تأثیر مثبت الیسیتورهای عصاره مخمر و مس بر محتوای رزمارینیک اسید در گیاه بادرنجبویه (Melissa offisinalis L.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه بیوتکنولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان،

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان

چکیده

گیاه بادرنجبویه (Melissa offisinalis L.) از خانواده نعناعیان است و دارای خواص دارویی ضدباکتریایی، ضدافسردگی، ضدالتهابی، ضدسرطانی و ضدویروسی می‌باشد. بیشتر اثرات دارویی این گیاه را به ماده مؤثره آن یعنی رزمارینیک اسید نسبت می‌دهند. در این تحقیق، اثر غلظت‌های مختلف الیسیتورهای عصاره مخمر (0، 5/0، 1 و 2 میلی‌گرم/میلی‌لیتر) و مس به فرم سولفاته (0، 4، 8 و 16 میکرومولار) در زمان‌های متفاوت (4، 8 و 16 ساعت) بر مقدار رزمارینیک اسید و محتوای فلاونوئید کل در گیاهچه‌های بادرنجبویه 30 روزه رشد یافته در شرایط گلخانه‌ای بررسی گردید. نتایج نشان‌دهنده اثرات مثبت و معنی‌دار عصاره مخمر بر مقدار رزمارینیک اسید، به‌ویژه در زمان‌های 4 و 8 ساعت می‌باشد. بیشترین مقدار این ماده در تیمار گیاهچه‌ها با غلظت mg/mL1 این الیسیتور و در زمان 8 ساعت مشاهده شد. از طرف دیگر، الیسیتور مس در تمامی غلظت‌های مورد استفاده و دوره‌های زمانی تیمار (بجز غلظت µM 4 در مدت زمان 16 ساعت) باعث افزایش معنی‌دار مقدار رزمارینیک اسید شد. به‌طوری که غلظت µM8 این الیسیتور در زمان 8 ساعت تیمار مقدار رزمارینیک اسید را حدود 7 برابر افزایش داد. بنابراین چنین به‌نظر می‌رسد که افزایش محتوای این ماده مؤثره در گیاهچه‌های تحت تیمار با این الیسیتورها، به‌دلیل القای سنتز گونه‌های فعال اکسیژن و تولید جاسمونات‌ها و در نتیجه فعال شدن ژن‌های درگیر در بیوسنتز آن می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


- آدینه، ج.، 1381. مطالعه کشت بافت و تغییرات کیفی و کمّی مواد مؤثره سیترونلول و ژرانیول در اسانس گیاه بادرنجبویه
(Melissa officinalis) در شرایط In vivo وIn vitro در منطقه همدان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا همدان، دانشکده کشاورزی.

- بدیهی قزوینی، ف.، 1366. بررسی اسانس و فیتوشیمی گیاه بادرنجبویه (Melissa offisinalis). پایان‌نامه دکترا، دانشگاه علوم پزشکی تهران، 87 صفحه.

- Abraham, F., Bhatt, A., Keng, C.L., Indrayanto, G. and Sulaiman, S.F., 2011. Effect of yeast extract and chitosan on shoot proliferation, morphology and antioxidant activity of Curcuma mangga in vitro plantlets. African Journal of Biotechnology, 10(40): 7787-7795.

- Agarwal, S. and Pandey, V., 2004. Antioxidant enzyme responses to NaCl stress in Cassia angustifolia. Biologia Plantarum, 48(4): 555-560.

- Ali-madad, M., 1996. Investigation on components of essential oils of Melissa officinalis. M.SC.Thesis, Tehran University of Medical Sciences, 231p.

- Apic, G., Gough, J. and Teichmann, S.A., 2001. Domain combinations in archaeal, eubacterial and eukaryotic proteomes. Journal of Molecular Biology, 310(2): 311-325.

- Askari, F. and Sefidkon, F., 2004. Essential oil composition of Melissa officinalis L. from different regions. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 20(2): 229-237.

- Bagdat, R.B. and Cosge, B., 2006. The essential oil of lemon balm (Melissa officinalis L.), iTS components and using fields. Journal of the Faculty of Agriculture, 21: 116-121.

- De, D. and De, B., 2011. Elicitation of diosgenin production in Trigonella foenum-graecum L. seedlings by heavy metals and signaling molecules. Acta Physiologiae Plantarum, 33(5): 1585-1590.

- Dörnerburg, H. and Knorr, D., 1995. Strategies for the improvement of secondary metabolite production in plant cell cultures. Enzyme and Microbial Technology, 17(18): 674-684.

- Gill, S.S. and Tuteja, N., 2010. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiology and Biochemistry, 48(12): 909-930.

- Jun, H.J., Roh, M., Kim, H.W., Houng, S.J., Cho, B., Yun, E.J., Hossain, M.A., Lee, H., Kim, K.H. and Lee, S.J., 2011. Dual inhibitions of lemon balm (Melissa officinalis) ethanolic extract on melanogenesis in B16-F1 murine melanocytes: inhibition of tyrosinase activity and its gene expression. Food Science Biotechnolgy, 20(4): 1051-1059.

- Karuppanapandian, T., Moon, J.C., Kim, C., Manoharan, K. and Kim, W., 2011. Reactive oxygen species in plants: their generation, signal transduction, and scavenging mechanisms. Australian Journal of Crop Science, 5(6):
709-725.

- Krizek, D.T., Kramer, G.F., Upadyaya, A. and Mirecki, R.M., 1993. UV-B response of cucumber seedling grown under metal halide and high pressure sodium/deluxe lamps. Physiologia Plantarum, 88: 350-358.

