Axit Jasmonic và Axit Salicylic Tăng Cường Sản Xuất Phytochemical và Hoạt Động Sinh Học Trong Văn Hóa Tế Bào Treo Của Dưa Gai (Momordica dioica Roxb)

Springer Science and Business Media LLC - Tập 68 - Trang 88-100 - 2017
Ill-Min Chung1, Kaliyaperumal Rekha2, Govindasamy Rajakumar1, Muthu Thiruvengadam1
1Department of Applied Bioscience, College of Life and Environmental Sciences, Konkuk University, Seoul, Korea
2Department of Environmental and Herbal Science, Tamil University, Thanjavur, India

Tóm tắt

Văn hóa tế bào treo in vitro đã được thiết lập nhằm sản xuất các phytochemical có giá trị kinh tế trong Momordica dioica. Sự ảnh hưởng của các tác nhân kích thích trong axit jasmonic (JA) và axit salicylic (SA) đã làm tăng hiệu quả của chúng trong sản xuất phytochemical và tích lũy sinh khối trong M. dioica. Kết quả cho thấy, so với các văn hóa không sử dụng kích thích, các văn hóa tế bào treo được kích thích bởi JA và SA có sự gia tăng đáng kể về sản xuất phenolic, flavonoid và carotenoid, cũng như hoạt động chống oxy hóa, kháng khuẩn và chống phát triển. Hơn nữa, các văn hóa được kích thích đã sản xuất 22 hợp chất phenolic, như flavonol, axit hydroxycinnamic và axit hydroxybenzoic. Sản xuất sinh khối lớn hơn, tích lũy phytochemical và hoạt động sinh học xảy ra nhiều hơn ở các văn hóa tế bào được kích thích bằng JA so với SA. Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên thiết lập thành công các văn hóa tế bào treo của M. dioica nhằm sản xuất các hợp chất phenolic và carotenoid, cũng như để tích lũy sinh khối.

Từ khóa

#Momordica dioica #axit jasmonic #axit salicylic #phytochemical #sinh khối #hoạt động sinh học

