• خانه
  • بیوتکنولوژی گیاهان دارویی
بیوتکنولوژی گیاهان دارویی

 

 

 

راهکار های بیوتکنولوژی در افزایش تولید گیاهان دارویی و داروهای گیاهی  (قسمت اول)

گياهان دارويي از هزاران سال پيش به عنوان يكي از مهمترين منابع دارويي كاربرد داشته اند. در دوران جديد فناوري زيستي با استفاده از راهكارهايي نظير كشت سلول ها، اندام ها و بافت ها، مهندسي ژنتيك و كاربرد نشانگرهاي مولكولي قادر است كارآيي و بهره وري گياهان دارويي را به عنوان منابع تجديدپذير جهت توليد دارو افزايش دهد. كشت سلول، بافت ها و اندام هاي گياهي امكان تكثير سريع و انبوه بسياري از گياهان دارويي مهم را فراهم نموده است. گياهان تكثير شده  از طریق کشت های درون شیشه ای ،عاري از بيماري و از لحاظ ژنتيكي و كيفي يكنواخت مي باشند. نگهداری كشت سلول يا بافت گياهي به روش انجماد در نيتروژن مايع، يك روش مناسب جهت حفظ گياهان دارويي در معرض انقراض مي باشد. طي سالهاي اخير كشت سوسپانسيون سلولي و اندام(ساقه و ريشه مويين) جهت توليد متابوليت هاي ثانويه و مطالعة مسير بيوسنتز متابوليت ها وافزايش بيان ژن مورد توجه قرار گرفته است. است.در اين رابطه كشت سلولي طيف وسيعي از گياهان دارويي بررسي شده است و تركيبات مهمي نظير: فلاونوئيد ها، تان نها، آلكالوئيدها و ترپنوئيدها از اين طريق توليد شده اند. تركيبات محيط كشت، ريزنمونه، شرايط فيزيكي، افزودن پيش سازها، استفاده از القاگرهاي زنده و غير زنده، افزايش نفوذپذيري سلول، دور كردن محصول از محل توليد، بي تحرك نمودن سلولهاي گياهي و انتخاب سلولهاي با كارآيي بالا، از مهمترين فاكتورهاي موثر در افزايش توليد متابوليت ثانويه در كشت سلولي مي باشند. از طرفي مهندسي ژنتيك گياهي نقش چشمگيري در زمينه شناسايي و دستكاري ژنتيكي آنزيم هاي دخيل در مسير متابوليكي بيوسنتز متابوليت هاي ثانويه ايفا نموده است. انتقال ژن يك ابزار قوي جهت افزايش بازدهي و توليد متابوليت هاي ثانوي هاي است كه محدوديت بازدهي دارند. نشانگرهاي مولكولي به دليل عدم وابستگي به سن، شرايط فيزيولوژيكي و محيطي گياه، ابزاري قدرتمند جهت شناسايي دقيق گونه هاي مهم دارويي، بررسي تنوع ژنتيكي، طبقه بندي ذخائر توارثي و تعيين نقشه ژنتيكي آنها مي باشند.

منابع:

امیدی، م. فرزین، ن. راهکارهای بیوتکنولوژی در افزایش کارآیی گیاهان دارویی. 1390. ژنتیک نوین. 7 (3): 209-220.

Kumar J, Gupta PK (2008) Molecular approaches for improvement of medicinal and aromatic plants. Plant Biotechnology Reports 2: 93-112.

Urbanova M, Kosuth J, Cellarova E (2006) Genetic and biochemical analysis of Hypericum perforatum L. plants regenerated after cryopreservation. Plant Cell Reports 25: 140-147.

 

 

راهکار های بیوتکنولوژی در افزایش تولید گیاهان دارویی و داروهای گیاهی  (قسمت دوم- کشت بافت گیاهان دارویی)

کشت بافت و سلول گیاهی به روشی گفته می شود که اجزای مختلف گیاه شامل سلول، پروتوپلاست، جنین، بافت، اندام و غیره در شرایط آزمایشگاهی و به طور کامل سترون روی یک محیط غذایی قرار می گیرند و در شرایط محیطی مناسب نگهداری می شوند. این روش در سطح کم وسعت در مقایسه با کشت های مزرعه ای و با استفاده از محیط غذایی مشخص و عاری از هر گونه آلودگی صورت می گیرد. كشت بافت گياهي در زمينه گياهان دارويي كاربردهاي متعددي دارد كه مهمترين آنها عبارتند از: تكثير انبوه و سريع گياهان دارويي يكنواخت از لحاظ محتواي ژنتيكي و كيفي، حفظ گونه هاي گياهي در حال انقراض از طريق نگهداري در شرايط انجماد و توليد متابوليتهاي ثانويه در شرايط درون شیشه  از طریق کشت سوسپانسیون سلولی و کشت اندام.

روشهاي سنتي تكثير گياهان دارويي همانند ساير گياهان شامل روشهاي جنسي تكثير با بذرو غيرجنسي نظير: قلمه، خوابانيدن، پاجوش و ... مي باشد. گياهان تكثير شده با بذر عمدتا" از لحاظ ژنتيكي يكنواخت نيستند و گياه حاصل داراي تمام خواص گياه مادري نيست. به همين جهت تكثير غيرجنسي به جنسي ترجيح داده مي شود. روشهاي سنتي تكثير غيرجنسي عمدتا" با مشكلات متعددي از جمله محدوديت گياه مادري و بازدهي پايين مواجه است . كشت بافت، نوعي تكثير غيرجنسي در محیط درون شیشه است. مزيت تكثير از طريق كشت بافت نسبت به سایر روش هاي مرسوم، توليد تعداد زيادي گياه با محتواي ژنتيكي يكسان و كيفيت يكنواخت، در زمان كوتا هتر و فضاي نسبتا محدود می باشد.

