Παραγωγή δευτερογενών προϊόντων από δασικά είδη με την ...

nuthookransomΒιοτεχνολογία

10 Δεκ 2012 (πριν από 4 χρόνια και 6 μήνες)

206 εμφανίσεις

1


Μέρος της παρούσας εργασίας αποτελεί τμήμα της μεταπτυχιακής εργασίας της συγγραφέως.



Παραγωγή

δευτερογενών

προϊόντων

από

δασικά

είδη με την εφαρμογή
βιοτεχνολογικών μεθόδων: Το παράδειγμα της σολασοδίνης



Παρθένα

Τσουλφά

Εργαστήριο

Δασικής

Γενετικής

και

Βελτίωσης

Δασοπονικών

Ειδών

Τομέας Δασικής Παραγωγής
-
Προστασίας Δασών
-
Φυσικού
Περιβάλ
λοντος



Τηλ
. 2310 992709





















2

ΠΕΡΙΛΗΨΗ


Πολλά

από τα δασικά φυτά αποτελούν μέχρι σήμερα την πρώτη ύλη για την παραγωγή
δευτερογενών μεταβολικών ουσιών που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή φαρμάκων,
αρωμάτων ή πρόσθετων ουσιών στην επεξεργ
ασία τροφίμων.

Στην παρούσα εργασία
μελετήθηκε το παράδειγμα της σολασοδίνης,
μια
ς στεροειδούς
,

αλκαλοειδούς

ουσίας

που
χρησιμοποιείται για την παραγωγή αντισυλληπτικών και κορτικοειδών φαρμάκων

και
προέρχεται
από ένα ιθαγενές δασικό είδος της Αυστραλίας
,

το
Solanum

aviculare
.

Αναπτύχθηκαν τεχνικές για τον
in

vitro

σχηματισμό κυτταρικών συσσωματωμάτων του
S
.
α
viculare
. Τα συσσωματώματα αναπτύχθηκαν σε υγρό θρεπτικό μέσο και εξετάστηκαν

για τη
σύνθεση σολασοδίνης
.

Η ανάπτυξη των συσσωματωμάτων

και η παραγωγή

αλκαλοειδών
καταγράφηκαν σε καλλιέργειες μέσα σε κωνικές φιάλες

για χρονικό διάστημα 28 ημερών
.
Βρέθηκε ότι το μεγαλύτερο μέρος της σολασοδίνης που παράχθηκε ήταν αποθηκευμένο μέσα
στα φυτικά κύτταρα. Η μεγαλύτερη συγκέντρωση σολασοδίνης (0.3%
επί του
ξηρ
ού βάρους)
είναι υψηλότερη από αυτήν που βρέθηκε σε καλλιέργειες μεμονωμένων κυττάρων από
άλλους ερευνητές.


Λέξεις κλειδιά:
δευτερογενείς μεταβολίτες,

κυτταρικά συσσωματώματα,
σολασοδ
ίνη,

Solanum

aviculare


ΕΙΣΑΓΩΓΗ


Από

την

αρχαιότητα

τα

φυτά

αποτελούσα
ν

τις

κύριες

πηγές

χημικών

ουσιών
.
Τερπένια
,
ρητίνες
,
φλαβονοειδή
,
φαινόλες
,
αλκαλοειδή
,
στερόλες
,
λιπίδια
,
ταννίνες
,
σάκχαρα
,
κόμμι,
σουβερίνες

και

καροτενοειδή

είναι

ουσίες

που

παράγονται

από

τα

φυτά

(δέντρα, θάμνους,
ποώδη)

και

είναι

γνωστά

ως

δευτερογε
νή

προ/ϊ
όντα

του

μεταβολισμού

τους

(
Gottlieb
, 1990;
Turleya

et

al
.,
2006
)
.