Tài liệu tham khảo

Abdelmohsen, U. R., Ali, W., Eom, S. H., Hentschel U., Roitsch, T. (2010) Synthesis of distinctly different sets of antimicrobial activities by elicited plant cell suspension cultures. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 106, 105–113. Ali, M. B., Hahn, E. J., Paek, K. Y. (2007) Methyl jasmonate and salicylic acid induced oxidative stress and accumulation of phenolics in Panax ginseng bioreactor root suspension cultures. Molecules 12, 607–621. Ali, M., Abbasi, B. H., Ihsan-ul-haq, A. (2013) Production of commercially important secondary metabolites and antioxidant activity in cell suspension cultures of Artemisia absinthium L. Ind. Crops Prod. 49, 400–406. Ali, M., Abbasi, B. H., Ali, G. S. (2015) Elicitation of antioxidant secondary metabolites with jasmonates and gibberellic acid in cell suspension cultures of Artemisia absinthium L. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 120, 1099–1106. Chu, C. C. (1978) The N6 medium and its applications to anther culture of cereal crops. In: Proceedings of Symposium Plant Tissue Culture. Science Press, Beijing, pp. 43–50. Dong, J., Wan, G., Liang, Z. (2010) Accumulation of salicylic acid-induced phenolic compounds and raised activities of secondary metabolic and antioxidative enzymes in Salvia miltiorrhiza cell culture. J. Biotech. 148, 99–104. Dong, J., Zhan, Y. (2011) Effects of several physiochemical factors on cell growth and gallic acid accumulation of Acer ginnala Maxim cell suspension culture. Afr. J. Biotech. 10, 7831–7839. Gabr, A. M. M., Mabrok, H. B., Ghanem, K. Z., Blaut, M., Smetanska, I. (2016) Lignan accumulation in callus and Agrobacterium rhizogenes mediated hairy root cultures of flax (Linum usitatissimum). Plant Cell Tiss. Org. Cult. 126, 255–267. Gadzovska, S., Maury, S., Delaunay, A., Spasenoski, M., Hagège, D., Courtois, D., Joseph, C. (2013) The influence of salicylic acid elicitation of shoots, callus, and cell suspension cultures on production of naphtodianthrones and phenylpropanoids in Hypericum perforatum L. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 113, 25–39. Gadzovska, S., Maury, S., Delaunay, A., Spasenoski, M., Joseph, C., Hagège, D. (2007) Jasmonic acid elicitation of Hypericum perforatum L. cell suspensions and effects on the production of phenylpropanoids and naphtodianthrones. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 89, 1–13. Gamborg, O. L., Miller, R. A., Ojima, K. (1968) Nutrient requirements of suspension cultures of soybean root cells. Exp. Cell Res. 50, 151–158. Komaraiah, P., Kavi Kishor, P. B., Carlsson, M., Magnusson, K. E., Mandenius, C. F. (2005) Enhancement of anthraquinone accumulation in Morinda citrifolia suspension cultures. Plant Sci. 168, 1337–1344. Murashige, T., Skoog, F. (1962) A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15, 473–497. Nagella, P., Murthy, H. N. (2010) Establishment of cell suspension cultures of Withania somnifera for the production of withanolide A. Bioresour. Technol. 101, 6735–6739. Nitsch, J. P., Nitsch, C. (1969) Haploid plants from pollen grains. Science 163, 85–87. Pourebad, N., Motafakkerazad, R., Nasab, M. K., Akhtar, N. F., Movafeghi, A. (2015) The influence of TDZ concentrations on in vitro growth and production of secondary metabolites by the shoot and callus culture of Lallemantia iberica. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 122, 331–339. Riedel, H., Akumo, D. N., Thaw Saw, N. M. M., Kütük, O., Neubauer, P., Smetanska, I. (2012) Elicitation and precursor feeding influence phenolic acids composition in Vitis vinifera suspension culture. Afr. J. Biotech. 11, 3000–3008. Rocha, A. S., Rocha, E. K., Alves, L. M., Moraes, B. A., Castro, T. C., Albarello, N., Simões-Gurgel, C. (2015) Production and optimization through elicitation of carotenoid pigments in the in vitro cultures of Cleome rosea Vahl (Cleomaceae). J. Plant Biochem. Biotech. 24, 105–113. Shi, L., Wang, C., Zhou, X., Zhang, Y., Liu, Y., Ma, C. (2013) Production of salidroside and tyrosol in cell suspension cultures of Rhodiola crenulata. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 114, 295–303. Sivanandhan, G., Kapil Dev, G., Jeyaraj, M., Rajesh, M., Muthuselvam, M., Selvaraj, N., Manickavasagam, M., Ganapathi, A. (2013) A promising approach on biomass accumulation and withanolides production in cell suspension culture of Withania somnifera (L.) Dunal. Protoplasma 250, 885–898. Szopa, A., Ekiert, H. (2012) In vitro cultures of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill. (Chinese magnolia vine)–a potential biotechnological rich source of therapeutically important phenolic acids. Appl. Biochem. Biotechnol. 166, 1941–1948. Talukdar, S. N., Hossain, M. N. (2014) Phytochemical, phytotherapeutical and pharmacological study of Momordica dioica. Evid. Based Complement. Alternat. Med. 2014, 806082. Thiruvengadam, M., Praveen, N., Kim, E. H., Kim, S. H., Chung, I. M. (2014) Production of anthraquinones, phenolic compounds and biological activities from hairy root cultures of Polygonum multiflorum Thunb. Protoplasma 251, 555–566. Thiruvengadam, M., Praveen, N., Maria John, K. M., Yang, Y. S., Kim, S. H., Chung, I. M. (2014) Establishment of Momordica charantia hairy root cultures for the production of phenolic compounds and determination of their biological activities. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 118, 545–557. Thiruvengadam, M., Rekha, K., Chung, I. M. (2016) Induction of hairy roots by Agrobacterium rhizogenes -mediated transformation of spine gourd (Momordica dioica Roxb. ex. willd) for the assessment of phenolic compounds and biological activities. Sci. Hort. 198, 132–141. Wang, J., Qian, J., Yao, L., Lu, Y. (2015) Enhanced production of flavonoids by methyl jasmonate elicitation in cell suspension culture of Hypericum perforatum. Bioresour. Bioprocess 2, 5. Zakaria, Z. A., Rofiee, M. S., Mohamed, A. M., Teh, L. K., Salleh, M. Z. (2011) In vitro antiproliferative and antioxidant activities and total phenolic contents of the extracts of Melastoma malabathricum leaves. J. Acupunct. Meridian Stud. 4, 248e256.