مهمترين روشهاي تكثير درون شیشه اي گياهان شامل  ريزازديادي، اندام زايي از طريق كالوس و جنين زايي سوماتيكي می باشد.

ريزازديادي: تكثير كلون در شرايط درون شیشه را ريزازديادي مي نامند. ريزازديادي امكان تكثير سريع و انبوه ژنوتيپ هاي مطلوب و توليد گياهان يكسان عاري از بيماري به خصوص عاري از ويروس ها را فراهم مي سازد. امروزه در زمينه ريزازديادي گياهان دارويي متعددي مانند آلوئه ورا، باریجه، آنغوزه، سرخدارو... تحقیقات متعددی شده و امكان تكثير سريع و انبوه برخي از گونه هاي آنها فراهم گرديده است.

اندام زایی از طریق کالوس: گزارشهاي متعددي در زمينه تكثير گياهان دارويي از طريق كالزايي وجود دارد. كالوس يك توده سلولي كم و بيش سازمان نيافته، با ديواره سلولي نازك مي باشد كه معمولا" از سلولهاي پارانشيمي بوجود آمده است. توليد كالوس، قابليت باززايي كالوس و ريشه زايي گياهچه به عوامل متعددي بستگي دارد كه مهمترين آنها ژنوتيپ، ريز نمونه و شرايط فيزيولوژيك آن، نوع محيط كشت و عناصر غذايي، عوامل فيزيكي و شرايط محيطي از قبيل: نور، دما وpH، تنظیم کنند های رشد و ویتامین ها می باشد.

باززايي از طريق جنين زايي سوماتيكي: جنين زايي سوماتيك فرآيندي است كه طي آن گروهي از سلو لها يا بافت هاي سوماتيك به جنين تبديل می شوند. اين جنين ها شبيه جنين هاي زيگوتي هستند و در محيط كشت مناسب مي توانند به گياه تبديل شوند.  كاهش غلظت تنظيم كننده هاي رشد روي محيط كشت سبب رشد و جوانه زايي جنين هاي سوماتيكي مي شود. باززايي گياهان با استفاده از جنين زايي سوماتيكي، در بسياري از گونه هاي گیاهان دارویی از جمله زیره سیاه، مارچوبه، اوکالیپتوس ، زعفران، آلوئه ورا و...با موفقیت انجام شده است.

منابع:

امیدی، م. فرزین، ن. راهکارهای بیوتکنولوژی در افزایش کارآیی گیاهان دارویی. 1390. ژنتیک نوین. 7 (3): 209-220.

سید طباطبایی، ب. و امیدی، م. 1388.  کشت بافت و سلول گیاهی. انتشارات دانشگاه تهران . 368 صفحه

Tripathi L, Tripathi JN (2003) Role of biotechnology in medicinal plants. Tropical Journal of Pharmaceutical Research 2: 243-253.

Mulabagal V, Tsay HS (2004) Plant cell cultures-an alternative and efficient source for the production of biologically important secondary metabolites. International Journal of Applied Science and Engineering 2: 29-48.

Sayed-Tabatabae BE, Omidi M (2011) Plant Cell and Tissue Culture. Tehran University Press, Tehran, Iran. PP: 368.

Houri M, Shahrzad S, Nouri AS, Omidi M, Ghamarizare A (2008) Production of Tubers from embryo in Bunium persicum Boiss. 10th Iranian Genetics Society Congress. Tehran. Iran. (In Farsi).

Zarinpanje N, Oladzad A, Omidi M (2011) Callus induction , regeneration and planet in Aloe vera L. The 12th Iranian crop production and breeding congress .Tehran, Iran. (In Farsi).

Zarinpanje N (2010) The study of callus induction and regeneration of Aloe Vera. Theran: University of Tehran.

Imani N (2011) The study on micro propagation of Ferula gummosa Boiss, using meristem explants. Tehran: University of Tehran

Irvani N, Solouki M, Omidi M, Zare AR, Shahnaz S (2010) Callus induction and plant regeneration in Dorem ammoniacum D , an endangered medicinal plant. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 100: 293-299.

Zare AR, Solouki M, Omidi M, Iravani N, Mahdi-Nejad N , et al. (2010) Callus Induction and Plant Regeneration in Ferula assa foetida L. (Asafoetida), an Endangered Medicinal plant. Trakia Journal of Sciences 8: 11-18.

Shabannejad-Mamaghani M, Assareh MH, Omidi M, Matinizadeh M, Ghamari-Zare A, et al. (2009) The effect of thidiazuron level on in vitro regeneration type and peroxidase profile in Eucalyptus microtheca F. Muell Plant Growth Regulation 59: 199-205.

Garro-Monge G, Gatica-Arias AM, Valdez-Melara M (2008) Somatic embryogenesis, plant regeneration and

acemamnan detection in aloe (Aloe barbadensis MILL.). Agronomia Costarricense 32: 41-52.

Khunani Z (2008) Assessment of Genetic diversity in the Samples of Ferula gummosa from Iran using AFLP markers. University of Tehran. Iran (In Farsi).