونه برداری ۴۸ ساعت بود.نتیجه گیری: در این پژوهش استفاده از محرک نانوذرات اکسید روی سبب افزایش فعالیت آنزیم هایی مانند کاتالاز، پراکسیداز، پلی فنل اکسیداز، فنیل آلانین آمونیالیاز و میزان پروتئین کل در غلظت و زمان های مشخص شد. همچنین تولید فلاونوئید کوئرستین در زمان ها و غلظت های معین تحت تاثیر مثبت نانوذرات اکسید روی قرار گرفت. بنابراین، براساس نتایج این پژوهش می توان استفاده از محرک نانوذرات اکسید روی را برای افزایش خصوصیات دارویی و متابولیکی در کشت های درون شیشه گزنه پیشنهاد داد. بدیهی است برای تولید اقتصادی، باید شرایط کشت در مقیاس بالا در بیوراکتورها بررسی و بهینه سازی شود.

کلیدواژه ها:

آنزیم های آنتی اکسیدان ، فلاونوئید ، کوئرستین ، گزنه ، محرک