Η

συγκέντρωση

των

ουσιών

αυτών

στα

φυτά

ποικίλει

ανάμεσα

στα

διάφορα

είδη

ή

και

μέσα

στο

ίδιο

είδος
,

αλλά

ακόμα
και

μέσα

στο

ίδιο

το

φυτό
,

π
.
χ
.
μία

τέτοια

ουσία

μπορεί

να

εντοπίζετα
ι

σε

μεγαλύτερη

συγκέντρωση

στο

φλοιό
,
τις

ρίζες
,
τα

φύλλα

ή

τα

κλαδιά

ενός

φυτού. Τα

επίπεδα

συγκέντρωσης

μιας

ουσίας

μεταβάλλονται

επίσης,

από

χρόνο

σε

χρόνο

εξαιτίας διαφόρων πα
ραγόντων βιοτικών και αβιοτικών
.

Πολλά
από τα δευτερογεν
ή

προϊόντα των φυτώ
ν

χρησιμοποιούνται και

σήμερα ως πρώτες
ύλες για την π
αρασκευή φαρμακευτικών ουσιών, αρωμά
των,

χρωμάτων

ή πρόσθετων ουσιών
στην βιομηχανία τροφίμων
. Παρόλο που

πολλές από τις χημικές αυτές ουσίες μπορούν πλέον
να συντεθούν τεχνητά στο εργαστήριο
,

περίπου

τ
ο
25% των φαρμάκων
π.χ.
που
συνταγογραφούνται σήμερα στις Ηνωμένες Πολιτείες και κατ’επέκταση στον Δυτικό

Κόσμο
έχουν φυτική προέλευση (
Doran

1989
).
Η χη
μική δομή των δευτερογενών

ουσιών είναι
πολύπλοκη και καθώς η διαδικασία

παραγωγής τους από τα φυτά δεν

είναι πλήρως γνωστή
και κατανοητή τις περισσότερες φορές
,

η σύνθεσή τους τεχνητά στο ε
ργαστήριο είναι
δύσκολη και
οικονομικά ασύμφορη.

Από την άλλη πλευρά η παραγωγή τους από φυτείες δεν
είναι σταθερή λόγω προβλημάτων όπως οι κλιματικές εναλλαγές ή
οι
ασθ
ένειες των
καλλιεργειών κ. ά
.

π
ου επηρεάζουν τόσο την ποιότητα όσο και την ποσότητα του τελικού
προϊόντος


¨Ένα παράδειγμα δευτερογενούς ουσίας που παράγεται απ
ό

δασικό είδος είναι η
σολασοδίνη.
Η σολασοδίνη είναι μία στεροειδή
ς
αλκαλοειδή
ς

ουσία

και θεωρ
είται
υποκατάστατο της διοσγενίνης η οποία μέχρι τώρα χρησιμοποιούνταν ως πρώτη ύλη για την
παρασκευή κορτικοειδών φαρμακευτικών ουσιών και ιδιαίτερα αντισυλληπτικών χαπιών.
Πολλά είδη του γένους
Solanum

έχουν εξετασθεί για την περιεκτικότητά τους σε
σολασ
οδίνη
3

αλλά μόνο λίγα έχουν αποδειχθεί κατάλληλα για εμπορική αξιοποίηση
Mann

(1978)
.
Το φυτό
Solanum

aviculare

είναι
ένας

ενδημικός

θάμνος της Αυστραλίας και βρέθηκε ότι μπορεί να
αποτελέσει μια εναλλακτική πηγή παραγωγής σολασοδίνης αφού η περιεκτικότητά

του στη
συγκεκριμένη ουσία φτάνει μέχρι τα 2.5% του ξηρού βάρους του.φυτού.
(
Weston
, 1976
).

Η σολασοδίνη π
αράγεται σε εμπορική κλίμακα σε

χώρες της ανατολικής Ευρώπης από
φυτείες των ειδών
S
.

aviculare

και
S
.

laciniatum

(
Warren
,1989
).

