همکاری با انجمن علمی گیاهان دارویی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

عضو هئیت علمی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان شرقی

10.22092/ijmapr.2024.365894.3446

چکیده

سابقه و هدف: ماریتیغال یا خارمریم با نام علمی Silybum marianum L. از گیاهان مهم دارویی است که جایگاه خاصی را در صنایع دارویی پیدا کرده است. خارمریم گیاهی یک‌ساله یا دوساله است که دارای مواد مؤثره از نوع ترکیبات فلانوئیدی می‌باشد که بیشتر در دانه‌های گیاه ذخیره می‌شود. مجموعه مواد مؤثره این گیاه به سیلی‌مارین معروف است. سیلی‌مارین به‌عنوان ماده دارویی ضد سرطان شناخته شده است. سیستم‌های کشت سلولی می‌توانند برای کشت در مقیاس وسیع سلول‌های گیاهی برای تولید متابولیت‌های ثانویه استفاده شوند. هدف از این تحقیق، مطالعه اثر ژنوتیپ، ریز‌نمونه، تیمارهای فیتوهورمونی و نوع کالوس بر میزان سنتز مواد مؤثره در کالوس‌های ماریتیغال با استفاده از تکنیک کروماتوگرافی مایع با فشار بالا (HPLC) بود.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق برای تولید گیاهچه استریل ماریتیغال، از محلول‌های tween-20، اتانول 70%، آب اکسیژنه و شستشو با آب مقطر استریل برای ضد‌عفونی بذر استفاده شد. سپس بذرهای استریل به محیط کشت آب و آگار (12 گرم در لیتر) استریل شده منتقل و در شرایط تاریکی و دمای 25 درجه سانتی‌گراد به‌مدت 15 روز نگهداری و پس از جوانه‌زنی و کمی رشد به شرایط روشنایی انتقال داده شدند. سپس آزمایشی با استفاده از دو ژنوتیپ مجارستان و برازجان، ریز‌نمونه لپه و هیپوکوتیل، محیط کشت موراشیگ و اسکوک (MS) و تیمارهای هورمونی 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) (1، 2.5 و 5 میلی‌گرم در لیتر) و بنزیل آمینو پورین (BAP) (0.25 و 0.5 میلی‌گرم در لیتر) در شرایط تاریکی و در قالب طرح فاکتوریل بر پایه کاملاً تصادفی انجام شد. کالوس‌های تولید شده پس از 30 روز به محیط کشت MS منتقل و با نصف هورمون‌ها واکشت شدند. چربی‌زدایی و استخراج مواد مؤثره از کالوس، به‌ترتیب با استفاده از حلال‌های پترولیوم اتر و متانول انجام شد. اجزای سیلی‌مارین با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با فشار بالا به اجزای تاکسی‌فولین، سیلی‌کریستین، سیلی‌دیانین، سیلی‌بین و ایزوسیلی‌بین تفکیک شدند. آنالیز آماری داده‌ها با نرم‌افزار spss انجام شد.
نتایج: نتایج آزمایش نشان‌دهنده تأثیر تیمارهای مختلف ریز‌نمونه، اکوتیپ و هورمون‌ها بر میزان ترکیبات فلاونوییدی سیلی‌مارین (تاکسی‌فولین، سیلی‌کریستین، سیلی‌دیانین، سیلی‌بین، ایزوسیلی‌بین) در عصاره ماریتیغال می‌باشد. نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین مقادیر فلاونولیگنان‌ها در کالوس‌های حاصل از آزمایش نشان داد که بیشترین مقدار تاکسی‌فولین مربوط به ریز‌نمونه هیپوکوتیل بود. بیشترین مقدار سیلی‌کریستین مربوط به رقم مجارستان و مقدار 5 میلی‌گرم در لیتر 2,4-D بود. بیشترین مقدار سیلی‌دیانین مربوط به رقم مجارستان، مقدار 1 میلی‌گرم در لیتر 2,4-D و 0.25 میلی‌گرم در لیتر BAP بود. بیشترین مقدار سیلی‌بین مربوط به رقم مجارستان، ریزنمونه هیپوکوتیل، مقدار 1 میلی‌گرم در لیتر 2,4-D و 0.25 میلی‌گرم در لیتر BAP تعلق داشت. بیشترین مقدار ایزوسیلی‌بین مربوط به رقم مجارستان، ریزنمونه هیپوکوتیل و مقدار 1 میلی‌گرم در لیتر 2,4-D بود. بیشترین مقدار سیلی‌مارین مربوط به رقم مجارستان، مقدار 1 میلی‌گرم در لیتر 2,4-D و 0.5 میلی‌گرم در لیتر BAP بود.
نتیجه‌گیری: نتایج بدست آمده نشان داد که ارقام اصلاح شده ماریتیغال از قبیل مجارستان مواد مؤثره بیشتری نسبت به توده‌های بومی دارند. در تولید مواد مؤثره، نوع ریزنمونه اهمیت بیشتری نسبت به حجم و نوع کالوس حاصل از آن دارد. به‌طوری که ریزنمونه هیپوکوتیل با کالوس‌های کوچک و غیر جنین‌زا نسبت به لپه با کالوس‌های حجیم و جنین‌زا درصد تولید مواد مؤثره بالایی داشت. در ضمن، مقادیر پایین هورمون‌های اکسین و سیتوکینین مؤثرتر از مقادیر بالای آنها در تولید مواد مؤثره بودند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

