بررسی تأثیر هورمون و کانامایسین روی کالوس‌های گیاه دارویی شقایق (Papaver somniferum)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته‌ی کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، لرستان

2 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، لرستان

3 دانشیاران گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه رازی کرمانشاه، کرمانشاه

چکیده

گیاه شقایق(Papaver somniferum L.) یکی از قدیمی­ترین گیاهان دارویی است که بواسطه بیوسنتز و ذخیره آلکالوئیدهای بنزیل ایزوکوئینولی دارای اهمیت خاص می­باشد. به‌منظور بهره‌برداری­های زیست‌فناروانه از این گیاه بایستی بهینه‌سازی‌های لازم مثل کشت بافت و تراریختی ژنتیکی صورت گیرد. از میان عوامل مؤثر در تراریختی عامل گزینشگر و برهمکنش آن با سایر عوامل از اهمیت خاصی برخوردار است. به‌منظور بررسی تحمل کالوس­های این گیاه نسبت به گزینشگر کانامایسین، در مرحله کالوس‌زایی سه آزمایش مجزا روی سه نوع ریز نمونه هیپوکوتیل، کوتیلدون و ریشه طراحی شد. آزمایش­های مربوط به کالوس‌زایی به‌صورت فاکتوریل با عامل‌های محیط‌کشت پایه در دو سطحB5  و MS و تنظیم‌کننده­های رشد در دو سطح 1 میلی­گرم در لیتر 2,4- D و 5/. میلی­گرم در لیتر 2,4- D + 5/. میلی­گرم در لیتر BA در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با هشت تکرار انجام شد. نتایج مقایسه میانگین، بالاترین درصد کالوس‌زایی را در محیط‌کشت B5 نشان داد. در مرحله جنین­زایی نیز دو آزمایش فاکتوریل (با سه عامل محیط پایه، هورمون و کانامایسین) با هشت تکرار در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی اجرا شد. نتایج بیشترین جنین­زایی و باززایی جنین­ها را از کالوس­های به‌دست آمده از ریزنمونه هیپوکوتیل در محیط کشت B5 حاوی 1 میلی­گرم در لیتر 2,4- D و در سطح 25 میلی­گرم در لیتر کانامایسن را نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of Hormon and Kanamycine on Calli of Medicinal Plant (Papaver somniferum L.)

نویسندگان [English]

  • ZIBA NAZARI 1
  • ahmad ismaili 2
  • farhad nazariyan 3
  • alireza zabarjadi 3
چکیده [English]

Opium poppy (Papaver somniferum) is one of the oldest and most important medicinal plants due to biosynthesis and storage of Benzylisoquinoline alkaloids. For more biotechnology exploitation of this plant, optimization of tissue culture and genetic transformation is necessary. Among different factors affecting on genetic transformation, selectable marker and it's interaction with other factors is important. In order to optimization of gene transformation by agrobacterium to the plant, three separate experiments were designed for callus induction from hypocotyl, cotyledon and root explants. The factorial experiments were designed for callus induction with two factors based on completely randomized design with 8 replicates. First factor was basal medium (B5 and MS) and second factor was plant growth regulation (1mg/l 2, 4-D and 0.5 2,4-D mg/l + 0.5 BA mg/l ). Analysis of variance and mean comparisons revealed that the highest percentage of callugenesis was observed in B5 Medium. At somatic embryogenesis stage, factorial experiments (with tree factors including medium, hormones and kanamycin) were performed based on completely randomized design with 8 replicates. Results indicated that the most embrygenesis and regeneration of somatic embryonic obtained from hypocotyl explants on B5 medium supplemented with 1 mg/l 2,4-D and 25 mg/l Kanamaycin.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Poppy
  • Agrobacterium
  • Somatic Embryogenesis
  • Explant
Belny, M. D., Herouart, B., Thomassset, H., David Jacquin-Dubeuil, A. and David, A. 1997. Transformation of Papaver somniferum cell suspension culture with sam1 A. thaliana in cell lines of different s- adnosyl-1-methonine synthase activity. physiologia plantarum, 99: 233-240

