
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,746,411 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,271 |
اثر میدان مغناطیسی بر توانزیستی، بتولینیک اسید و خواص آنتیاکسیدان توس (Betula pendula Roth.) | ||
پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
دوره 29، شماره 2، تیر 1401، صفحه 39-57 اصل مقاله (1.12 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2022.19601.1946 | ||
نویسندگان | ||
منصوره آقاسیزاده شعرباف1؛ وحیده پیام نور* 2؛ عباس رضایی اصل3 | ||
1دانشجوی دکتری ،گروه جنگلشناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
2دانشیار گروه جنگلشناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
3دانشیار ، گروه مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: تجمع متابولیتهای ثانویه در گیاهان بخشی از پاسخهای دفاعی در برابر حملات پاتوژنی است که معمولاً به مقدار کم در سلولهای گیاهی تجمع مییابند و محرکها میتوانند مقدار آنها را افزایش دهند. کشت بافت و سلول گیاهی بهعنوان یک روش پایدار برای بررسی متابولیتهای ثانویه گیاهی بهطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. بتولینیک اسید یکی از مهمترین متابولیتهای ضد سرطان و ضد ویروس ایدز است که اصلیترین منبع اولیه تهیه آن درخت توس است. با توجه به در حال انقراض بودن این درختان در ایران، جایگزین نمودن روشهای نوین کشت سلول و بافت بهجای استخراج از پوست اینگونه امری ضروری است. پژوهش حاضر در همین راستا و باهدف افزایش مقدار ماده مؤثر تولیدی صورت گرفته است. مواد و روشها: ریزنمونههای پوست داخلی توس در محیط کشت NT با 3 درصد ساکارز، 8/0 درصد آگار، 5/2 میلیگرم بر لیتر 2-4,D و 5/0 میلیگرم بر لیتر BAP کشت شد و کالزایی صورت گرفت. بازکشتها بهصورت ماهانه انجام شد و سلولهای 8 ماهه تحت اثر میدان مغناطیسی قرار گرفتند. سلولهای توس در کشت تعلیقی (حدود 1 گرم کالوس نرم و سفید در 30 میلیلیتر محیط کشت NT با ترکیبات هورمونی فوقالذکر بدون آگار) توسط میدان مغناطیسی ایستا با شدت 30 میلی تسلا و در روزهای 11-8 بعد از واکشت، روزی 4 ساعت تیمار شدند. سپس زندهمانی سلولها، میزان رشد، بتولینیک اسید و خواص آنتیاکسیدانی در سلولهای تیمار شده با میدان مغناطیس، اندازهگیری و با سلولهای تیمار نشده مقایسه گردید. یافتهها: نتایج نشان داد میزان رشد، بتولینیک اسید و خواص آنتیاکسیدانی در سلولهای تیمار شده توسط میدان مغناطیس نسبت به شاهد افزایش یافت؛ اما زندهمانی سلولها تحتتأثیر میدان مغناطیسی قرار نگرفت، بااینحال میزان مغناطیس واردشده باعث از بین رفتن و مرگ سلولی نشد. در کشتهای تیمار شده تولید بتولینیک اسید کل (98/18 گرم بر لیتر) نسبت به کشتهای شاهد (28/7 گرم بر لیتر) 5/2 برابر و نسبت خواص آنتیاکسیدانی در کشتهای تیمار شده (09/40 درصد) نسبت به کشتهای شاهد (2/14 درصد) 8/2 و نسبت رشد در کشتهای تیمار شده (12/0 درصد) نسبت به کشتهای شاهد (09/0 درصد) 2/1 برابر شد. نتیجهگیری: در این پژوهش میدان مغناطیسی نیز مثل دیگر القاکنندهها یا محرکها با راهاندازی زنجیره انتقال پیام از طریق استرس اکسیداتیو ایجادشده، متابولیسم ثانویه را در سلولها القاء نموده و باعث افزایش تولید متابولیتهای ثانویه در سلولهای توس نسبت به نمونههای شاهد شدند. همچنین میتوان گفت میدان مغناطیس بهعنوان یک تنش مصنوعی باعث واکنش سلولها و افزایش رشد و تولید مواد مؤثره شد. این محرک میتواند با افزایش میزان بتولینیک اسید و ظرفیت آنتیاکسیدان، در کشتهای اینویترو این گیاه دارویی در حال انقراض به کار رود. | ||
کلیدواژهها | ||
کشتسلولی؛ توس؛ بتولینیک اسید؛ آنتیاکسیدان؛ میدان مغناطیسی | ||
مراجع | ||
1.Wang, H.Y., Zeng, X.B., Guo, S.Y., and Li, Z.T. 2008. Effects of magnetic field on the antioxidant defense system of recirculation-cultured Chlorella vulgaris. J. of the Bioelectromagnetics Society.29: 1. 39-46.
