تجزیه و تحلیل تصویری برای تشخیص محتوای کروسین و شاخص رشد سلول های مشتق شده از بنه زعفران در شرایط مختلف فیزیولوژیکی و شیمیایی

متابولیت های ارزشمند زعفران، محققان را تشویق به مطالعه تولید آزمایشگاهی خود کرده است. در این مطالعه، دو آزمایش برای بهینه‌سازی شرایط درون آزمایشگاهی کالوژنز بنه زعفران طراحی شده و کاربرد آنالیز تصویر برای پرداختن به برخی ویژگی‌های کالوس‌ها بدون تخریب سلولی ارزیابی شده است. اثر سن فیزیولوژیکی بنه، انواع محیط‌ها و تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی (PGRs) با غلظت‌های مختلف به‌عنوان متغیر مستقل بر شاخص رشد سلولی، شدت قرمزی (a*value) کالوس و درصد لکه سیاه به‌عنوان متغیر مورد بررسی قرار گرفت. متغیرهای وابسته نتایج نشان داد که ریزنمونه‌های بالغ مشتق شده از بنه روی محیط گامبورگ (B5) بهترین کالوژنز و تولید سلول‌های قرمز رنگ با کمترین لکه سیاه را ایجاد می‌کنند.

همچنین مشخص شد که نفتالین استیک اسید (NAA)، (2 میلی‌گرم در لیتر) در ترکیب با 6-بنزیلامین‌پورین (BA) (1 میلی‌گرم در لیتر) شاخص رشد را به 14/1 افزایش داد. در مقابل، ترکیب ایندول-3-استیک اسید (IAA)، (2 میلی گرم در لیتر) یا ایندول-3-بوتیریک اسید (IBA)، (10 میلی گرم در لیتر) با کینتین (KIN)، (1 میلی گرم در لیتر) موثرترین PGR برای تولید گلبول های قرمز بود. نتایج HPLC تایید کرد که رنگ قرمز کالوس ها با حضور کروسین مرتبط است.

نتیجه‌گیری می‌شود که اگرچه کشت بنه‌های بالغ زعفران در محیط B5 مناسب‌ترین گزینه برای رشد زیست توده و تولید کروسین است، انتخاب PGRs بسته به هدف کشت (تولید زیست توده یا کروسین) متفاوت است. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل تصویر را می توان به عنوان روشی امیدوارکننده، جایگزین، غیر مخرب و سریع برای تخمین شاخص رشد سلولی و محتوای کروسین در نظر گرفت.

The valuable saffron metabolites have encouraged researchers to study their laboratory production. In this study, two experiments have been designed to optimize saffron corm callogenesis in-vitro conditions and assessed the application of image analysis to address some characteristics of calli without cell destruction. Effect of physiological age of the corm, different types of media, and plant growth regulators (PGRs) with different concentrations as independent variables were investigated on cell growth index, the redness intensity (a*value) of callus and the percentage of black spot as dependent variables. Results showed that the mature corm-derived explants on Gamborg (B5) medium create the best callogenesis and production of red-colored cells with the least black spot. It was also revealed that naphthalene acetic acid (NAA), (2 mg/L) in combination with 6-Benzylaminopurine (BA) (1 mg/L) increased the growth index to 1.14.

In contrast, the combination of indole-3-acetic acid (IAA), (2 mg/L) or indole-3-butyric acid (IBA), (10 mg/L) with kinetin (KIN), (1 mg/L) was the most effective PGRs for the production of red cells. The HPLC results confirmed that the red color of the calli was related to crocin presence. It is concluded that although the cultivation of saffron mature corms in the B5 medium is the most suitable option for biomass growth and crocin production, the choice of PGRs varies depending on the purpose of the culture (biomass or crocin production). Moreover, image analysis can be considered as a promising, alternative, un-destructive, and fast method for estimating the cell growth index and crocin content.