Evaluation of different factors effect on Taxol production in cell suspension cultures of Hazelnut (Corylus avellana)

Hazrati Jahan, Roghayyeh and Zare, Nasser and Dezhsetan, Sara and Sheikhzadeh Mosaddeg, Parisa and Farjaminezhad, Manouchehr (2015) Evaluation of different factors effect on Taxol production in cell suspension cultures of Hazelnut (Corylus avellana). Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (ارزیابی تاثیر عوامل مختلف بر تولید تاکسول در کشت سوسپانسیون سلولی فندق (Corylus avellana))
Roghayyeh Hazrati Jahan.pdf

Download (995kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Hazelnut (Corylus avellana) is one of the most important nut crops in the world and because of its high content of essential fatty acids, sterols, antioxidants and minerals, biotechnological studies and in vitro culture of this plant is important. In addition to oil, Hazelnut produce valuable Taxol secondary metabolite. Extraction of secondary metabolite from callus or in vitro cell cultures is a suitable approach to provide secondary metabolites. In this research, the effect plant growth regulators on callus induction and cell culture growth, and effect of elicitors and precursors combination on Taxol production in Hazelnut cell suspension culture were investigated. In order to callus induction, seed, leaf and shoot explants were cultured on MS basal medium containing different levels of plant growth regulators (2,4-D, NAA, BAP and Kin) and maintained in a growth chamber in dark at 24±2oC. Percentage of callus induction and fresh weight of callus were measured after 2 to 3 weeks of cultures. For establishment of cell suspension culturs, the calli were transferred to liquid MS medium supplemented with 1 mg/l 2,4-D, 0.5 mg/l BAP and 15 mg/l ascorbic acid and maintained on an orbital shaker at 120 rpm and 24±2oC. In order to obtain the suitable composition for rapid proliferation of cells in suspension culture, the effect of different levels of plant growth regulators (2,4-D, NAA, and BAP or Kinetin) on cell proliferation was investigated. For investigation of the effect of elicitors and precursors on cell proliferation and taxol production in in vitro conditions, Methyl jasmonate, Chitosan, Ultrasonund treatment in combination with aminobenzoic acid and phenylalanine were applied on cell culture, and then, cell growth and viability and content of taxol were measured using HPLC techniques on 4 days after treatment. The results showed that the percentage of callus induction and fresh weight of callus were significantly affected. The highest percentage of callus induction and fresh weight of callus was observed in MS medium supplemented with 2 mg/l 2,4-D and 0.5 mg/l BAP. Hazelnut cells growth in suspension cultures was significantly influenced by growth regulators treatments. Cells growth in MS medium containing 1 mg/l 2,4-D, 0.5 mg/l BAP and 150 mg/l ascorbic acid was significantly higher than other treatments. The cell growth and viability, EC and pH of medium and taxol production were significantly different between elicitor treatments. Overall, elicitor treatments were inhibited cell proliferation but significantly increased the taxol production compared to the control (without elicitor). The highest Taxol content (15.27 mg/l) was obtained in 2 min US and 20 mg/l aminobenzoic acid treatment which was about 132.78- fold of control. Keywords: cell suspension culture, elicitor, precursor, secondary metabolite

