| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,873 |
| تعداد مقالات | 32,555 |
| تعداد مشاهده مقاله | 42,418,938 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 19,194,580 |
اثر محرک‌های اکسینی بر مورفولوژی ریشه و بیوسنتز گلیسیریزین در اکوتیپ‌های شیرین‌بیان (Glycyrrhiza glabra L.) | ||
| تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران | ||
| مقاله 10، دوره 39، شماره 2، تیر 1402، صفحه 265-284 اصل مقاله (1.18 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijmapr.2023.360403.3245 | ||
| نویسندگان | ||
| علی اکبر علیزاده ایوری1؛ مهدیه پارسائیان* 1؛ زیبا قسیمی حق2 | ||
| 1گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | ||
| 2گروه باغبانی و گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران | ||
| چکیده | ||
| شیرین بیان (Glycyrrhiza glabra L.) یکی از گیاهان دارویی ارزشمند جهان است که گلیسیریزین، مهم‌ترین متابولیت تری‌ترپنوئیدی موجود در ریشه آن، در صنایع غذایی و داروسازی نوین کاربردهای فراوانی دارد. برای غلبه بر مشکلات جوانه‌زنی بذرها، خطر انقراض گیاه ناشی از برداشت بی‌رویه ریشه و سرعت کند بیوسنتز طبیعی متابولیت‌های ثانویه، توجه به کشت بافت ریشه این گیاه و کاربرد محرک‌ها جهت افزایش بیوسنتز گلیسیریزین آن، ضروری است. در پژوهش حاضر، نرخ جوانه‌زنی بذرهای دو اکوتیپ شیرین‌بیان ایرانی (کاشمر و جغتای) و یک اکوتیپ عراقی در سطوح مختلف پیش‌تیمار اسیدسولفوریک ارزیابی شد. همچنین، تفاوت‌های مورفولوژیک و محتوای گلیسیریزین ریشه اکوتیپ‌ها در پاسخ به محرک‌های اکسینی IAA و NAA با غلظت‌های 0، 0.5، 1 و 1.5 میلی‌گرم در لیتر، در محیط پایه MS ½ با استفاده از ریزنمونه ریشه بررسی گردید. نتایج نشان داد که حداکثر جوانه‌زنی بذرهای هر سه اکوتیپ، در پیش‌تیمار اسیدسولفوریک 98 درصد به‌مدت 40 دقیقه حاصل گردید. اکوتیپ عراقی در شرایط شاهد و برخی سطوح هورمونی (به‌ویژه NAA) از نظر کلیه صفات به‌جز محتوای گلیسیریزین در گروه برتر آماری قرار داشت. در اکوتیپ‌های ایرانی، کاربرد محرک‌های اکسینی صفات ریشه و محتوای گلیسیریزین را به‌طور معنی‌دار بهبود بخشید. اکوتیپ کاشمر با دریافت 0.5 میلی‌گرم در لیتر IAA قطورترین ریشه‌ها و در سطوح متوسط و بالای NAA و IAA ریشه‌هایی با وزن خشک بالا (به‌ترتیب 5.8 و 5.4 میلی‌گرم) تولید نمود. اکوتیپ جغتای نیز با کاربرد 1.5 و 0.5 میلی‌گرم IAA و NAA ریشه‌هایی وزین (به‌ترتیب 100 و 79 میلی‌گرم) تولید نمود. در مجموع، کاربرد سطوح متوسط و بالای هر یک از هورمون‌های IAA و NAA (1 و 1.5 میلی‌گرم در لیتر)، بالاترین بازدهی تولید گلیسیریزین (به‌ترتیب 8.82 و7.83 میکروگرم در گرم ماده خشک) در ریشه اکوتیپ کاشمر را در پی داشت. بنابراین، گزینش اکوتیپ مناسب و کاربرد محرک‌های اکسینی می‌تواند تولید درون شیشه‌ای ریشه و محتوی گلیسیریزین را در گیاه شیرین بیان افزایش دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| تنظیم‌کننده‌های رشد؛ شیرین‌بیان (Glycyrrhiza glabra L.)؛ کشت ریشه؛ متابولیت ثانویه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Effects of auxin elicitors on root morphology and glycyrrhizin biosynthesis in Glycyrrhiza glabra L. ecotypes | ||
| نویسندگان [English] | ||
| A.A. Alizadeh Everi1؛ M. Parsaeian1؛ Z. Ghasimi Hagh2 | ||
| 1Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran | ||
| 2Department of Horticulture Science and Plant Protection, Faculty of Agriculture, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Glycyrrhiza glabra L. is one of the valuable medicinal plants of the world, whose glycyrrhizin, the most important triterpenoid metabolite in its roots, is widely used in food and modern pharmaceutical industries. To overcome the seed germination problems, the risk of plant extinction due to the indiscriminate root harvesting, and the slow rate of natural biosynthesis of secondary metabolites, it is necessary to study on this plant root tissue