2.Dhawi, F., Al-Khayri, J.M., and Hassan, E. 2009. Static magnetic field influence on elements composition in Date Palm (Phoenix dactylifera L.). Research J. Agriculture Biology Sciences. 5: 161-166.
3.Vasilevski, G. 2003. Perspectives of the application of biophysical methods in sustainable agriculture. Bulgarian J. Plant Physiology (Special Issue). pp. 179-186.
4.Omidi, M., and Farzin, N. 2012. Biotechnology solutions in increasing the efficiency of medicinal plants. Modern Genetic J. 7: 3. 220-209. (In Persian)
5.Sabeti, H. 1976. Forests, Trees and shrubs of Iran. Ministry of Agriculture and Natural Resources of Iran, Tehran. (In Persian)
6.Jalili, A., and Arzani, H. 1999. A preliminary survey of endemic, rare and endangered plant species in Iran (red data book of Iran). Research institute of forests and rangelands. Tehran. (In Persian)
7.Hordyjewska, A., Ostapiuk, A., Horecka, A., and Kurzepa, J. 2019. Betulin and betulinic acid: triterpenoids derivatives with a powerful biological potential. Phytochemistry Reviews. 18: 929-951.
8.Fulda, S. 2008. Betulinic Acid for Cancer Treatment and Prevention. International J. of Molecular Sciences. 9: 1096-1107.
9.Alikamanoğlu, S., Yaycılı, O., Atak, C., and Rzakoulieva, A. 2007. Effect of magnetic field and gama radiation on Paulowinia tomentosa tissue culture. Biotechnology and Biotechnological Equipment. 21: 1. 49-53.
10.Atak, C., Emiroglu, O., Alikamanoglu, S., and Rzakoulive, A. 2003. Stimulation of regeneration by magnetic field in soybean (Glycine max L. Merrill) tissue cultures. J. of Cellular and Molecular Biology. 2: 113-119.
11.Radhakrishnan, R., Leelapriya, T., and Kumari, B.D. 2012. Effects of pulsed magnetic field treatment of soybean seeds on calli growth, cell damage, and biochemical changes under salt stress. J. of Bioelectromagnetics. 33: 8. 670-81.
12.Faeghi, P., and Seyedpour, N. 2013. Effects of 50 Hz electromagnetic fields on seed germination and early growth in wheat (Triticum spp.). Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences. 2: 5. 52-54.
13.Abbaszaddeh, R., Masoumian, M., Sarami, SH., Zenozi, A., and Norouzian, A. 2014. Study of the effect of electromagnetic field on the production of phenol production of aloe vera. Third Iranian Conference of Electromagnetic Engineers. (In Persian)
14.Rezaei, A., Ghanati, F., and Behmanesh, M. 2012. Stimulation of taxol production by magnetic field in cell culture of hazel (Corylus avellana L.). Iranian J. of Biomedical Engineering. 6: 113-122. (In Persian)
15.Shang, G.M., Chuan, W., and Yuan, Y. 2004. Improved cell growth and Taxol production of suspension-cultured Taxus chinensis var. mairei in alternating and direct current magnetic Fields. J. Biotechnology Letters. 26: 875-878.