Επειδή
,

όπως αναφέρθ
ηκε
παραπάνω
,

η παραγωγή δεν είναι σταθερή
,

ω
ς εναλλακτική λύση προτείνεται η παραγωγή
της
μέσω της εφαρμογής τεχνικών ιστοκαλλιέργειας. Παρόλο που τα επίπεδα παραγωγής
δευτερογενών μεταβολιτών δεν είναι τόσο υψηλά

σε

in

vitro

συνθήκες

όσο του πραγματικού
φυτού
,

διερευνητικές προσπάθειες
βρίσκονται σε εξέλιξη για την αύξηση της παραγωγής με
τεχνικές

βιοτεχνολογίας
.

Οι περισσότερες ερευνητικές προσπάθειες στα είδη του γένους
Solanum

ως

τώρα
βασίζονταν σε
in

vitro

καλλιέργειες αιωρούμενων
μεμονωμένων
φυτικών

κυττάρων

σε υγρό
μέσο

ή σε καλλιέργειες κάλων που αναπτύσσονταν πάνω σε στερεό υπόστρωμα. Η παρούσα
εργασία διερευνά την παραγωγή σολασοδίνης από συσσωματώματα κυττάρων του
Solanum

aviculare

σε υγρό θρεπτικό μέσο
.


ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ


Τμήματα ριζών
που προ
ήλθαν από φυτρωμένους σπόρους

(
οι σπόροι
παραχωρήθηκαν από
τον Βασιλικό Βοτανικό κήπο του Σύδνεϋ, Αυστραλίας)
του είδους
S

viculare
,


σε
αποστειρωμένες συνθήκες
,

χρησιμοποιήθηκαν ως έκφυτα για την δημιουργία κάλου.

Ο κάλος
καλλιεργήθηκε αρχικά σε στερεό θ
ρεπτικό υπόστρωμα και κατόπιν
τμήματά ταυ (
διαμέτρου
0.2
-
0.
5
cm
)
μεταφ
έρθηκαν

σε κωνικές φιάλες
Erlenmeyer

(250
ml
)
που περιείχαν 8
0
ml

υγρό
θρεπτικό μέσο.

Το θρεπτικό μέσο που χρησιμοποιήθηκε ήταν το
MS

(
Murashige

and

Skoog
,
1962
)

(
Flow

laboratories
, 4.71

g
.
1
-
1
)
εμπλουτισμένο με σακχαρόζη

(30
g
.1
-
1
)
και
ρυθμιστές

αύξησης
: β
-
ναφθοξυακετικό οξύ
, ΝΟΑ (4.
95

μ
g
.
l
-
1
,
Sigma
)
και

6
-
βενζυλαμινοπουρίνη ΒΑ
(4.
44

μ
g
.
1
-
1
,
Sigma
).
Οι καλλιέργειες τοποθετήθηκαν σε
αναδευτήρα κυκλικής κίνησης

(110
r
.
p
.
m
)
και διατηρούνταν
σε θάλαμο ανάπτυξης φυτών με 16 ώρες φωτοπερίοδο, ένταση
φωτισμού 3.100
lux
,
στους 25
±1
°
C
.


Επανακαλλιέργειες γίνονταν κάθε εβδομάδα μέχρι να συγκεντρωθεί το απαραίτητο φυτικό
υλικό για την πειραματκή διαδικασία. Η δειγματοληψία έγινε από
3
0
κωνικές φιάλες

(250
ml
),

που περιείχαν η κάθε μία περίπου
10
g

νωπό βάρος συσσωματωμάτων και
80
ml

υγρό
θρεπτικό μέσο
,
σε διάστημα
28
ημερών (2 φιάλες ανά 3 ημέρες)
. Καταγράφηκαν και
αναλύθηκαν η ανάπτυξη

της βιομάζας,
η
συγκέντρωση

της

σακχ
αρόζης στο θρεπτικό μέσο
και
η σύνθεση

αλκαλοειδών σ
τα κυτταρικά συσσωματώματα και
το θρεπτικό μέσο.

Το
πείραμα επαναλήφθηκε
δύο

φορές.