culture and use elicitors to increase its glycyrrhizin biosynthesis. In the present study, the seed germination rate of two Iranian licorice ecotypes (Kashmar and Joghtai) and an Iraqi ecotype was investigated at different levels of sulfuric acid pretreatment. In addition, differences between the ecotypes in terms of morphology and root glycyrrhizin content were studied in response to IAA and NAA auxin elicitors with concentrations of 0, 0.5, 1, and 1.5 mg.l-1 in ½ MS medium using root explants. The results showed that all three ecotypes obtained the highest seed germination in the 98% sulfuric acid pretreatment for 40 minutes. The Iraqi ecotype was placed in the statistically best group in terms of all traits except glycyrrhizin content under control and some hormone levels (esp. NAA) conditions. In the Iranian ecotypes, the auxin elicitors application significantly improved the root traits and glycyrrhizin content. Kashmar ecotype produced the thickest roots using 0.5 mg.l-1 of IAA and the highest root dry weight (5.8 and 5.4 mg, respectively) using the medium and high concentrations of NAA and IAA. Joghtai ecotype also produced the heavy roots with 1.5 and 0.5 mg.l-1 of IAA and NAA (100 and 79 mg, respectively). In general, the medium and high concentrations of IAA and NAA (1 and 1.5 mg.l-1) caused the highest glycyrrhizin production (8.82 and 7.83 µg.g-1 DW, respectively) in Kashmar ecotype roots. Therefore, selection of appropriate ecotype and auxin elicitors application can increase in vitro production of biomass and root glycyrrhizin content in G. glabra. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Plant growth regulators, Glycyrrhiza glabra L, root culture, secondary metabolite | ||
| مراجع | ||
|
- Abirami, H. and Kumar, P.S., 2013. In vitro regeneration and extraction of secondary metabolites in Aegle marmelos L. Correan. Asian Journal of Plant Science Research, 3: 99-106. - Ayabe, S., Takano, H., Fujita, T., Hirota, H. and Takahshi, T., 1990. Triterpenoid biosynthesis in tissue cultures of Glycyrrhiza glabra var. glandulifera. Plant Cell Reports, 9: 181-184. - Bais, H.P., Govindaswamy, S. and Ravishankar, G.A., 2000. Enhancment of growth and coumarin priduction in hairy root cultures of Witloof chicory (Cichorium intybus L.cv. Lucknowlocal) under the influence of fungal elicitors. Journal of Bioscience and Biotechnology, 90(6): 648-653. - Baque, M.A., Elgirban, A., Lee, E.J. and Paek, K.Y., 2012. Sucrose regulated enhanced induction of anthraquinone, phenolics, flavonoids biosynthesis and activities of antioxidant enzymes in adventitious root suspension cultures of Morinda citrifolia L. Acta Physiologiae Plantarum, 34: 405-415. - Baskin, C.C. and Baskin, J.M., 2014. Seeds: Ecology, Biogeography, and Evolution of Dormancy and Germination, 2nd ed.; Elsevier Academic Press, London, UK, ISBN 9780124166776. - Carruggio, F., Onofri, A., Impelluso, C., Giusso del Galdo, G., Scopece, G. and Cristaudo, A., 2020. Seed Dormancy Breaking and Germination in Bituminaria basaltica and B. bituminosa (Fabaceae). Plants, 9: 1110. - Carruggio, F., Onofri, A., Catara, S., Impelluso, C., Castrogiovanni, Maria., Lo Cascio, P. and Cristaudo, A., 2021. Conditional seed dormancy helps Silene hicesiae Brullo and Signor. Overcome Stressful mediterranean summer conditions. Plants, 10: 2130. - Celik, M.M. and Nizami, D., 2019. An experimental in-vitro study to evaluate the anti-helicobacter activity of Glycyrrhetinic acid. Revista Română de Medicină de Laborator, 27(1): 63. - Chen, S.L., Yu, H., Luo, H.M., Wu, Q., Li, C.F. and Steinmetz, A., 2016. Conservation and sustainable use of medicinal plants: Problems, progress, and prospects. Chinese Medicine, 11: 37-46. - Choi, S.M., Son, S.H., Yun, S.R., Kwon, O.W., Seon, J.H. and Paek, K.Y., 2000. Pilot-scale culture of adventitious roots of ginseng in a bioreactor system. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 62: 187-193. - Cintal, J., Morgenstern, B., Bauer, G., Chandra, P., Rabenau, H. and Doerr, H.W., 2003. Glycyrrhizin, an active component of liquorice roots, and replication of SARS-associated coronavirus. Lancet, 361: 2045-2046. - Da Silva, B.O., Amaral, A.C.F., Ferreira, J.L.P., Santiago, L.J.M. and Louro, R.P., 2013. Micropropagation and in vitro production of secondary metabolites of Croton floribundus Spreng. In Vitro Cellular & Developmental Biology Plant, 49: 366-372. - Ghadiri, H. and Bagherani Torshiz, N., 2000. Effects of Scarification and Temperature on Germination of Licorice (Glycyrrhiza glabra L.) Seeds. Journal of Agriculture Science Technology, 2: 257-262. - Ghahraman, A., 1999. Basic Botany: Anatomy and Morphology, Vol. 1. University of Tehran Press, 539p. - Hurst, W.J., McKim, J.M. and Martin, R.A., 1983. High-Performance Liquid Chromatographic Determination of Glycyrrhizin in Licorice Products. Journal of Agricultural Food Chemistry, 31: 387-389. - Hayashi, H. and Sudo, H., 2009. Economic importance of licorice. Plant Biotechnology, 26: 101-104. - Hu, Z.B. and Du, M., 2006. Hairy root and its application in plant genetic engineering, Journal of Integrative Plant Biology, 48(2): 121-127. - Isbrucker, R. and Burdock, G., 2006. Risk and safety assessment on the consumption of Licorice root (Glycyrrhiza sp.), its extract and powder as a food ingredient, with emphasis on the pharmacology and toxicology of glycyrrhizin. Regulatory Toxicology and Pharmacology, 46: 167-192. - Jeong, J.A., Wu, C.H., Murthy, H.N., Hahn, E.J. and Paek, K.Y., 2009. Application of an airlift bioreactor system for the production of adventitious root biomass and caffeic acid derivatives of Echinacea purpurea. Biotechnology and Bioprocess Engineering, 14: 91-98. - Jing, L., Wang, J., Li, J., Liu, S.H. and Gao, W., 2016. Salicylic acid induces the change in the adventitious root of Glycyrrhiza uralensis Fisch.: bioactive compounds and antioxidant enzymes. Research on Chemical Intermediates, 42: 1503-1519. - Khanam, M.N., Anis, M., Bin Javed, S., Mottaghipisheh, J. and Csupor, D., 2022. Adventitious root culture an alternative strategy for secondary metabolite production: A Review. Agronomy, 12: 1178. - Klerk, D.G.J., Krieken, W.V.D. and Jong, J.C.D., 1999. Review: The formation of adventitious roots: new concepts, new possibilities. In Vitro Cellular & Developmental Biology Plant, 35: 189-199. - Lee, Y.S., Yang, T.J., Park, S.U., Baek, J.H., Wu, S.Q. and Lim, K.B., 2011. Induction and proliferation of adventitious roots from Aloe vera leaf tissues for in vitro production of aloe emodin. Plant Omics, 4(4): 190-194. - Mousa, N.A., Siaguru, E., Wiryowidagdo, S. and Wagih, M.E., 2007. Establishment of regenerative callus and cell suspension system of licorice (Glycyrrhiza glabra) for the production. Sugar industry technologies, 9(1): 72-82. - Namdeo, A.G., 2007. Plant Cell Elicitation for Production of Secondary Metabolites. Pharmacognosy Reviews, 1: 69-79. - Pei-sheng, M., Yu-hong, W., Xin-guo, W., Jia-jie, L. and Ying, H., 2008. Conditions and Stimulation for Germination in Glycyrrhiza uralensis Fisch. Seeds. Agricultural