ВЛИЯНИЕ МЕТИЛЖАСМОНАТА НА БИОСИНТЕЗ ЭКДИСТЕРОИДОВ В КУЛЬТУРЕ HAIRY ROOTS SILENE LINICOLA C.C. GMELIN

  • Анна (Anna) Алексеевна (Аlekseevna) Эрст (Erst) Центральный сибирский ботанический сад СО РАН
  • Лариса (Larisa) Николаевна (Nikolayevna) Зибарева (Zibareva) Национальный исследовательский Томский государственный университет
  • Елена (Elena) Сергеевна (Sergeyevna) Филоненко (Filonenko) Национальный исследовательский Томский государственный университет
  • Татьяна (Tat'yana) Витальевна (Vital'yevna) Железниченко (Zheleznichenko) Центральный сибирский ботанический сад СО РАН
Ключевые слова: фитоэкдистероиды, ВЭЖХ, метилжасмонат, hairy roots, Silene linicola

Аннотация

Культура hairy roots привлекает все большее внимание исследователей как система получения ценных вторичных метаболитов, так как имеет ряд существенных преимуществ – генетическая стабильность (по сравнению с культурой клеток) и относительно быстрый рост (по сравнению с корнями интактных растений). Методом Agrobacterium –опосредованной трансформации – нами получена культура hairy roots экдистероидсодержащего вида Silene linicola. ВЭЖХ-анализ исследуемых образцов показал, что в заданных условиях эксперимента синтезируются 20-гидро­ксиэкдизон (20Е), туркестерон и полиподин В. Установлено стимулирующее влияние метилжасмоната в концентрации 100 мкМ на биосинтез 20Е на 3-й день эксперимента на 74%, туркестерона – на 6-й день на 35%. Отмечено, что в суммарном содержании экдистероидов исследуемых образцов туркестерон составляет от 25 до 60%, а содержание 20Е варьирует от 8 до 30%. Показано, что в контроле происходит снижение уровня биосинтеза 20Е с 0.023 до 0.014%. Линии hairy roots S. linicola с различной реакцией на присутствие элиситоров в культуральной среде могут быть использованы для изучения путей биосинтеза экдистероидов.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.
DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm.2018043807

Биографии авторов

Анна (Anna) Алексеевна (Аlekseevna) Эрст (Erst), Центральный сибирский ботанический сад СО РАН

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Лариса (Larisa) Николаевна (Nikolayevna) Зибарева (Zibareva), Национальный исследовательский Томский государственный университет

доктор химических наук, заведующая лабораторией

Елена (Elena) Сергеевна (Sergeyevna) Филоненко (Filonenko), Национальный исследовательский Томский государственный университет

техник I категории

Татьяна (Tat'yana) Витальевна (Vital'yevna) Железниченко (Zheleznichenko), Центральный сибирский ботанический сад СО РАН

кандидат биологических наук, научный сотрудник

Литература

http:ecdybase.org/

Zibareva L., Volodin V., Saatov Z., Savchenko T., Whiting P., Lafont R., Dinan L. Distribution of phytoecdysteroids in the Caryophyllaceae // Phytochemistry. 2004. Vol. 64. Pp. 499–517. DOI: 10.1016/S0031-9422(03)00376-5

Зибарева Л.Н., Волкова О.В., Морозов С.В., Черняк Е.И. Фитоэкдистероиды корней Silene frivaldszkyana Hampe // Химия растительного сырья. 2017. №1. С. 71–75. DOI: 10.14258/jcprm.2017011416

Зибарева Л.Н., Еремина В.И. Динамика содержания экдистероидов в видах Silene // Раст. ресурсы. 1996. Т. 32, вып. 1-2. С. 106–110.

Зибарева Л.Н., Еремина В.И., Иванова Н.А. Новые экдистероидоносные виды рода Silene L. и динамика содержания в них экдистерона // Раст. ресурсы. 1997. Т. 33, вып. 3. С. 73–76.

Giri A., Narasu M. L. Transgenic hairy roots: recent trends and applications // Biotechnology Advances. 2000. Vol. 18. Pp. 1–22. DOI:10.1016/S0734-9750(99)00016-6

Kim Y., Wyslouzil B.E., Weathers P.J. Secondary metabolism of hairy root cultures in bioreactors // In vitro Cell. Dev. Bio.l–Plant. 2002. Vol. 38. Pp. 1–10. DOI: 10.1079/IVP2001243

Georgiev M.I., Weber J., Maciuk A. Bioprocessing of plant cell cultures for mass production of targeted compounds // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2009. Vol. 83. Pp. 809–823. DOI: 10.1007/s00253-009-2049-x

Shabania L., Ehsanpoura A. A., Asgharib G., Emamib J. Glycyrrhizin production by in vitro cultured Glycyrrhiza glabra elicited by methyl jasmonate and salicylic acid // Russian Journal of Plant Physiology. 2009. Vol. 56, №. 5. Pp. 621–626. DOI: 10.1134/S1021443709050069

Martin K.P., Sabovljevic A., Madassery J. High-frequency transgenic plant regeneration and plumbagin production through methyl jasmonate elicitation from hairy roots of Plumbago indica L. // J. Crop Sci. Biotech. 2011. Vol. 14, issue 3. Pp. 205–212. DOI: 10.1007/s12892-010-0123-7

