Effect of Elicitor on secondary metabolite production and enzymatic activity in valerian (Valeriana officinalis L.) transformed hairy roots

Soltani, Nastaran and Zare, Nasser and Dezhsetan, Sara and Sheikhzadeh, Parisa and Farjaminezhad, Manouchehr (2014) Effect of Elicitor on secondary metabolite production and enzymatic activity in valerian (Valeriana officinalis L.) transformed hairy roots. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
Nastaran Soltani.pdf

Download (510kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Valerian (Valeriana officinalis L.) since old ages, due to having sedative, hypnotic, anticonvulsant and anti-anxiety effects has been under human considerations as a valuable pharmaceutical plant. This investigation aimed to evaluate the effects of methyl jasmonate, salicylic acid, ultrasound and leucine on antioxidant enzymes activity and total protein content and valerenic acid content in hairy roots of valerian in in-vitro condition. For this purpose, firstly, disinfected seeds of this plant were cultured on solid MS medium. Then the petiole explants were inoculated with A4 strain of Agrobacterium rhizogenesis and after 48 hours co-cultivation were transferred to MS medium containing cefotaxime. 2-3 weeks later, the produced hairy roots were transferred to liquid medium and were placed on a rotary shaker with 120 RPM and 24±2 ̊C. After the growth and proliferation of hairy roots, the roots were treated with methyl jasmonate, salicylic acid, ultrasound and leucine. Then, 24 and 96 hours after treatment, fresh and dry weight of hairy roots, pH and EC of medium and activity of enzymes including catalase, peroxidase and super oxide dismutase as well as total protein content and Secondary metabolite valerenic acid of hairy roots were evaluated. Results indicated that fresh weight of hairy roots decreased significantly by methyl jasmonate (100µM), leucine (2 mM) in combination with methyl jasmonate, salicylic acid and ultrasound waves and treatment of leucine (1 mM) in combination with methyl jasmonate treatments, as compared to control. The highest dry weight of hairy roots was obtained in control treatment. In all Two periods, moisture content of hairy roots in control treatment was lower than those of other treatments. The activity of catalase enzyme in most of treatments was higher than that of control. The activity of peroxidase enzyme in leucine (1 mM) in combination with methyl jasmonate treatment increased significantly, as compared to control. However, the activity of superoxide dismutase increased significantly compared to control only by methyl jasmonate, salicylic acid and ultrasound treatments, and in most of other treatments decreased compared to control treatment. The highest content of valerenic acid was obtained from hairy roots on 24 hours after treatment with L-leucine (1 mM), methyl jasmonate (100µM) and their combination.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: تاثیر محرک¬ها بر تولید متابولیت¬ثانویه و فعالیت آنزیمی در ریشه¬های موئین سنبل¬الطیب Valeriana officinalis L.
Persian Abstract: سنبل¬الطیب Valeriana officinalis L. به واسطه داشتن اثرات آرامبخش، خواب¬آور، ضد¬تشنج و ضد¬اضطراب از زمان¬های گذشته به¬عنوان یک گیاه دارویی ارزشمند، همواره مورد توجه و استفاده انسان¬ها بوده است. این تحقیق به¬منظور بررسی اثر متیل جاسمونات، اسید سالیسیلیک، امواج فراصوت و اسید آمینه لوسین بر فعالیت آنزیم¬های آنتی اکسیدانت و میزان پروتئین کل و میزان والرنیک اسید در ریشه¬های موئین سنبل¬الطیب در شرایط درون شیشه‌ای انجام گرفت. برای این منظور ابتدا بذور ضدعفونی¬شده در محیط MS جامد کشت داده شد. سپس ریزنمونه¬های دمبرگ با سویه A4 آگروباکتریوم رایزوژنز تلقیح شده و پس از 48 ساعت هم‌کشتی، به محیط MSحاوی سفوتاکسیم منتقل شدند. دو تا سه هفته بعد ریشه¬های موئین تولید¬شده به محیط کشت مایع منتقل و روی شیکر با سرعت 120 دور در دقیقه در دمای 2±24 درجه سانتی‌گراد نگهداری شدند. پس از رشد و تکثیر ریشه¬های موئین، تیمارهای متیل جاسمونات، اسید سالیسیلیک، امواج فراصوت و لوسین بر ریشه¬ها اعمال شد. در زمان¬های 24 و 96 ساعت پس از اعمال تیمار، صفات وزن تر، وزن خشک، در صد رطوبت، pH و EC محیط کشت و فعالیت آنزیم¬های کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز و میزان پروتئین کل و متابولیت ثانویه والرنیک اسید ریشه¬های موئین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که وزن تر ریشه-های موئین در تیمارهای متیل جاسمونات 100 میکرومولار، لوسین 2 میلی¬مولار در ترکیب با متیل جاسمونات، اسید سالیسیلیک و امواج فراصوت و تیمار لوسین 1 میلی¬مولار در ترکیب با متیل جاسمونات نسبت به شاهد کاهش معنی‌داری داشته است. در هر دو دوره زمانی مورد آزمایش، بیشترین وزن خشک ریشه¬های موئین در تیمار شاهد به دست آمد. در هر دو دوره زمانی، ریشه‌های موئین، تیمار شاهد درصد رطوبت کمتری نسبت به بقیه تیمارها داشت. فعالیت آنزیم کاتالاز در اکثر تیمارها نسبت به شاهد افزایش معنی‌داری نشان داد. فعالیت آنزیم پراکسیداز در تیمار یک میلی¬مولار لوسین به همراه متیل جاسمونات افزایش معنی¬داری نسبت شاهد داشت. درحالی¬که، فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز در اکثر تیمارهای محرک نسبت به شاهد کاهش داشته و فقط در تیمارهای انفرادی متیل جاسمونات، اسید سالیسیلیک و امواج فراصوت نسبت به شاهد افزایش معنی¬داری داشت. بیشترین میزان والرنیک اسید ریشه¬های موئین در تیمارهای 1 میلی¬مولار لوسین، 1 میلی¬مولار لوسین به همراه 100 میکرومولار متیل جاسمونات و 100 میکرومولار متیل جاسمونات در 24 ساعت پس از اعمال تیمار مشاهده شد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Zare, NasserUNSPECIFIED
Dezhsetan, SaraUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Sheikhzadeh, ParisaUNSPECIFIED
Farjaminezhad, ManouchehrUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Date Deposited: 13 Dec 2018 16:08
Last Modified: 13 Dec 2018 16:08
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/2318

Actions (login required)

View Item View Item