- Awla, N.J., Naqishbandi, A.M. and Baqi, Y., 2023. Preventive and Therapeutic Effects of Silybum Marianum Seed Extract Rich in Silydianin and Silychristin in a Rat Model of Metabolic Syndrome. ACS Pharmacology & Translational Science, 6(11): 1715-1723.
- Azadi, P., 2006. Plant regeneration from sunflower cotyledons through direct organogenesis. Master's Thesis in Agriculture and Plant Breeding. Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University.
- Belury, M.A., 2023. Linoleic Acid, an Omega-6 Fatty Acid That Reduces Risk for Cardiometabolic Diseases: Premise, Promise and Practical Implications. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care, 26(3): 288-292.
- Bhojwani, S.S. and Razdan, M.K., 1996. Plant Tissue Culture. Elsevier Science, 510p.
- Bourgand, F., Gravot, A., Milesi, S. and Gontier, E., 2001. Production of plant secondary metabolites: a historical perspective. Plant Science, 161: 839-851.
- Brenda, W.S., 2000. Flavonoid biosynthesis. A colorful model for genetics, biochemistry, cell biology, and biotechnology. Plant Physiology, 126: 485-493.
- Cacho, M., Moran, M., Corchete, P. and Fernandez- Tarrago, J., 1999. Influence of medium composition on the accumulation of flavonolignans in cultured cells of Silybum marianum.L. Gaertn. Plant Science, 144: 63-68.
- Cammie, A., Burgess, B.B.A. and Pharm, D., 2003. Silybum marianum (Milk Thistle). Journal of the Pharmacy Society Wisconsin. 2: 38-40.
- Elateeq, A.A., Sun, Y., Nxumalo, W. and Gabr, A.M.M., 2020. Biotechnological Production of Silymarin in Silybum Marianum L.: A Review. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 29: 101775.
- Fallah hoseaini, H. and Alavian, S.M., 2002. Control and treatment of hepatitis with complementary and herbal medicines. Journal of Medicinal Plants, 4: 1-10.
- Hadolin, M., Skerget, M., Knez. Z. and Bauman, D., 2001. High pressure extraction of vitamin E- rich oil from Silybum marianum. food Chemistry, 74: 355-364.
- Hasanloo, T., 2005. Study of some secondary metabolites in plant Silybum marianum L., collected from different parts of Iran and its tissue and cell culture in order to produce silymarin. Ph.D. thesis in biology- plant sciences, Faculty of Science, Tarbiat Moalem University.
- Hetz, E., liersch, R. and Schieder, D., 1995. Genetic investigations on silybum marianum and S. eburneum with respect to leaf colour, out crossing ratio and flavonolignan composition. Planta Medica, 61(1): 54-57.
- Kim, N.C., Graf, T.N., Sparacino, C.M., Wani, M.C. and Wall, M.E., 2003. Complete isolatation and characterization of silybins and isosilybins from milk thistle (Silybum marianum). Organic & Biomolecular Chemistry, 1(10): 1684-1689.
- Khallouki, F., Ksila, M., Ghzaiel, I., Essadek, S., Joutey, M.T. and Maaloul, S., 2024. Chemical and Biochemical Features of Spinasterol and Schottenol. Advances in Experimental Medicine and Biology, 1440: 45-55.
- Krecman, V., Skottova, N., Waterova, D., Ultichova, J. and Simanek, V., 1998. Silymarin inhibits the development of diet- induced hypercholes- terolemia in rats. Planta Medica, 64: 138-142.
- Lukic, I., Milovanovic, S., Pantic, M., Srbljak, I., Djuric, A. and Tadic, V., 2022. Separation of High-Value Extracts from Silybum Marianum Seeds: Influence of Extraction Technique and Storage on Composition and Bioactivity. LWT, 160: 113319.
- Marmouzi, I., Bouyahya, A., Ezzat, S.M., El Jemli, M. and Kharbach, M., 2021. The Food Plant Silybum Marianum (L.) Gaertn.: Phytochemistry, Ethnopharmacology and Clinical Evidence. Journal of Ethnopharmacology, 265: 113303.