16.Ulgen, C., Yıldırım, A.B., and Turker, AU. 2017. Effect of magnetic field treatments on seed germination of Melissa officinalis L. International J. of Secondary Metabolite. 4: 3. 43-49.
17.Baradaranrad, A., Arouiee, H., and Tehranifar, A. 2016. Effect of magnetic field on germination of two Calendula officinalis L. cultivars. International J. of Advanced Biotechnology and Research. 7: 662-668.
18.Mohammadi, R., and Roshandel, P. 2020. Ameliorative effects of a static magnetic field on Hyssop (Hyssopus officinalis L.) growth and phytochemical traits under water stress. Bioelectromagnetics. 41: 6. 15-31.
19.Safarizade Sani, A., Jamali, S., and Banezhad, H. 1400. Investigating the effect of irrigation with magnetic water on the function and components of the evergreen plant in different tissues. J. of Iranian Water Research. 15: 1. 75-85. (In Persian)
20.Boshehri, SH., Ghaem Maghami, SM., and Abbaszadeh, SA. 2016. Studying the effect of static magnetic square on calus creating Ginkgo Embryo in laboratory conditions. The ninth congress of the Horticultural Science. Ahvaz.
21.Rahmatinia, M., Moradi, M., Ghasemi Omran, V., and Hadadinejad, M. 2018. The effect of different magnetic field duration on direct organogenesis of African Violets (Saintpaulia Ionantha) In Tissue Culture Medium with and Without Pgrs. J. of Crop Breeding.9: 24. (In Persian)
22.Gharaati, T., Hassanpour, H., Hekmati, M., and Mousavi, F. 2020. Effects of magnetic fields on some physiological factors and antioxidant capacity of Silibum marianum L. seedlings under salt stress. J. of Plant Process and Function. 9: 38. (In Persian)
23.Rokhbin, A., and Azadbakht, M.2020. Investigation of Some Qualitative Properties of Okra under the Influence of Magnetic Field. J. of Agricultural Mechanization. 5: 1. 71-79. (In Persian)
24.Nazari, J., Payamnoor, V., and Kavosi, M.R. 2017. The evaluation absorption of some secondary metabolites (betulin, betulinic acid, phenol, flavonoids) and antioxidant activity of woodinhabiting agaric fungi on medicinal birch tree (Betula pendula Roth.) in Golestan province. Eco-Phytochemical J. of medicenal plant. 14: 2. 44-55.(In Persian) 25.Jafari Hajati, R., Payamnoor, V., Ghasemi Bezdi, K., and Ahmadian Chashmi, N. 2016. Optimization of callus induction and cell suspension culture of Betula pendula Roth. for improved production of betulin, betulinic acid, and antioxidant activity. In vitro cellular and developmental biology-plant. 52: 4. 400-407.
26.Sahebjamei, H., Abdolmaleki, P.,and Ghanati, F. 2007. Effects of magnetic field on the antioxidant enzyme activities of suspension-cultured tobacco cells. J. of Bioelectromagnetics. 28: 42-47.
27.Payamnoor, V., Lazemi, G., Nazari, J., and Alishah, O. 2020. Evaluation the effect of elicitors on antioxidant properties and mycelial secondary metabolites of Stereum hirsutum, Hyphodontia paradoxa and Arthrinium arundinis from Golestan province. Eco-phytochemical J. of Medicinal Plants. 2: 30. 76-88. (In Persian) 28.Mashayekhi, K., and Atashi, S. 2014. The analyzing methods in plant physiology. Sirang press. Gorgan. 310p. (In Persian) 29.Shabrangi, A., Majd, A., and Sheidai, M. 2011. Effects of extremely low frequency electromagnetic fields on growth, cytogenetic, protein content and antioxidant system of Zea mays L. J. of Biotechnology. 10: 46. 9362-9369. (In Persian) 30.Mosquera Deamici, K., Barcelos Cardias, B., Alberto Vieira Costa, J., and Oliveira Santos, L. 2016. Static magnetic fields in culture of Chlorella fusca: Bioeffects on growth and biomass composition. J. of Process Biochemistry. 51: 7. 912-916.
