تحقیق در مورد متابولیتهای ثانویه در گیاهان

اختصاصی از کوشا فایل تحقیق در مورد متابولیتهای ثانویه در گیاهان دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 36

مقدمه:

در سالهای اخیر تمایل زیادی برای استفاده از ریزازدیادی در گیاهان مختلف باغبانی بوجود آمده است. روشهای پیشرفته‌ای در اختیار تولیدکنندگان گیاهان زینتی و دارویی قرار دارد که می‌توانند نیاز‌های بازارهای جهانی در قرن آینده را فراهم کنند. این دستورالعمل‌ها براساس سطوح بهینه کربوهیدرات، ترکیبات آلی، مواد معدنی، عوامل محیطی و تنظیم کننده های بوده و مقادیر بالایی از باززایی در شرایط درون شیشه‌ای را پدید می‌آورند. ایران با دارا بودن شرایط متغیر اقلیمی، صاحب تنوع غنی از گیاهان مختلف می باشد. فلور طبیعی گیاهی ایران شامل تعداد زیادی از گونه های گیاهی است اما فرسایش ژنتیکی باعث از دست رفتن گونه های متعددی شده است بطوریکه بسیاری از گونه های با ارزش دارویی و زینتی تحت حفاظت قرار دارند. کشت بافت گیاهی یک روش آلترناتیو برای تکثیر تجاری بوده و برای ازدیاد گونه‌های مختلف دارویی و زینتی مورد استفاده قرار می گیرد. مروری بر باززایی این گیاهان با استفاده از روش های مختلف و ریزنمونه‌های متفاوت ارایه می‌گردد. روشهای کشت سلولی پیشرفته برای تولید چندین متابولیت ثانویه توسعه یافته است زیرا که بیشتر مواد فیتوشیمیایی از متابولیت های ثانویه گیاهان بدست می‌آید. این تحقیق پروتکل های ریز ازدیادی گیاهان مختلف دارویی و زینتی را تشریح می کند. کشت بافت با تولید گیاهان یکسان و یکنواخت و نیز با کیفیت بالا مورد توجه پرورش دهندگان گیاهان دارویی و زینتی است.

کلمات کلیدی:

شرایط درون‌شیشه‌ای، گیاهان دارویی، ریز‌ازدیادی، کشت‌بافت

در سالیان اخیر تمایل به استفاده از گیاهان داروئی و ترکیبات حاصل از آنها در حال افزایش است. در حال حاضر بیش از 40% داروهای مصرف شده در کشورهای پیشرفته غربی، دارای منشأ گیاهی می‌باشند (Moran et al., 2003) گرایش به استفاده از گیاهان داروئی برای تولید دارو در اکثرکشورها در حال افزایش است. و کشور ما نیز از این قاعده مستثنی نیست. کشور ما با دارا بودن شرایط مختلف آب و هوایی و برخورداری از منابع عظیم گیاهان داروئی می‌تواند در این زمینه پیشرو باشد و از پتانسیل‌های موجود این گیاهان بهره ببرد. بهره‌برداری غیر صحیح و بی‌رویه در گذشته‌های نه چندان دور از منابع ژنتیکی علاوه بر اینکه میزان تولید سنتی را پایین آورده است باعث به خطر افتادن وجود این منابع گردیده است. اکثر گیاهان داروئی با استفاده از روشهای مرسوم قابل تولید نمی‌باشند و روشهای دیگری همچون تکثیر غیر جنسی برای تکثیر گیاهان زینتی ابداع شده است یک روش کار آمد و مفید جهت تولید اینگونه گیاهان می‌باشد و امروزه شاهد استفاده وسیع و گسترده از این روشها در جهت تولید گیاهان داروئی می‌باشیم (Rout et al., 2000) این روشها علاوه بر تکثیر در جهت اصلاح این گیاهان نیز بکار می‌روند (Shimomura et al., 1997)

اساس کشت:

ضد عفونی و کار در شرایط سترون از ضروریان ریزازدیادی می‌باشد. برای ضد عفونی مواد گیاهی جمع‌آوری شده از مزرعه و گلخانه از محلولهای مختلفی مثل هیپوکلریت‌ کلسیم و هیپوکلریت سدیم (‌با غلظت 10-5 درصد) و محلول کلرید مرکوریک ( با غلظت 8-01/0 درصد) استفاده می‌شود. مدت زمان ضدعفونی کردن 25- 10 دقیقه می‌باشد. یکی از مسایل مورد توجه قهوه‌ای شدن محیط کشت می‌باشد که به علت آسایش ترکیبات پلی فنولیک مواد گیاهی رخ می‌دهد و تعویض محیط کشت در عرض دو هفته برای رفع این مشکل مفید می‌باشد (Basu and Chanal., 1998) اگر چه تاکنون بیش از 50 فرمول برای محیط کشت ارائه شده است ولی عموما از محیط کشت MS‌ (Murashinge and Skoog., 1962) برای اکثر گونه‌ها استفاده می‌شود و با اعمال تغییرات لازم وجزئی در این محیط کشت توانسته‌اند آن را برای نیل به اهداف ریزازدیادی سایر گیاهان به کار ببرند. دو گروه مهم شامل اکسین ها و سیتوکنین‌ها نقش اساسی را در مراحل مختلف بر عهده دارند و از ترکیبات مختلف این دو هورمون برای اعمال تغییرات مورد نظر در محیط کشت استفاده می‌گردد (Bajaj et al., 1998) شرایط انکوباسیون محیط کشت از قبیل نور، دما و رطوبت نسبی از پارامترهای مهم در کشت محسوب می‌گردند. اگر‌چه انجام فتوسنتز در اوایل کشت اهمیت ندارد ولی در مراحل پایانی که باید گیاه از حالت هتروتروف به اتوتروف برسد این پروسه اهمیت دارد و در نتیجه کیفیت و شدت نور حایز اهمیت است. دما نیز اکثراً برای گونه های گرمسیری باید بیش از گونه‌های نواحی معتدله باشد (Thimmappaiah et al., 2002) در مجموع برای نیل به موفقیت باید کلیه شرایط جهت ریزازدیادی را بهینه نمود. 

تولید متابولیتهای ثانیویه:

منبع بسیاری از مواد استفاده در صنایع داروسازی از گیاهان تامین می‌گردد. که این مواد گیاهی را بنام متابولیت‌ها ثانیویه می‌شناسیم. بسیاری از مواد داروئی با ارزش جز متابولیت‌های ثانونیه گیاهان می‌باشند. در برخی موارد سنتز مصنوعی این مواد مشکل می‌باشد و اینکه تولید مصنوعی از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست در این موارد استفاده از کشت سلولی می‌تواند یک ابزار قدرتمند برای تولید متابولیتهای ثانویه محسوب گردد (Ravishankar and Venkataramon, 1998) در یک برنامه موفق تولید متابولیت‌های ثانیویه، سلولهای گیاهی باید بتوانند این متابولیت‌ها را در مقادیر زیاد تولید کنند. تجمع متابولیت‌های ثانیویه در سلولهای گیاهی بستگی به ترکیب محیط کشت، نوع و ترکیب هورمونهای رشد، نمک های معدنی و منبع کربن دارد. عوامل محیطی نظیر دما، نور و ترکیب گازی محیط کشت نیز در این امر دخیل می‌باشند (Stafford et al., 1985).

چکیده

بعضی از مواد مانند پروتئین ها ، چربی ها و اسیدهای نوکلئیک ممکن است در تمام گونه ها یافت شوند ، بنابراین ، این مواد از نظر متابولیکی ضروری شناخته شده اند . پراکندگی دیگر مواد در گیاهان منحصر به برخی از گونه ها است . موادی که در گونه های معینی وجود دارند ، به طور معمول از نظر متابولیکی ، لازم شناخته نشده اند و متابولیت های ثانویه نامیده می شوند .

گیاهان برای بیوسنتز این مواد انرژی زیادی را به کار میبرند. زمانی که این ترکیبات اثری بر رشد و تمایز گیاه نداشته باشند، قاعدتاً باید منافع دیگری داشته باشند. مطالعه در زمینه وظایف این ترکیبات در گیاهان، یک موضوع جذاب و مهم برای بسیاری از پروژههای تحقیقاتی شده است و نقشهای اکولوژیکی تعدادی از این ترکیبات مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است