- Marszałkiewicz, S., Siger, A., Gawrysiak-Witulska, M., Kmiecik, D. and Rudzińska, M., 2020. The Effect of Drying Temperature of Milk Thistle Seeds on Quality and Bioactive Compounds in the Lipid Fraction. Journal of Food Science and Technology, 57(11): 4003-4013.
- Meddeb, W., Rezig, L., Abderrabba, M., Lizard, G. and Mejri, M., 2017. Tunisian Milk Thistle: An Investigation of the Chemical Composition and the Characterization of Its Cold-Pressed Seed Oils. International Journal of Molecular Sciences, 18(12): 2582.
- Meddeb, W., Rezig, L., Zarrouk, A., Nury, T., Vejux, A. and Prost, M., 2018. Cytoprotective Activities of Milk Thistle Seed Oil Used in Traditional Tunisian Medicine on 7-Ketocholesterol and 24S-Hydroxycholesterol-Induced Toxicity on 158N Murine Oligodendrocytes. Antioxidants, 7(7): 0095.
- Milovanovic, S., Lukic, I., Stamenic, M., Kamiński, P., Florkowski, G. and Tyśkiewicz, K., 2022. The Effect of Equipment Design and Process Scale-up on Supercritical CO2 Extraction: Case Study for Silybum Marianum Seeds. The Journal of Supercritical Fluids, 188: 105676.
- Murashige, T. and Skoog, F., 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia plantarum, 15(3): 473-497.
- Omidbagi, R., 1997. Approaches to The Production and Processing of Medicinal Plants. Tehran, Designs Publishing House, first edition, 283p.
- Omidbagi, R., 1998. Investigating the production of silymarin and silybin in Silybum marianum plant by growing its wild and cultivated seeds. Iranian Journal of Agricultural Sciences, 29(2): 417-413.
- Poorjabbar, A., 2006. Optimizing the in vitro cultivation conditions of the medicinal plant Silybum marianum L. and investigation of somaclonal diversity with molecular markers. Master's thesis in the field of agricultural biotechnology. Faculty of Agriculture, University of Tabriz.
- Quaglia, M.G., Bossu, E., Donati, E., Mazzanti, G. and Brandt, A., 1999. Determination of silymarin in the extract from the dried Silybum marianum fruits by high performance liquid chromatography and capillary electrophoresis. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 19: 435-442.
- Rezig, L., Ghzaiel, I., Ksila, M., Yammine, A., Nury, T. and Zarrouk, A., 2022. Cytoprotective Activities of Representative Nutrients from the Mediterranean Diet and of Mediterranean Oils against 7-Ketocholesterol- and 7β-Hydroxycholesterol-Induced Cytotoxicity: Application to Age-Related Diseases and Civilization Diseases. Steroids, 187: 109093.
- Titel, G. and Wagner, H., 1977. High-performance liquid chromatographic separation of silymarins and their determination in a raw extract of silybum marianum. Journal Chromatography, 135(2): 499-501.
- Valenzuela, A. and Garrido, A., 1994. Biochemical bases of the pharmacological action of the flavonoid silymarin and its structural isomer silibinin. Biological Research, 27(2): 105-112.
- Wagner, H., Diesel, P. and Seites, M., 1974. The chemistry and analysis of silymarin from silybum marianum. Arzheimittle Forschung, 24(4): 466-471.
- Wang, X., Zhang, Z. and Wu, S.C., 2020. Health Benefits of Silybum Marianum: Phytochemistry, Pharmacology, and Applications. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 68(42): 11644-11664.
- Zi, X. and Agarwal, R., 1999. Silibinin Prostate-Specific a with cell growth inhibition via Gl arrest, leading to differentiation of prostate carcinoma Cells: Implications for prostate cancer intervention. The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 96(13): 7490-7495.