رویان‌زایی سوماتیک غیرمستقیم در شرایط درون‌شیشه‌ای و تولید متابولیت‌های ثانویه در زعفران: تأکید بر اولتراسوند و تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی

در مطالعه حاضر، اثرات اولتراسوند و تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی بر کالوس‌زایی در شرایط برون‌کشت و تولید متابولیت‌های ثانویه در کالوس‌های زعفران مورد بررسی قرار گرفت. بر این اساس، پیازچه‌های زعفران سطح ضدعفونی شده، سونیکه شدند و در غلظت‌های مختلف تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی (0.5، 1، 2 و 4 میلی‌گرم در لیتر 2,4-D یا NAA همراه با 0.5 و 1 میلی‌گرم در لیتر Kin یا BAP) کشت شدند. درصد القای کالوس، میزان تولید کالوس (وزن تازه) و تشکیل کالوس جنینی ثبت شد و متابولیت‌های ثانویه کالوس‌ها سه ماه پس از کشت با استفاده از اسپکتروفوتومتری UV/VIS اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که سونیکه کردن قطعات پیازچه زعفران به طور معنی‌داری القای کالوس و رشد آن را در شرایط درون‌کشت افزایش داد. بنابراین، بالاترین درصد القای کالوس (100٪) و تولید کالوس (4.68 گرم) با قطعات سونیکه شده کشت شده در محیط MS تکمیل شده با 2 میلی‌گرم در لیتر اسید 1-نفتالنی‌استیک (NAA) و 0.5 میلی‌گرم در لیتر کینتین (Kin) به دست آمد.تکوین رویشی (Somatic embryogenesis) تحت تأثیر رژیم‌های تنظیم‌کننده رشد گیاه و محیط کشت MS قرار گرفت و محیط کشت تکمیل‌شده با 0.5 میلی‌گرم در لیتر اسید 2،4-دی‌کلروفنوکسی استیک (2,4-D) به همراه 0.5 میلی‌گرم در لیتر 6-بنزیل‌آمینوپورین (BAP) و 0.5 میلی‌گرم در لیتر NAA به علاوه 0.5 میلی‌گرم در لیتر کین بیشترین درصد (به ترتیب 75 و 72) تکوین رویشی را نشان دادند. محتوای متابولیت‌های ثانویه سلول‌های کالوس به‌طور قابل توجهی بین رژیم‌های تنظیم‌کننده رشد گیاه متفاوت بود و بیشترین تولید پیکروکروسین و سافرنال در محیط کشت حاوی 0.5 میلی‌گرم در لیتر 2،4-D به همراه 0.5 میلی‌گرم در لیتر BAP و 1 میلی‌گرم در لیتر NAA به همراه 1 میلی‌گرم در لیتر BAP رخ داد.

In the present study, the effects of ultrasound and plant growth regulators on in vitro callogenesis and secondary metabolites production in saffron calli were investigated. Accordingly, the saffron corms surface sterilized, sonicated and cultured on different concentrations of plant growth regulators (0.5, 1, 2 and 4 mg L-1 2,4-D or NAA in combination with 0.5 and 1 mg L-1 Kin or BAP). The percentage of callus induction, callus yield (fresh weight) and embryogenic callus formation were recorded and secondary metabolites of calli were measured by UV/VIS spectrophotometer three months after culture. The results indicated that sonication of the saffron corm explants significantly increased the in vitro callus induction and growth. So, the highest callus induction (100%) and yield (4.68 g) was achieved with sonicated explants cultured on MS medium supplemented with 2 mg L-1 1-naphthaleneacetic acid (NAA) and 0.5 mg L-1 kinetin (Kin). Somatic embryogenesis was significantly influenced by plant growth regulator regimes and the MS medium supplemented with 0.5 mg L-1 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) plus 0.5 mg L-1 6-benzylaminopurine (BAP) and 0.5 mg L-1 NAA plus 0.5 mg L-1 Kin exhibited the highest percentage (75 and 72, respectively) of somatic embryogenesis. Secondary metabolite content of the callus cells was significantly different among the plant growth regulator regimes and the highest production of picrocrocin and safranal were occurred on the medium containing 0.5 mg L-1 2,4-D plus 0.5 mg L-1 BAP and 1 mg L-1 NAA plus 1 mg L-1 BAP.