بیان ژن‌های درگیر در بیوسنتز کروسین و سافرانال در کشت سوسپانسیون سلولی زعفران

زعفران دارای خواص دارویی مهمی است که همگی به متابولیت‌های ثانویه مانند کرو سین، پیکروکروسین و سافرنال مربوط می‌شوند. این مطالعه با هدف بررسی بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه در طول رشد سلول‌های کالوس زعفران در کشت تعلیقی و بررسی بیان ژن‌های کنترل‌کننده این متابولیت‌ها انجام شد. پیازک‌های استریل‌شده زعفران در محیط MS½ غنی‌شده با 2-4-D و BAP کشت شدند. بعد از چهارده روز کالوس‌ها ایجاد شدند و سپس بعد از چهار بار زیرکشت، به کشت تعلیقی منتقل شدند.

از روز هشتم تا چهاردهم پس از ایجاد کشت تعلیقی، میزان متابولیت‌های ثانویه با HPLC اندازه‌گیری شد و بیان ژن‌ها با PCR بلادرنگ برای سه نمونه که هر روز یک‌بار و در یک زمان از کشت تعلیقی گرفته شدند، تحلیل شد. مشخص شد که میزان متابولیت‌های ثانویه و بیان ژن‌های مربوطه (CsLYC، CsBCH و CsGT2) در دوازدهمین روز پس از ایجاد کشت تعلیقی به حالت اشباع رسید.برای تحریک مؤثر ژن‌ها و سنتز زیستی آپوکاروتنوئیدها، باید تحریک‌کننده‌ها و پیش‌ماده‌های مناسب حداکثر تا ۷۲ ساعت قبل از اشباع نرخ سنتز که در روز دوازدهم پس از ایجاد تعلیق اتفاق می‌افتد، اضافه شوند.

Saffron possesses important medicinal properties, all of which are due to the secondary metabolites such as crocin, picrocrocin, and safranal. This study aims at investigating biosynthesis of the secondary metabolites during growth of saffron callus cells in a suspension culture, and examining the expression of genes controlling the metabolites. Sterilized saffron corms were cultured in a MS½ medium supplemented by 2-4-D and BAP. The calluses were induced after fourteen days, and then put into the suspension culture after being four times subcultured.

From the 8th to 14th day after establishment of the suspension culture, the amount of secondary metabolites was measured by HPLC, and gene expressions were analyzed with real-time PCR for three samples taken once a day at the same time from the suspension. It was found that the amount of secondary metabolites and expression of the corresponding genes (CsLYC, CsBCH and CsGT2) were saturated on the 12th day after establishment of the suspension. For the most effective stimulation of genes and biosynthesis of apocarotenoids, suitable elicitors and precursors should be added within 72 h before saturation of the synthesis rate which happens on the 12th day after establishment of the suspension.