بخشی از مقاله
چکیده:
گیاهان دارویی از مهمترین منابع تهیه داروها جهت تأمین امنیت زندگی براي اکثریت جمعیت جهان میباشند بطوریکه تقریباً یک چهارم داروهاي تولیدشده حاوي عصارههاي گیاهی یا ترکیباتی هستند که از مواد گیاهی به دست میآیند. علاوه بر دارو ترکیبات فعال زیستی یا متابولیتهاي ثانویه استخراج شده از گیاهان میتوانند بعنوان طعمدهنده، مواد معطر، مواد افزودنی، رنگ و آفتکش نیز مورد استفاده قرار گیرند.
متابولیتهاي ثانویه نقش مهمی را در سازگاري گیاهان به محیط اطراف و پاسخ دفاعی گیاه دارند، همچنین منبع مهمی از مواد دارویی میباشند. کشت ریشههاي موئین و کشت سوسپانسیون بعنوان یک راه حل مؤثر جهت تولید متابولیتهاي ثانویه مورد توجه قرار گرفته است. ریشههاي موئین که با استفاده از آگروباکتریوم رایزوژنز تولید میشوند ، به دلیل رشد سریع و پایداري ژنتیکی، توان بالایی در تولید متابولیتهاي ثانویه دارند. مزیت اصلی تکنولوژي کشت سلول یا سوسپانسیون سلولی گیاه فراهم کردن یک منبع دائمی و قابل اعتمادي از داروهاي گیاهی است و میتواند به منظور کشت در مقیاس وسیع سلولهاي گیاهی جهت تولید متابولیت- هاي ثانویه بکار رود.
مقدمه
تکنولوژي کشت بافت دامنه وسیعی از تکنیکهاي با پتانسیل مفید میباشد که در این تکنیکها سلول گیاهی یا بافت گیاهی در یک محیط غذایی مصنوعی کشت داده میشود - فارسی و باقري، . - 1380 کشت بافت گیاهی براساس مفهوم توتی-پوتنسی سلولها، یعنی قابلیت و ظرفیت تبدیل شدن یک سلول به یک موجود کامل، شکل گرفته است. بهعبارت دیگر، کشت بافت گیاهی که پایه و اساس بیوتکنولوژي گیاهی میباشد عبارت است از دستکاري سلولها و بافت گیاهی درشرایط درونشیشهایی - جورج و همکاران، . - 2008 ان تکنیک در تکثیر گیاهان، کشت جنین، تولید گیاهان هاپلوئید، افزایش تنوع ژنتیکی از طریق تغییرات سوماکلونالی، هیبریداسیون سوماتیکی و نجات جنین، و و مهندسی ژنتیک گیاهی بسیار مفید بوده و مورد استفاده قرار گرفته است
گیاهان منبع با ارزشی براي تولید طیف گستردهاي از ترکیبات شیمیایی نظیر مواد معطر، چاشنیها، شیرین کنندههاي طبیعی، مواد غذایی صنعتی، مواد ضد میکروبی و مواد دارویی میباشند که در اکثر موارد این ترکیبات به عنوان متابولیتهاي ثانویه شناخته میشوند. بر اساس تخمین مرکز سلامت جهانی، امروزه بیش از %80 مردم جهان از درمانهاي سنتی مانند استفاده از گیاهان به عنوان دارو تکیه دارند - تریپاتی و همکاران . - 2003 برداشت بیرویه و غیر اصولی گیاهان دارویی از منابع طبیعی در بسیاري موارد موجب آسیب جدي به بقا و ادامه حیات گیاهان دارویی شده است. به طوريکه، تحقیقات نشان میدهد که بین 4000-1000 گونه از گیاهان دارویی به دلیل کاهش تنوع ژنتیکی، انقراض و تخریب زیستگاهها در معرض خطر میباشند.
تکنیکهاي بیوتکنولوژیکی راهکارهاي مناسبی را براي ریزازدیادي درونشیشه ایی و تراریختی گیاهان دارویی، و همچنین افزایش تولید متابولیتهاي ثانویه در کشتهاي سلولی فراهم آورده است - عبدین و کمال الدین، . - 2006 پیشرفت در بیوتکنولوژي به ویژه در روشهاي کشت درون شیشهاي سلولهاي گیاهی، راهکارهاي مفی و مناسبی را براي تولید تولید متابولیتهاي ثانویه فراهم ساخته است.
این تکنولوژيها، سودمندي گیاهان به عنوان منابع تجدید پذیر از ترکیبات با ارزش را افزایش داده است. تولید متابولیتهاي ثانویه و نادر در گیاهان از طریق کشت سوسپانسیون سلولی و ریشههاي موئین یکی از زمینههایی است که در سالهاي اخیر بهدلیل دارا بودن ارزش اقتصادي بالاي این ترکیبات و یا هزینهي بالاي فرآوري مصنوعی آنها، بهصورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته است.
متابولیتهاي ثانویه گیاهان از لحاظ ساختاري به پنج گروه عمده شامل، پلیکتیدها، ایزوپرنوئیدها، آلکالوئیدها، فنیل پروپانوئیدها و فلاوونوئیدها تقسیم بندي شوند
پلیکتیدها از طریق مسیر استات-موالونات تولید میشوند. ایزوپرنوئیدها - ترپنوئیدها و استروئیدها - از پیش ماده پنج کربنه ایزوپنتیل دي فسفات - IPP - و بوسیله مسیر کلاسیک موالونات یا مسیر MEP - غیر موالونات یا رومر - تولید میشوند. آلکالوئیدها از آمینواسیدهاي مختلف سنتز میشوند. فنیل پروپانوئیدها از آمینواسیدهاي آروماتیک فنیل آلانین یا تیروزین حاصل میشوند.
فلاوونوئیدها بوسیله ترکیب فنیل پروپانوئیدها و پلیکتیدها سنتز میشوند. تحریک بیان ژنهاي درگیر در متابولیسم ثانویه اغلب توسط زخم، محركهاي پاتوژنی و تنشهاي اکسیداتیو ناشی از گرما، خشکی، اشعه ماوراي بنفش و مولکولهاي علامتی مانند اسید جاسمونیک، اسید سالیسیلیک و مشتقات آنها صورت میگیرد
نقش اولیه متابولیتهاي ثانویه که در نتیجه پاسخ-هاي دفاعی گیاه تولید میشوند محافظت از آن میباشد که با توجه به ارزش دارویی آنها، امروزه مورد توجه پژوهشگران قرار گرفتهاند. تغییرات محیطی و ژئوپلیتیکی از موانع اصلی در به دست آوردن متابولیتهاي ثانویه میباشد. اطلاعات محدود از مسیرهاي بیوسنتز و ترارسانی علامتی تولید متابولیتها، رشد طبیعی کند گیاهان، تولید کم محصولدر طبیعت و تغییرپذیري غیرقابل پیشبینی تجمع این ترکیبات از چالشهاي اصلی براي استاندارد سازي این ترکیبات دارویی هستند علاوه براین لازم است که از کیفیت داروي گیاهی نیز اطمینان حاصل شود.