Sciences in China, 7(12): 1438-1444. - Praveen, N., Manohar, S.H., Naik, P.M., Nayeem, A., Jeong, J.H. and Murthy, H.N., 2009. Production of androghrapholide from adventitiousroot cultures of Andrographis paniculata. Current Science, 96: 5-10. - Ravishankar, G.A. and Ramachandra, R.S., 2000. Biotechnological production of phyto-pharmaceuticals. Journal of Biochmistry Molecular Biology and Biophysics, 4: 73-102. - Russo, M., Serra, D., Suraci, F., Sanzo, R.D., Fuda, S. and Postorino, S., 2014. The potential of e-nose aroma profiling for identifying the geographical origin of licorice (Glycyrrhiza glabra L.) roots. Food Chemistry, 165: 467-474. - Shabani, L., Ehsanpour, A.A., Asghari, G. and Emami, J., 2009. Glycyrrhizin Production by In Vitro Cultured Glycyrrhiza glabra Elicited by Methyl Jasmonate and Salicylic Acid. Russian Journal of Plant Physiology, 56(5): 621-626. - Shaheen, A., Munawar, A., Naveed, A., Yaser, H., El-Hendawy, S. and Abd-El Gawad, A.M., 2020. Micropropagation of licorice (Glycyrrhiza glabra L.) by using intermediate nodal explants. Chilean journal of agricultural research, 80(3): 326-333. - Sharma, S. and Thokchom, R., 2014. A review on endangered medicinal plants of India and their conservation. Journal of Crop and Weed, 10(2): - Shirazi, Z., Piri, K., Asl, A.M. and Hasanloo, T., 2012. Glycyrrhizin and isoliquiritigenin production by hairy root culture of Glycyrrhiza glabra. Journal of Medicinal Plants Research, 6: 4640-4646. - Sorin, C., Bussell, J.D. and Camus, I., 2005. Auxin and light control of adventitious rooting in Arabidopsis required ARGONAUTE1. Plant Cell, 17: 1343-1359. - Srivastava, M., Singh, G., Sharma, S., Shukla, S. and Misra, P., 2019. Elicitation enhanced the yield of glycyrrhizin and antioxidant activities in hairy root cultures of Glycyrrhiza glabra L. Journal of Plant Growth Regulation, 38: 373-384. - Sujatha, G. and Ranjitha Kumari, B.D., 2012. Establishment of fast growing in vitro root culture system in Artemisia vulgaris. Journal of Agricultural Science and Technology, 8: 1779-1790. - Thangavel, K., Ravichandran, P., Ebbie, M.G. and Manimekalai, V., 2014. In vitro microrhizome production in Decalepis hamiltonii. African Journal of Biotechnology, 13: 1308-1313. - Thuy Tien, T., Le, C.T., Nguyen, H. and Minh, V., 2019. The induction of Beta vulgaris L. adventitious roots in in vitro culture for betalains. 4th International Conference on Chemical Engineering, Food and Biotechnology, ICCFB Vietnam, Malaysia, 15-17 October. - Tripathi, L. and Tripathi, J.N., 2003. Role of biotechnology in medicinal plants. Tropical Journal of Pharmaceutical Research, 2: 243-253. - Vispute, S. and Khopade, A., 2011. Glycyrrhiza glabra L. “Klitaka”: A review. International Journal of Pharma and BioSciences, 2: 42-50. - Wongwicha, W., Tanaka, H., Shoyama, Y., Tuvshintogtokh, I. and Putalun, W., 2008. Production of Glycyrrhizin in Callus Cultures of Licorice. Zeitschrift für Naturforschung, 63: 413-417. - Wu, S.Q., Lian, M.L., Gao, R., Park, S.Y. and Piao, X.C., 2011. Bioreactor application on adventitious root culture of Astragalus membranaceus. In Vitro Cellular & Developmental Biology Plant, 47: 719-724. - Wu, S.Q., Yu, X.K., Lian, M.L., Park, S.Y. and Piao, X.C., 2014. Several factors affecting hypericin production of Hypericum perforatum during adventitious root culture in airlift bioreactors. Acta Physiologiae Plantarum, 36: 975-981. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 315 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 269 |
||