- Lin, L., Zhao, H., Dong, Y., Yang, B. and Zhao, M., 2012. Macroporous resin purification behavior of phenolics and rosmarinic acid from Rabdosia serra (MAXIM.) HARA leaf. Food Chemistry, 130(2): 417-424.

- Lombardii, L. and Sebastiani, L., 2005. Copper toxicity in Prunus cerasifera: growth and antioxidant enzymes responses of in vitro grown plant. Plant Science, 168(3): 797-802.

- Maksymiec, W., Wianowska, D., Dawidowicz, A.L., Radkiewicz, S., Mardarowicz, M. and Krupa, Z., 2005. The level of jasmonic acid in Arabidopsis thaliana and Phaseolus coccineus plants under heavy metal stress. Journal of Plant Physiology 162(12): 1338-1346.

- Maksymiec, W. and Krupa, Z., 2006. The effects of short-term exposition to Cd, excess Cu ions and jasmonate on oxidative stress appearing in Arabidopsis thaliana. Environmental and Eperimental Botany, 57(1): 187-194.

- Memelink, J., Verpoorte, R. and Kijne, W., 2001. ORC anization of jasmonate-responsive gene expression in alkaloid metabolism. Trends in Plant Science, 6(5): 212-219.

- Mencherini, T., Picerno, P., Scesa, C. and Aquino, R., 2007. Triterpene, antioxidant, and antimicrobial compounds from Melissa officinalis. Journal of Natural Products, 70(12): 1889-1894.

- Mizukam, H., Ogawa, T., Ohashi, H. and Ellis, B.E., 1992. Induction of rosmarinic acid biosynthesis in Lithospermum erythrorhizon cell suspension cultures by yeast extract. Plant Cell Reports, 11(2): 480-483.

- Naoumkina, M., Farag, M.A., Sumner, L.W., Tang, Y., Liu, C.J. and Richard, R.A., 2007. Different mechanisms for phytoalexin induction by pathogen and wound signals in Medicago truncatula. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 104(46): 17909-17915.

- Park, S.U., Uddin, M.R., Xu, H., Kim, Y.K. and Lee, S.Y., 2008. Biotechnological applications for rosmarinic acid production in plant. African Journal of Biotechnology, 7(25): 4959-4965.

- Petersen, M. and Simmonds, M.S., 2003. Rosmarinic acid. Phytochemistry, 62(2): 121-125.

- Pitta-Alvarez, S.I., Spollansky, T.C. and Giulietti, A.M., 2000. The influence of different biotic and abiotic elicitors on the production and profile of tropane alkaloids in hairy root cultures of Brugmansia candida. Enzyme and Microbial Technology, 26(2-4): 252-258.

- Posmyk, M.M., Kontek, R. and Janas, K.M., 2009. Antioxidant enzymes activity and phenolic compounds content in red cabbage seedlings exposed to copper stress. Ecotoxicology and Environmental Safety, 72(2): 596-602.

- Radman, R., Saez, T., Bucke, Ch. and Keshavarz, T., 2003. Elicitation of plants and microbial
cell systems. Biotechnology and Applied Biochemistry, 37: 91-102.

- Romero-Puertas, M.C., Corpas, F.J., Rodríguez-Serrano, M., Gómez, M., del Río, L.A. and Sandalio, L.M., 2007. Differential expression and regulation of antioxidative enzymes by cadmium in pea plants. Journal of Plant Physiology, 164(10):1346-1357.

- Savitha, B.C., Thimmaraju, R., Bhagyalakshmi, N. and Ravishankar, G.A., 2006. Different biotic and abiotic elicitors influence betalain production in hairy root cultures of Beta vulgaris in shake-flask and bioreactor. Process Biotechnology, 41: 50-60.

- Shams Ardakani, M.R., Amanzadeh, Y., Jahanshir, F. and Jamshidi, A.H., 2005. Pharmacognosical and plant tissue culture studies of Melissa officinalis L. Journal of Medicinal Plants, 4(13): 68-71.

- Sharma, P., Jha, A.B., Dubey, R.S. and Pessarakli, M., 2012. Reactive oxygen species, oxidative damage, and antioxidative defense mechanism in plants under stressful conditions. Journal of Botany, 26p.

- Szabo, E., Thelen, A. and Petersen, M., 1999. Fungal elicitor preparations and methyl jasmonate enhance rosmarinic acid accumulation in suspension cultures of Coleus blumei. Plant Cell Reports, 18(6): 485-489.

- Thaler, J.S., Karban, R., Ulman, D.E., Boege, K. and Bostok, R.M., 2002. Cross-talk between jasmonate and salycilate plant defense pathways: effects on several plants parasites. Oecologia, 131(2): 227-235.

- Wang, H., Provan, G.J. and Helliwell, K., 2004. Determination of rosmarinic acid and caffeic acid in aromatic herbs by HPLC. Food Chemistry, 87(2): 307-311.

- Yan, Q., Shi, M., Ng, J. and Yong, J., 2006. Elicitor-induced rosmarinic acid accumulation and secondary metabolism enzyme activities in Salvia miltiorrhiza hairy roots. Plant Science, 170(4): 853-858.

- Zhou, M.L. Zhu, X.M., Shao, J.R., Wu, Y.M. and Tang, Y.X., 2010. Transcriptional response of the catharanthine biosynthesis pathway to methyl jasmonate/nitric oxide elicitation in Catharanthus roseus hairy root culture. Applied Microbiology and Biotechnology, 88(3): 737-750.