گیاهان طیف وسیعی از محصولات ثانویه را تولید می کنند که این ترکیبات دارای یک گروه فنلی می باشند. این ترکیبات به نام ترکیبات فنلی طبقه بندی می شوند. با توجه به تنوع شیمیایی آنها، ترکیبات فنلی نقش های متفاوتی را در گیاهان بازی می کنند. در گیاهان اکثر ترکیبات فنلی از فنیل آلانین و تیروزین مشتق شده اند (کافی و همکاران. ۱۳۸۲).
۲-۲-۳-۱- فلاونوئیدها
فلاونوئیدها گروه بزرگی از ترکیبات فنلی و پانزده کربنه گیاهی به همراه دو حلقه آروماتیک (توسط یک پل سه کربنی به یکدیگر متصل می شوند) را تشکیل می دهد این ساختمان از دو مسیر بیوسنتزی جداگانه ایجاد می شود. پل و یک حلقه آروماتیک (حلقهB)، یک واحد فنیل پروپان هستند که از طریق فنیل آلانین ساخته شده در مسیر اسید شیکمیک، ساخته می شوند. شش کربن حلقه آروماتیک دیگر (حلقه A) از سه واحد استات و از طریق مسیر اسید مالونیک نشأت گرفته اند (شکل ۱-۵). فلاونوئیدها موجب انواع اعمال فیزیولوژیکی و اکولوژیکی مختلف در گیاهان می شوند و به عنوان بزرگترین گروه ترکیبات حلقوی اکسیژن دار شناخته شده اند (Kubasek et.al. 1992).
۲-۴- اسکلت پایه فلاونوئید
فلاونوئیدها براساس درجه اکسیداسیون پل سه کربن، به گروه های مختلفی مثل آنتوسیانین ها، فلاون ها، فلاونل ها و ایزوفلاونوئیدها تقسیم می شوند.
آنتوسیانین ها، فلاونوئیدهای رنگی موجود در گل ها و میوه ها هستند که نور ماوراء بنفش را جذب کرده و گیاه را از صدمه توسط این اشعه محافظت می کنند. ایزوفلاونوئیدها گروهی از فلاونوئیدها هستند که به عنوان مواد ضد قارچی و باکتری عمل می کنند. تانن ها ترکیبات پلیمری فنلی هستند که نقش ممانعت از تغذیه گیاه خواران را بر عهده دارند. فلاونوئیدها اعمال مختلفی مانند رنگی شدن و دفاع را در گیاه به عهده دارند (کافی و همکاران. ۱۳۸۲).
۲-۲-۴- نقش متابولیت های ثانویه در گیاهان مولد
متابولیت های ثانویه گروه بزرگی از ترکیبات طبیعی گیاهان را تشکیل می دهند. تنوع شگفت انگیز ساختار شیمیایی ترکیبات ثانوی نتیجه تلاش گیاهان برای ایجاد سازگاری با محیط غیر ثابت و تنش زای اطراف آنها است. به عبارت دیگر این ” تجهیزات شیمیایی” مانع رسیدن آسیب به گیاهان توسط ویروس ها، باکتری ها، قارچ ها یا علف خوار ها می شوند و رقابت آنها با سایر گیاهان را به حداقل می رسانند (Sudha G. et.al 2002). متابولیت های ثانویه از نظر بیولوژیکی و فیزیولوژیکی جزء ترکیبات فعال محسوب می شوند. به طور کلی نقش متابولیت های ثانویه را می توان در موارد ذیل خلاصه کرد:

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

1. 1. جلوگیری از مسمومیت سلول ها توسط برخی ترکیبات حاصل از متابولیسم اولیه

1. 1. اعمال برخی اثرات فیزیولوژیکی در بدن موجودات هدف

1. 1. به عنوان پیام رسان های شیمیایی به منظور هماهنگ سازی متابولیسم در اندام های مختلف و هماهنگ ساختن فعالیت گیاهان مختلف در بدن یک گونه مشابه

1. 1. توسعه پایدار اکولوژیکی (اصغری، غ ر. ۱۳۸۵).