تولید این مواد در گیاه تحت تاثیر ژن و محیط هستند . انواع متفاوتی از متابولیت های ثانویه تحت عنوان فلاوونوئیدها ، آلکالوئیدها ، نفتادیونترون ها ، ترپنوئیدها ، اسانس ها ، موم و غیره شناخته شده اند بامطالعاتی کهتا کنون صورت گرفته است، به نظر میرسد که متابولیتهای ثانویه، به عنوان موادی طبیعی،. نقشهای اکولوژیکی مهمی در مکانیسم های دفاعی گیاه،جذب حشرات مفید، انتشار دانه ها و گرده افشانی،دفع آفات و... بعضی از این ترکیبات به عنوان علفکش و حشرهکش در صنعت استفاده میشوند در حالیکه برخی دیگر کاربرد صنعتی ندارند. دسته بزرگی از متابولیت های ثانویه ، استفاده به عنوان دفع کننده حشرات ، خاصیت ضد قارچی ، آللوپاتی است . کلی ترین استفاده انسان از متابولیت های ثانویه ، استفاده از آن ها به عنوان دارو است که برای درمان انواع بیماری ها به کار می روند . به دلیل توجه روز افزون به درمان با گیاهان دارویی و نیز به دلیل مشکلاتی که در رشد این گیاهان در طبیعت وجود دارد ، امروزه تمایل به کشف راه های جدید متابولیت های ثانویه افزایش یافته است . از مهم ترین روش های تولید متابولیت های ثانویه می توان به دو مورد اشاره کرد :

کشت درون شیشه ای واستفاده از بیورآکتورها که در آخر به آنها می پردازیم .

● مهندسی تولید متابولیتهای ثانویه در گیاهان

گیاهان منبع مهمی از دارو در طی هزارن سال می باشند. حتی امروزه، مرکز سلامت جهانی تخمین زده است که بالاتر از 80درصد از مردم هنوز بر روی درمانهای سنتی مثل استفاده از علف ها تکیه دارند. گیاهان دارویی منابع خیلی مهمی از داروهای حفاظت کننده ی زندگی برای اکثریت جمعیت جهان می باشد.

در ده سال گذشته تحقیقات چندانی در ارتباط با متابولیتهای ثانویه انجام نشدهاست. مانع بزرگ در انجام این تحقیقات، اطلاعات اندک از مسیرهای تولید زیستی متابولیتهای ثانویه و برهم کنش آنزیمهای درگیر در این مسیر میباشددر حال حاضر دستاوردهای زیاد و گوناگونی در مهندسی متابولیک متابولیتهای ثانویه به دست آمده است. مسیرهای بیوشیمیایی مختلفی با استفاده از ژنهای رمزکننده آنزیمهای مهندسیشده و پروتئینهای تنظیمی بررسی شده اند. در عین حال از ژنهای آنتیسنس نیز برای مسدود کردن مسیرهای بیوشیمیایی و افزایش تولید متابولیت ثانویه خاصی استفاده میشود. متابولیتهای ثانویه وظایف مختلفی در طول چرخه زندگی گیاه دارند. از جمله این وظایف انجام نقش ترکیبات واسطه در برهم کنش گیاه و محیط اطرافش و برهم کنش گیاه با حشرات، ریزسازوارهها و حتی گیاهان اطراف میباشد. تولید متابولیتهای ثانویه همچنین ممکن است بخشی از سامانه دفاعی گیاه باشد. این ترکیبات در تولیدمثل گیاهان نیز نقش دارند که از طریق جذب حشرات گرده افشان این کار را انجام میدهند. متابولیتهای ثانویه گیاهی نقش مهمی در ایجاد کیفیت مواد غذایی (رنگ، طعم و بو) مختلف دارند. همچنین رنگ گیاهان زینتی و گلبرگ گلها که مهمترین خاصیت این گیاهان دسته از گیاهان است، توسط متابولیتهای ثانویه ایجاد میشود. بسیاری از متابولیتهای ثانویه نیز برای تولید دارو، رنگ، حشره کشها، طعم دهنده های غذایی و عطر استفاده میشوند. به دلیل کاربردهای فراوان، متابولیتهای ثانویه موضوع جالبی برای تحقیقات اصلاح نباتات از طریق فنون ملکولی و مهندسی ژنتیک محسوب میشوند. . روش های بر پایه ی بیوتکنولوژی برای انتخاب, دستورزی و حفظ ژنوتیپ های بحرانی گیاهان دارویی مهم می باشد.

یکی از مسیرهایی که مطالعات بیشتری در سطح ژنهای دستاندرکار آن نسبت به دیگرمتابولیتهای ثانویه انجام شده است، مسیر تولید فلاوونوئیدها و آنتوسیانینها میباشد. اکثر ژنهای درگیر در مسیر تولید آنتوسیانینها همسانهسازی شده و مطالعات فراوانی در سطح بیوشیمیایی، ملکولی و ژنتیک این دسته از متابولیتهای ثانویه صورت گرفته است. یکی از مهمترین دلایل مطالعات بیشتر در این زمینه،