Botanical Studies

Chitosan is a polycationic polysaccharide derived from chitin that has been recognized as an effective elicitor in the production of secondary metabolites of many medicinal plants. In this study, the effect of abiotic elicitor (chitosan) at various concentrations on rosmarinic acid (RA) and total phenolic accumulation in shoot cultures of lemon balm was investigated. Treatment of shoots by chitosan led to a noticeable induction of phenylalanine ammonia-lyase (PAL), catalase (CAT), guaiacol peroxidase (GPX) and lipoxygenase (LOX) activities. Besides, the expression of PAL1, TAT and RAS genes and accumulation of RA and phenolic compound increased in chitosan-treated lemon balm shoots. Chitosan treatment also increased H2O2 accumulation and the expression of RBOH, an essential gene implicated in ROS production. Also, the up-regulation of the OPR gene by exogenous chitosan was associated with the induction of endogenous JA determined by GC-MASS. The present study showed that the induced production of rosmarinic acid by chitosan involves the trigger of defense-related enzymes, up-regulated expression of TAT and RAS genes, and stimulation of JA biosynthesis.

Tóm tắt Thông tin nền Việc xác định các tác nhân kháng khuẩn tự nhiên từ nhiều nguồn khác nhau có thể tác động hiệu quả chống lại các vi khuẩn gây bệnh đường tiêu hóa là một trong những mối quan tâm lớn trên toàn thế giới. Tuy nhiên, các tác nhân kháng khuẩn tự nhiên được xác định cho đến nay chủ yếu có hiệu quả đối với vi khuẩn Gram dương, nhưng kém hiệu quả hơn đối với vi khuẩn Gram âm. Trong nghiên cứu hiện tại, tinh dầu Enteromorpha linza L. (EEO) được đánh giá về hoạt tính kháng khuẩn đối với Escherichia coli và Salmonella Typhimurium cùng với cơ chế tác động kháng khuẩn của chúng. Kết quả Thành phần hóa học của EEO cho thấy hàm lượng axit cao (54.6%) và alken (21.1%). EEO có hiệu quả đối với cả E. coli và S. Typhimurium. Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) của EEO đối với cả hai tác nhân gây bệnh lần lượt là 12.5 mg/ml và 25.0 mg/ml. EEO ở mức MIC có tác động đến sự mất khả năng sống sót của E. coli ATCC 43890, được sử dụng làm hệ thống mô hình để đánh giá cơ chế tác động kháng khuẩn của EEO đối với vi khuẩn Gram âm. Tăng đáng kể về độ dẫn điện tương đối và nồng độ K+ được ghi lại theo thời gian, cho thấy sự phá vỡ các tế bào E. coli đã thử nghiệm do tác động kiểm soát của EEO. Sự thay đổi hình thái bề mặt tế bào, tăng cường giải phóng vật liệu hấp thụ ở 260 nm và mất khả năng chịu đựng muối cao đã được ghi nhận. Kết luận Các kết quả cho thấy EEO tạo ra hiệu ứng diệt khuẩn thông qua việc gây hại cấu trúc màng do sự lắng đọng của EEO trong dịch tế bào hoặc thông qua sự phân hủy enzym của các enzym nội bào vi khuẩn dẫn đến sự phân hủy tế bào. Do đó, EEO có thể được sử dụng như một tác nhân kháng khuẩn tự nhiên mạnh mẽ chống lại các tác nhân gây bệnh đường tiêu hóa Gram âm như E. coli và S. Typhimurium.