31.Rakosy-Tican, L., Aurori, C.M., and Morariu, V.V. 2005. Influence of near null magnetic fieldon in vitro growth of potatoand wild Solanum species. J. of Bioelectromagnetics. 26: 548-557.
32.Salimi, SH., and Mahouri, Z. 2020.The effect of magnetic fields on the growth of Lens esculinaris. J. of biology. 1: 61-58. (In Persian)
33.Florez, M., Carbonell, M.V., and Martinez, E. 2007. Exposure of maize seeds to stationary magnetic fields: effects on germination and early growth. J. of Environmental and Experimental Botany. 59: 68-75.
34.Mohammadi, R., and Roshandel, P. 2020. Alternation of Growth, Phenolic Content, Antioxidant Enzymes and Capacity by Magnetic Field in Hyssopus officinalis under Water Deficit. International J. of Horticultural Science and Technology. 7: 2. 153-163.
35.Mohammadi, R., Roshandel, P., and Tadayon, A. 2019. The effects of magnetopriming on the growth, physiology and antioxidant systems in hyssop. Nova biologica reperta.6: 106-115. (In Persian)
36.Danilov, V., Bas, T., Eltez, M., and Rizakulyeva, A. 1994. Artificial magnetic field effects on yield and quality of tomatoes. Acta Horticulturae. 366: 279-285.
37.Yano, A., Ohashi, Y., Hirasaki, T., and Fujiwara, K. 2004. Effects of a 60 Hz magnetic field on photosynthetic CO2 uptake and early growth of radish seedlings. J. of Bioelectromagnetics.25: 572–581.
38.Aukhez, S.T., and Beharry, G.K. 2001. Effects of magnetic field on growth and polyphenolic production in callus cultures of Cassia fistula L. Sciences and Technology Research J. 8: 13-27.
39.Alaei, B., Amiri Chayjan, R., and Sarikhani, H. 2020. The effect of static and dynamic magnetic fields on some chemical properties of Pomegranate Arils. Iranian J. of Biosystem Engineering. 50: 4. 823-831. (In Persian)
40.Hosseini, S., Rafiee Alhoseini, M., and Roshandel, Roshandel, P. 2019. The effect of magnetic field pretreatment on the growth and activity of antioxidant enzymes in Guizotia abyssinica under drought stress conditions. J. of Plant Process and Function. 7: 27. 219-235. (In Persian)
41.Moradipour, L., and Payamnoor, V. 1400. Effect of magnetic field as abiotic elicitor on growth and antioxidant activities of Ganoderma lucidum mycelium, 3rd International Congress and 4th National Conference on Biotechnology of Medicinal Plants and Mountain Fungi (Virtual). Zanjan.
42.Alemán, E.I., Mbogholi, A., Boix,Y.F., González-Olmedo, J., and Chalfun-Junior, A. 2014. Effects of EMFs on some biological parameters in coffee plants (Coffea arabica L.) obtained by in vitro propagation. J. of Development. 8: 14.
43.Haghighat, N., Abdolmaleki, P., Ghanati, F., Behmanesh, M., and Payez, A. 2014. Modification of catalase and MAPK in Vicia faba cultivated in soil with high natural radioactivity and treated with a static magnetic field. J. of Plant Physiolgy. 171: 99-103.
44.Cakmak, T., Cakmak, Z.E., Dumlupinar, R., and Tekinay, T. 2012. Analysis of apoplastic and symplastic antioxidant system in shallot leaves: Impacts of weak static electric and magnetic field. J. of Plant Physiolgy. 169: 1066-1073. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 351 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 276 |