Chitty, J. A., Allen, R. S., Fist, A. J. and Larkin, P. J. 2003. Genetic transformation incommercial Tasmanian cultivars of opium poppy, Papaver somniferum, and movement of transgenic pollen in the field. Plant Biology 30 (10): 1045–1058

Dunlap, J. R., Kresorich, S. and Mcgce, R. E. 1986. The effects of salt concentration on Auxin stability in culture media, Plant Physio, 8:934-936

Doyle, J. J. and J. L. Doyle. 1990. Isolation of Plant DNA From Fresh Tissue. Focus,12:13-15.

Facchini P. J., Huber-Allanach K. L. and Tari L. W. 2000. plant aromatic L-amino acid decarboxyla se: evolution, biochemistry, regulation and temperature. Phytochemistr y 54: 121-138

Facchini, P. J. and De-Luca, V. 2008. opium poppyand Madagascar periwigncle: model non- model system to investigate alkaloid biosynthesis in  plant. Plant journal 56: 763-784

Facchini, P. J., Loukanina, N. and Blanche, V. 2008. Genetic transformation via somatic embryogenesis to establish herbicide-resistant opium poppy. Plant cell rep, 27: 719-727

George, E. F., Hall M. A. and De-Klerk, G. J. 2008. Plant propagation by tissue culture 3rd Edition. springer, Dordreacht, the Netherlands 1:501

Ikuta, A. and Furuya, K. 1974. Alkaloids of callus tissues and redifferentiated in the Papaveraceae , PHytochemistry, 13; 2175-2179

Ilahi, I. and Jabeen, M. 1987. callus and plantlet induction in papaver somniferum, Acta Horticulturae 12; 697-699

Kassem A. M. and Jacquin A. 2001. Somatic embryogenesis, rhizogenesis, and morPHinanalkaloids production in two species of opium poppy Journal of Biomedicine and Biotechnology,1:270-78

Nessler, C. L. 1982. Somatic emberyogenesis in the opium poppy, Papver somniferum, PHysiologia plantarum, 55: 453-458.

Nessler, C. L. 1998. In vitro culture technologies. In Poppy- the genus Papaver (Harwood Academi c:Amsterdam): 209-217.

Nap, J. P., Bijvoet, J. and W. J. 1993. Biosafety of kanamycin-resistant transgenic plants,Plant Molecular Biology Reporter, 11(2):165-185

Ovečka, M., Bobák, M. and Šamaj, J (1997) Development of shoot primordia in tissue culture of Papaver somniferum L, Biologia Plantarum, 40( 3): 321-328

Park S. U. and Facchini P. J. 2000. Agrobacterium-mediated transformation of opium poppy, papaver somniferum , via shoot organogenesis. Journal of plant physiology 51; 1005-1016

Schmeller T. and Wink M. 1998. Utilization of alkaloid in modern medicine. in alkaloids-biochemistry, ecology and medicinal application. (Eds MF Roberta and M Wink), Plentum press: 435-459

Tetenyi, P. 1997. opium poppy (Papaver somniferum L.): Botany and Horticulture. Hurticulture Reviews: 373-408

Yoshmatsu, K. and  Shimomura, K. 1992. Trnansformation of opium poppy (Papaver somniferum) with Agrobacterium rhizogenesis MAFF-03-01724. Plant cell reports, 11;132-136

Ying, H. S., Xiang, Y. Z., Yu, B. L., Chuan, L. Z., Sharman, D. O. and Xian, S. Z. 2009. Auxin- induced WUS experiments is essential for embryonic stem cell renewal during somatic embryogenesis in Arabidopsis. The Plant Journal, 59: 448-460

Wang, Y. 2006. Agrobacteium Protocoles. Methods in Molecolar BiologyTM HUMANA PRESS Inc

Zhang Zhang, H. A., Liu, B. H., Wang, H. M. and Yao C. B. 2005. Effects of kanamycin on tissue culture and somatic embryogenesis in cotton, Plant Growth Regulation, 33(2): 137-149