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: ارزیابی تاثیر عوامل مختلف بر تولید تاکسول در کشت سوسپانسیون سلولی فندق (Corylus avellana)
Persian Abstract: فندق (Corylus avellana) یکی از مهم¬ترین محصولات آجیلی در جهان است و به¬خاطر داشتن میزان بالای اسیدهای چرب ضروری، استرول¬ها، آنتی¬¬اکسیدان¬ها و مواد معدنی، مطالعات بیوتکنولوژی و کشت درون-شیشه¬ای این گیاه مهم می¬باشد. فندق علاوه¬¬بر روغن، متابولیت ثانویه باارزش تاکسول را نیز تولید می¬کند. استخراج متابولیت ثانویه از کالوس یا کشت سلولی درون¬شیشه¬ای یک راهکار مناسبی برای تهیه متابولیت¬های ثانویه است. در این تحقیق، تاثیر تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی بر القای کالوس و رشد کشت‌ سلولی و تاثیر ترکیب محرک‌ها و پیش¬ماده¬ها بر تولید تاکسول در کشت سوسپانسیون سلولی فندق مورد بررسی قرار گرفت. به¬منظور القای کالوس، ریزنمونه¬های بذر، برگ و ساقه در محیط کشت پایه MS حاوی سطوح مختلف تنظیم¬کننده¬های رشد گیاهی (2,4-D، NAA، BAP و Kin) کشت شده و در اتاقک رشد با دمای 2±24درجه سانتی¬گراد در تاریکی نگهداری شدند. درصد کالوس¬زایی و وزن تر کالوس دو تا سه هفته پس از کشت اندازه¬گیری شد. جهت استقرار کشت سوسپانسیون سلولی، کالوس¬ها به محیط کشت MS مایع حاوی یک میلی¬گرم در لیتر 2,4-D، 5/0 میلی¬گرم در لیتر BAP و 15 میلی¬گرم در لیتر آسکوربیک¬اسید منتقل و روی شیکر اوربیتال با دور 120 دور در دقیقه و دمای 2±24 درجه سانتی¬گراد نگهداری شدند. به¬منظور به¬دست آوردن ترکیب مناسب برای تکثیر سریع سلول¬ها در کشت سوسپانسیون، اثر سطوح مختلف تنظیم¬کننده¬های رشد گیاهی (2,4-D، NAA و BAP یا Kin) روی تکثیر سلولی مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی اثر مواد محرک و پیش¬ماده¬ها بر تکثیر سلولی و تولید تاکسول در شرایط درون¬شیشه¬ای، تیمارهای متیل¬جاسمونات، کیتوسان و امواج فراصوت در ترکیب با آمینو¬بنزوئیک¬اسید و فنیل¬آلانین بر کشت¬های سلولی اعمال شده و سپس رشد و زنده¬مانی سلولی و مقدار تاکسول چهار روز پس از اعمال تیمار با استفاده از تکنیک HPLC مورد اندازه¬گیری قرار گرفت. نتایج نشان داد که از نظر درصد کالوس¬زایی و وزن تر کالوس اختلاف معنی¬دار وجود دارد. بیشترین درصد کالوس¬زایی و وزن تر کالوس در محیط¬ MS حاوی دو میلی¬گرم در لیتر 2,4-D و 5/0 میلی¬گرم در لیتر BAP مشاهده گردید. تیمارهای تنظیم¬کننده رشدی، رشد سلول¬های فندق در کشت سوسپانسیون را به¬طور معنی‌داری تحت تاثیر داد. رشد سلول‌ها در محیط کشت MS حاوی یک میلی¬گرم در لیتر 2,4-D و 5/0 میلی¬گرم در لیتر BAP و 150 میلی¬گرم در لیتر آسکوربیک اسید به‌طور معنی‌داری بیشتر از سایر تیمارها بود. بین تیمارهای محرک نیز از نظر رشد و زنده‌مانی سلولی، EC و pH محیط کشت و تولید تاکسول اختلاف معنی¬داری وجود داشت. به¬طور کلی، تیمارهای محرک در مقایسه با تیمار شاهد (بدون محرک)، موجب کاهش تکثیر و رشد سلولی شده ولی میزان تاکسول را به¬طور معنی‌داری افزایش داد. بیشترین مقدار تاکسول (7/152 میلی‌گرم در لیتر) در تیمار دو دقیقه امواج فراصوت و 20 میلی¬گرم در لیتر آمینوبنزوئیک اسید به¬دست آمد که 78/132 برابر بیشتر از مقدار تاکسول در تیمار شاهد بود. كليد واژه¬ها: پیش ماده، کشت سوسپانسیون سلولی، متابولیت ثانویه، محرک
Supervisor:
SupervisorE-mail
Zare, NasserUNSPECIFIED
Dezhsetan, SaraUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Sheikhzadeh Mosaddeg, 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 16:09
Last Modified: 13 Dec 2018 16:09
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/2321

Actions (login required)

View Item View Item