۲-۲-۵- بازار جهانی گیاهان دارویی و معطر
اگرچه طب نوین مستلزم بکارگیری داروهای سنتزی و عوامل میکروبی است سهم عمده ای از صنعت دارویی جهان به منابع گیاهی اختصاص دارد. در حال حاضر بیش از یک چهارم دارو های تجویزی مورد استفاده در کشورهای توسعه یافته به طور مستقیم و غیر مستقیم (نیمه سنتزی) از گیاهان مشتق می شود و فروش سالانه این داروها تنها در کشور امریکا در سال ۲۰۰۲ به بیش از ۳۰ میلیارد دلار بوده است (Fower M. et.al. 2006). از سوی دیگر در کشورهای در حال توسعه از قبیل چین و هند سهم داروهای موجود در بازار به حدود ۸۰ درصد نیز می رسد، مطابق آمارهای موجود ارزش تجاری فراورده های گیاهی در مقایسه با داروهای شیمیایی (با رشد سالانه ۳ تا ۶ درصد) از رشد سالانه ۵ تا ۱۵ درصد برخوردار است و تخمین زده می شود که بازار جهانی این فراورده ها تا سال ۲۰۵۰ به ۵ تریلیون برسد (نوریان، ا. و بشیری صدر، ز. ۱۳۷۹).
۲-۳-معرفی ساختار آرتمیزینین به عنوان یک ترپن مهم
به لحاظ ساختار شیمیایی ،آرتمیزینین یک سزکویی ترپن حاوی یک پل پرکسید غیر معمول است.اعتقاد بر این است که این پراکسید مسئول مکانیزم عمل این ترکیب به عنوان یک ترکیب دارویی می باشد.هیچ ترکیب طبیعی دیگری با چنین پل پرکسید شناخته نشده است. (Eckstein-Ludwig, Webb et al 2003).
اعتقاد بر اینست که بیوسنتز آرتمیزینین از مسیر موالونات (MVA) صورت میگیرد.روشن نیست که آیا مسیر غیر موالونات نیز میتواند با بهره گرفتن از پیش سازهای ، ایزو پنتنیل پیرو فسفات (DMAPP) به بیوسنتز این سزکویی ترپن بپردازد یا خیر(Sawai and Saito 2011).
در مسیر بیوسنتر این ترکیب ، د هیدرو آرتمیزینیک اسید به عنوان پیش ماده نهایی به آرتمیزین تبدیل میشود(Wallart , Pras et al .1999).
شکل۲-۵: مسیر بیوسنتز آرتمیزنین Famesyl diphosphate
۲-۴- کشت بافت گیاهی
۲-۴-۱- طرز تهیه ریزنمونه گیاهی
۲-۴-۱-۱- انتخاب ریزنمونه
ریزنمونه می تواند اندام (ریشه، ساقه، برگ، گل، بذر و پیاز)، بافت (مریستم، پارانشیم) یا سلول (میکروسپور) باشد. ساده ترین نوع کشت، کشت اندام است مانند قلمه ساقه تک گرهی، گل کامل و سخت ترین نوع کشت، کشت سلول در محیط کشت مایع است. ریزنمونه باید از گیاه مادری تهیه شود که عاری از بیماری، دارای برنامه تغذیه مناسب و شبیه به گیاه مادری بوده و در گلخانه یا اتاقک رشدکه دارای شرایط محیطی مناسب است پرورش یافته باشد.
۲-۴-۱-۲- تأثیر مواد گیاهی و عوامل فیزیکی در رشد ریزنمونه
مواد گیاهی می تواند بر رشد و نمو ریزنمونه مؤثر باشد. گیاهان دو لپه ای نسبت به تک لپه ای به محیط درون شیشه اندامهای مختلفی تولید in vitro ای واکنش مثبت تری نشان می دهند. به طور کلی گیاهانی که در محیط می کنند، اگر در محیط درون شیشه ای کشت شوند نیز چنین اندامهایی را تولید می کنند.
سن گیاه نقش تعیین کننده ای را در واکنش ریزنمونه در محیط درون شیشه ای دارد. معمولاً بافتهای جنینی قدرت تکثیر بالاتری نسبت به بافتهای مسن دارند. بافتهای علفی و غیر خشبی نسبت به بافتهای خشبی واکنش مثبت تری نشان می دهند. به طور کلی اندامهای رویشی نسبت به اندامهای زایشی راحت تر تکثیر می شوند.
ریزنمونه ها پس از کشت در اتاقک رشد قرار داده می شوند. در اتاقک رشد ۱۶ ساعت نور و ۸ ساعت تاریکی تنظیم می گردد. البته بهترین دوره نوری برای ریزنمونه در محیط درون شیشه ای همان دوره نوری است که برای گیاه مادری مناسب است. در مورد بافت های بدون کلروفیل نیازی به وجود نور نیست، در صورتیکه ریزنمونه های کلروفیل دار جهت انجام فتوسنتز نیاز به نور دارند. برخی به غلط تصور می کنند که ریزنمونه در محیط درون شیشه در ظروف Co _۲ در داخل ظرف کشت کم است، در حالیکه میزان Co ای به شدت نور کم نیاز دارد و میزان _۲کشت به اندازه کافی وجود دارد. منبع تأمین نور در اتاقک کشت لامپهای فلورسنت هستند.
دما از دیگر عوامل مهم در اتاقک رشد می باشد. اکثر ریزنمونه های گیاهی در دمایی حدود ۲۵ درجه سانتیگراد به خوبی رشد می کنند. البته گیاهان گرمسیری به دمای بالاتر (۲۹-۲۸ درجه سانتیگراد) و گیاهان پیازی به دمای کمتری (۱۸ درجه سانتیگراد) نیاز دارند.
رطوبت نسبی اتاقک رشد نیز از عوامل مؤثر در رشد ریزنمونه است. معمولاً رطوبت نسبی اتاقک رشد بین ۵۰-۴۰ درصد تنظیم می شود. افزایش رطوبت موجب افزایش آلودگی های قارچی و کاهش آن موجب از دست رفتن آب ریزنمونه می شود.
تهویه مناسب و تأمین اکسیژن عامل مهم رشد سلولها و بافتها است. به همین جهت در صورتی که محیط کشت، مایع باشد باید آن را روی شیکر قرار داد و یا با بهره گرفتن از کاغذ صافی و ایجاد پل کاغذی، اکسیژن محیط کشت را تأمین نمود. در محیطهای کشت جامد با قرار دادن غیر قطبی ریزنمونه (به صورت وارونه) می توان اکسیژن مورد نیاز را تأمین نمود.
چون در محیط درون شیشه ای شدت نور کم و در نتیجه فتوسنتز پایین است، نیازی به افزودن Co₂وجود ندارد
ومعمولاً بیشتر نیازگیاه به هیدرات کربن از طریق افزودن ساکارز تأمین می شود.
۲-۴-۲- روش های مختلف کشت بافت گیاهی
کشت بافت گیاهی که انواع روش های کشت گیاهان در شرایط استریل را تحت پوشش قرار می دهد، بایستی در موارد خاص استفاده شود و تقسیم آن به انواع مختلف کشت امکان پذیر است که عبارتند از:

1. 1. کشت بذر^[۴۳] کشت بذور درون شیشه به منظور تولید گیاهچه یا گیاه کامل.

1. 1. کشت جنین^[۴۴] کشت جنین جداشده از بالغ یا نابالغ.

1. 1. کشت اندام^[۴۵] کشت اندام های جداشده گیاهی، که به انواع مختلفی از جمله، کشت در سیستم نوک، کشت ریشه و کشت دانه گرده قابل تقسیم است.

1. 1. کشت کالوس^[۴۶] کشت یک بافت تمایز یافته از ریزنمونه و اجازه دادن به آن برای تمایز زدایی و تشکیل بافت کالوس.

1. 1. کشت سلول^[۴۷]کشت سلول های جداشده و یا توده های خیلی کوچک سلولی که در محیط مایع پراکنده می باشد.

1. 1. کشت پروتوپلاست^[۴۸] کشت پروتوپلاست های گیاهی، یعنی سلول های فاقد دیواره.

۲-۴-۳- کشت کالوس
۲-۴-۳-۱ کالوس
کالوس یا پینه توده سلول پارانشیمی تمایز نیافته است. کالوس می تواند در واکنش به زخم، در محل بافتهای توموری، در محل جوش خوردن پیوند یا در محیط درون شیشه ای تولید شود. کالوس می تواند در تهیه پروتوپلاست، تولید جنین سماتیک، تولید اندامهای ریشه و ساقه و تولید متابولیت های ثانویه مورد استفاده قرار گیرد. برگ، اندام ذخیره ای (پیاز،غده)، گل و میوه از اندامهایی هستند که می توانند برای تولید کالوس مورد استفاده قرار گیرند. از جمله بافتها می توان به بافتهای پیش آوندی، مزوفیل برگ، لپه ها، دایره محیطیه ریشه و لایه آوندی اشاره کرد. معمولاً تشکیل کالوس در گیاهان دو لپه ای بیشتر از گیاهان تک لپه ای است. محیط کشت پایه که غنی از نیتروژن به خصوص نیترات و آمونیوم و فسفات است،LS تغییر یافته و محیط کشتMS یا MSتغییر یافته برای تولید کالوس مورد استفاده قرار می گیرد.
برای تولید کالوس قند های ساکارز یا گلوکز به مقدار ۴-۲ درصد (۴۰-۲۰ گرم در لیتر محیط کشت) به کار می رود. اسیدهای آمینه گلیسین و آرژنین تأثیر مثبتی بر تولید کالوس دارند، همچنین کازئین هیدرولیز شده به محیط کشت اضافه می شود. تنظیم کننده های رشد از جمله اکسین ها و سیتوکنین ها نقش به سزایی در تولید کالوس دارند. غلظت متوسط تا بالای اکسین ها از جمله اسید نفتالین استیک، اسید ایندول استیک و ۲,۴-D برای تولید کالوس ضروری است. از جمله سیتوکنین ها می توان به کینتین و بنزیل آدنین اشاره کرد که با غلظت کمتری نسبت به اکسینها، مورد استفاده قرار می گیرد.
محیط کشت جامد برای کشت کالوس دارای معایبی به شرح ذیل است: