تقييم إنتاج الغلوكوزيدات القلبية من مزارع الكالوس لنبات الديجتالس الأرجواني Digitalis purpurea باستعمال طرائق التقانات الحيوية

Abstract

على الرغم من تقدم الكيمياء الاصطناعية لايزال العالم يعتمد على المصادر النباتية في تلبية الطلب العالمي المتزايد من الغلوكوزيدات القلبية للاستخدامات الطبية، فتعقيدات البنية الهيكلية واستحالة التركيب الكيميائي حالت دون تركيبها اصطناعياً، وتشكل تعقيدات الزراعة التقليدية ونسبة الإنبات المنخفض معوقات أساسية في الإنتاج ما يجعل التقانات الحيوية بالزراعة النسيجية بديلاً لتجاوز المعوقات الزراعية والصناعية. يهدف البحث إلى تقييم إنتاج الغلوكوزيدات القلبية من مزارع الكالوس للديجتالس الأرجواني Digitalis purpurea باستعمال طرائق التقانات الحيوية. ثم استخدام سلسلة تراكيز متدرجة من منظمات النمو النباتية في تحفيز إنبات البذور والإكثار الدقيق وتحفيز الكالوس للحصول على السلالات الخلوية. تباين مسار تحفيز انتاش البذور وفقاً لنوع منظمات النمو المستخدمة وتركيزها، وعززت التراكيز المنخفضة منها إنبات البذور بالمقارنة مع الشاهد، وتفوق التركيز 0.2 مع ليتر من حمض الجبريليك GA3 بنسبة إنبات 100% وعززت المعاملات المفردة من السيتوكينينات وحمض الجبريليك الصفات المورفولوجية في معاملات الإكثار الدقيق. وتباينت استجابة نسب تحفيز وتشكل الكالوس وفقاً لنوع المنفصل النباتي، ومكونات الوسط المغذي، ونوع وتركيز منظمات النمو النباتية المعززة للوسط المغذي، وحقق الوسط 5001 المعزز بـ 2 مع ليتر من NAA و امغ ليتر من Kin نسبة تحفيز 95% يليه الوسط MS المعزز بـ 2 مع ليتر من 2.40 و 1 مع ليتر من BA بنسبة تحفيز 85% بالمقارنة مع %70% و 75% للوسط B5 والوسط LS على التوالي، وتفوقت منفصلات الأوراق معنوياً بالمقارنة مع منفصلات الساق والجذور. تم انتخاب أفضل توليفه هرمونية من كل وسط حيث اختبرت 4 سلالات خلوية DPMI ,DPM4 DPM3 DPM2 الإجراء سلسلة تجارب الدراسة الحيوية والكيميائية والوراثية. تباينت استجابة التحفيز للأجنة الجسمية المباشرة وغير المباشرة من سلالات الكالوس المنتخبة باختلاف نوع منظمات النمو وتركيزها والوسط المغذي، وكان الوسط المغذي MS والوسط المغذي LS الأفضل معنوياً في تحفيز الأجنة الجسمية المباشرة وغير المباشرة في الديجتالس الأرجواني بالمقارنة مع B5، وبعد الوسط 5001 غير ملائم في معاملات تحفيز الأجنة الجسمية المباشرة وغير المباشرة. أظهرت دراسة التقييم الكيميائي للسلالات الخلوية باستخدام الكروماتوغرافيا السائلة فائقة الأداء UPLC تفوق السلالات الخلوية معنوياً في محتوى الغلوكوزيدات القلبية بالمقارنة مع البذور والنبات النامية في الزجاج، وتباين محتوى الغلوكوزيدات القلبية الديجوكسين والديجتوكسين في مستوى الأوساط المغذية وفي مستوى السلالات الخلوية المكررة للوسط الواحد. وكانت السلالة الخلوية DPM4 النامية في الوسط SC01 والسلالة الخلوية DPMI المزروعة في الوسط MS قد أظهرت أفضل النتائج في محتوى الديجوكسين حيث بلغت 80 مع كغ من المادة الجافة و 55 مع كغ من المادة الجافة على التوالي بالمقارنة مع 39 مع / كغ من المادة الجافة في السلالة DPM2 و 41 مع كغ من المادة الجافة من السلالة DPM3، وذلك في مستوى السلالة المكررة 80-Sub من كل سلالة خلوية. بينت دراسة السلالات الخلوية لكالوس الديجتالس الأرجواني باستخدام الكروماتوغرافيا الغازية - مطياف الكتلة Propylene Glycol, I-Gala-I-ido-Octose, 1,1'-Bicyclopropyl[-2( وجود خمسة مركبات جديدة هي octanoic acid, 2'-hexyl-, methyl ester. Ascaridol, Azuleno [4.5-b]furan-2(3H)-one, decahydro-8,9) وتباينت قيم هذه المركبات وفقاً لنوع-dihydroxy-6,9a-dimethyl-3-methylene-, [3aS-(3a0,68,6an, الوسط المغذي ونوع وتركيز منظمات النمو وعدد المزارع المكررة. تباينت نتائج دراسة محتويات العناصر المعدنية في السلالات الخلوية باستخدام طيف الامتصاص الذري AAS للعينات المدروسة في مستوى الأوساط المغذية المستخدمة نظراً لاختلاف نوعية الشوارد المكونة للوسط وتباين مستوى الامتصاص في كل وسط مدروس. أكدت نتائج الدراسة الوراثية باستخدام الواسمات الجزيئية ISSR وجود تباين وراثي بين السلالات الخلوية المدروسة في الأوساط المختلفة وكانت قيمة معامل التباين الشكلي 0.3468-PIC. كما أكدت النتائج تباين الاستقرار الوراثي للسلالات الخلوية المكررة على مستوى الوسط المدروس، واظهر الوسط SC01 استقراراً وراثياً من خلال مستويات منخفضة من التعددية الشكلية بنسبة 8% ، بالمقارنة مع نسب تفوق 60% من التعددية الشكلية في الأوساط MS مما يؤكد غياب الاستقرار الوراثي في مستوى السلالات الخلوية المكررة المدروسة في الأوساط المغذية MS.B5.LS بينت دراسات الصبغيات انحرافات عن الصيغة الصبغية للديجتالس الأرجواني 256 حيث تراوحت الصبغيات بين 56.8 - 138.2 وترافقت هذه التباينات مع ظهور صيغ صبغية ثلاثية ورباعية في الأطوار الانقسامية للمزارع الخلوية لكالوس الديجتالس الأرجواني.