Chodisetti B., Rao K., Gandi S., Giri A. Gymnemic acid enhancement in the suspension cultures of Gymnema sylvestre by using the signaling molecules–methyl jasmonate and salicylic acid // In Vitro Cell. Dev. Biol.–Plant. 2015. Vol. 51. Pp. 88–92. DOI: 10.1007/s11627-014-9655-8

Ram M., Prasad K. V., Singh S. K., Hada B. S., Kumar S. Influence of salicylic acid and methyl jasmonate elicitation on anthocyanin production in callus cultures of Rosa hybrida L. // Plant Cell Tiss. Organ Cult. 2013. Vol. 113. Pp. 459-467. DOI: 10.1007/s11240-013-0287-1

Cheng D.M., Yousef G.G., Grace M.H., Rogers R.B., Gorelick-Feldman J., Raskin I., Lila M.A. In vitro production of metabolism-enchancing phytoecdysteroids from Ajuga turkestanica // Plant Cell Tiss. Organ. Cult. 2008. Vol. 93. Pp. 73–83. DOI: 10.1007/s11240-008-9345-5

Schmelz E.A., Grebenok R.J., Ohnmeiss T.E., Bowers W.S. Phytoecdysteroid turnover in spinach: Long-term stability supports a plant defense hypothesis // J. Chem. Ecol. 2000. Vol. 26. Pp. 2883–2896. DOI: 10.1023/A:1026454213510

Володин В.В., Володина С.О., Чадин И.Ф., Пылина Я.И., Бачаров Д.С., Джумырко С.Ф., Бутенко Л.И. Состав экдистероидов в дикорастущих и культивируемых растениях Serratula quinquefolia Bieb. ex Willd // Вестник ИБ. 2010. №4. С. 29–34.

Филлипова В.Н., Володина С.О., Смоленская И.Н. Экдистероиды в культурах клеток Serratula coronata и Ajuga reptans // Химия растительного сырья. 2002. №1. С. 69-80.

Erst A.A., Zheleznichenko T.V., Badulina A.A., Zibareva L.N., Kovzunova O.V. Biosynthesis of phytoecdysteroids in the hairy root culture of Silene linicola C.C. Gmelin // Plant Cell Biotechnology and Molecular Biology. 2016. 17, issue 7-8. Pp. 326–334.

Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture // Physiol Plantarum. 1962. Vol. 15, issue 2. Pp. 473–497.

Gamborg O. L., Eveleigh D. E. Culture methods and detection of glucanases in cultures of wheat and barley // Can J Biochem. 1968. Vol. 46, issue 5. Pp. 417–421.

Van Furden B., Humburg A., Fuss. E. Influence of methyl jasmonate on podophyllotoxin and 6-methoxypodophyllotoxin accumulation in Linum album cell suspension cultures // Plant Cell Rep. 2005. Vol. 24. Pp. 312–317. DOI: 10.1007/s00299-005-0954-8

Lee E.J., Park S.Y., Paek K.Y. Enhancement strategies of bioactive compound production in adventitious root cultures of Eleutherococcus koreanum Nakai subjected to methyl jasmonate and salicylic acid elicitation through airlift bioreactors // Plant Cell, Tiss. Organ Culture. 2015. Vol. 120, issue 1. Pp. 1–10. DOI: 10.1007/s11240-014-0567-4

Зибарева Л.Н. Фитоэкдистероиды растений семейства Сaryophyllaceae. 2012. Saarbrüсken, Germany – LAP Lambert Academic Publishing GmbH&Co. 195 с.

Gizatullina Z.Z., Gagelgans A.I. and Syrov V.N. (1994) Ecdysterone, turkesterone and nerobol alter thymocyte energy metabolism. Doklady Akademii Nauk Respubliki Uzbekistan (10), 49-52 [in Russian, with an English abstract].

Syrov V. N. and Kurmukov A. G. (1976) Anabolic properties of the phytoecdysone turkesterone and turkesterone tetraacetate in experiments on male rats. Problemy Endokrinologii - Moskva 22(3), 107- 112 [in Russian].

Bourgaud F., Bouque V., Guckert A. Production of flavlonoids by Psoralea hairy root cultures // Plant Cell Tiss Organ. Cult. 1999. Vol. 56. Pp. 97–104.

Jittayasothorn Y., Yang Y., Chen S., Wang X., Zhong Y. Influences of Agrobacterium rhizogenes strains, plant genotypes, and tissue types on the induction of transgenic hairy roots in Vitis species // Vitis. 2011. Vol. 50, № 3. Pp. 107–114.

20-Гидроксиэкдизон
Опубликован
2018-12-11
Как цитировать
[1]
Эрст (Erst)А. (Anna) А. (Аlekseevna), Зибарева (Zibareva)Л. (Larisa) Н. (Nikolayevna), Филоненко (Filonenko)Е. (Elena) С. (Sergeyevna) и Железниченко (Zheleznichenko)Т. (Tat’yana) В. (Vital’yevna) 2018. ВЛИЯНИЕ МЕТИЛЖАСМОНАТА НА БИОСИНТЕЗ ЭКДИСТЕРОИДОВ В КУЛЬТУРЕ HAIRY ROOTS SILENE LINICOLA C.C. GMELIN. Химия растительного сырья. 4 (дек. 2018), 159-167. DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm.2018043807.
Выпуск
Раздел
Низкомолекулярные соединения