بررسی قابلیت های بیوسنتزی ریشه های موئین در سنبل الطیب و جداسازی ژن های مسیر بیوسنتز سسکوئی ترپنوئیدها

از ریشه های گیاه سنبل الطیب (valeriana officinalis) بطور گسترده برای تسکین درد، استرس، اضطراب و همچنین القای خواب استفاده می شود. حضور گروهی از ترکیبات ترپنی (والرنیک اسید ومشتقات آن) در ریشه های گیاه مسبب خصوصیات دارویی آن می گردد. سنتز شیمیایی این ترکیب مشکل و پیچیده بوده و همچنین تامین آن از منابع طبیعی بدلیل محدودیت مزارع با مشکل روبرو است. استفاده از قابلیت های بیوسنتزی ریشه های موئین این گیاه، یک روش موثر برای تولید ترکیبات دارویی است. شناسایی ژن های دخیل در مسیر بیوسنتز والرنیک اسید امکان دستورزی مسیر بیوسنتزی و بیان ژن ها و در نتیجه بهبود سنتز این ترکیب را فراهم می سازد. در تحقیق حاضر ریشه های موئین سنبل الطیب توسط القا با چندین سویه باکتری آگروباکتریوم رایزوژنز تولید شده و قابلیت های بیوسنتزی کلون های مختلف این ریشه ها در تولید والرنیک اسید با استفاده از hplc سنجیده شد. نقش محیط کشت های پایه موراشیک و اسکوگ (ms)، لنسمیر و اسکوگ (ls)، گمبورگ (b5) و غلظت نمکی نیمه این محیط های کشت و همچنین نسبت ترکیبات محیط کشت بر رشد و تولید والرنیک اسید در ریشه های موئین بررسی گردید. علاوه براین تاثیر محرک های سالیسیلیک اسید و متیل جاسمونات نیز بر رشد ریشه های موئین و قابلیت های سنتزی آنها مورد سنجش قرار گرفت. ژن های دخیل در بیوسنتز ترکیبات ترپنی سنبل الطیب با استفاده از تکنیک race و آغازگرهای طراحی شده براساس نواحی محافظت شده این ژن ها در سایر گیاهان جداسازی شدند. برخی کلون های ریشه موئین سنبل الطیب قابلیت بیوسنتزی مشابه با ریشه گیاه طبیعی نشان دادند. ترکیب محیط کشت ریشه های موئین تاثیر زیادی بر رشد ریشه ها و تولید والرنیک اسید داشت. بهترین نتایج در محیط کشت b5 مشاهده شد. تاثیر محرک های متیل جاسمونات و سالیسیلیک اسید بر رشد و تولید والرنیک اسید نیز معنی دار بود. غلظت 100 میکرومولار این ترکیبات بیشترین تاثیر را بر تولید والرنیک اسید نشان داد. چهار ژن ترپن سنتاز با طول 1689، 1476، 1692 و 1776 جفت باز جداسازی شد. با انجام جستجوی شباهت مشخص شد که هر 4 ژن به زیر گروه tpsa ترپنوئیدها تعلق دارند. ترپن سنتازهای 1 و 3 سنبل الطیب شباهت بسیاری به سایر سسکوئی ترپن های گیاهی نشان دادند، در حالیکه ترپن سنتازهای 2 و4 با مونوترپن ها مشابه بودند.