Από
t
α δείγματα των συσσωματωμάτων και του υγρού μέσου γίνονταν τρεις εκχυλίσεις
κάθε φορά και
σε

κάθε εκχύλιση ο προσδιορισμός της σολασοδίνης επαν
αλαμβανόταν τρεις
φορές. ¨Έτσι για κάθε δείγμα συσσωματωμάτων ή θρεπτικού μέσου γινόταν εννιά αναλύσεις

της ουσίας

στο φασματοφωτόμετρο
UV
-
120
-
02
(
Shimadzu
)

στα 610
nm
.

Τα αποτελέσματα
προσδιορίζονταν β
άσει πρότυπων καμπυλών

σολασοδίνης
(
standard

curves
)

π
ου
κατασκευάζονταν για κάθε ανάλυση (0, 5, 10, 25 και 50 μ
g
.
ml
-
1

(
Sigma

Chemicals
)).


Η μέθοδος των
Chandler

και

Dodds

(
1983
α
)
χρησιμοποιήθηκε για την εκχύλιση της
σολασοδίνης από τα συσσωματώματα και το θρεπτικό μέσο.

Για τον ποσοτικό προσδιορισμό
της σολ
ασοδίνης χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος των
Lancaster

και
Mann

(
197
5).
Η ανάλυση
της σα
κχαρόζης πραγματοποιήθηκε με τη χρήση υψηλής πίεσης υγρού χρωματογράφου

(
HPLC
)

σε μία στήλη
Phenomenex

Maxsil

5 (250
x
4.6
mm
)
με διάλυμα
κινητής φάσης
80:20
ακετονιτρίλιο:απεσ
ταγμένο νερό
.
Το νωπό βάρος της βιομάζας προσδιορίστηκε μετά το
4

διαχωρισμό του από το υγρό μέσο ενώ το ξηρό βάρος της προσδιορίστηκε μετά την
ξ
ήρανσή
του

μέσω
της τεχνικής της κρυοξήρανσης

(
freeze
-
drying
)
.


ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ


Πλήρως ανεπτυγμένα συσσωματώματα σ
χηματίστηκαν μετά από 4 εβδομάδες
επανακαλλιεργειών. Το μέγεθός τους κυμαίνονταν μεταξύ 0.4
-
2.0
cm
.

Το νωπό,

το ξηρό
βάρος

των συσσωματωμάτων

και η συνολική παραγωγή σολασοδίνης κατά τη διάρκεια του
πειράματος απεικονίζονται στο
σχή
μα 1.



Ο ρυθμός ανά
πτυξης της καλλιέργειας βάσει του ξηρού βάρους προσδιορίστηκε στο 0.084
d
'
1
(ανά ημέρα) παρουσιάζοντας έτσι χρόνο διπλασιασμού

της βιομάζας

8.3 ημέρες.
Τα
συσσωματώματα
μ
εγάλου μεγέθους (>0.8
cm

σε
διάμ
ετρο
)
εμ
φ
άνιζαν κοιλότη
τες στο

εσωτερικό τους
.
Μια στα
διακή απώλεια του υγρού θρεπτικού μέσου παρατηρήθηκε κατά τη
διάρκεια του πειράματος γεγονός το οποίο επηρέασε τις μετρήσεις του νωπού βάρους
.

Κατά
τη
18
η

ημέρα
,
ο όγκος του θρεπτικού μέσου είχε μειωθεί κατά το ήμισυ λόγω της
απορρόφησής του από τα κύτταρα
.

Από

τα

αποτελέσματα

του

σχήματος

1,
φαίνεται

ότι η παραγωγή σολασοδίνης δεν μπορεί
να συσχετισθεί άμεσα με την αύξηση της βιομάζας. Η

μεγαλύτερη

συγκέντρωση

σολασοδίνης

2.97 ± 0.3
mg
.
g
-
1

επί του ξηρού βάρους

παρατηρήθηκε

κατά

την

21
η

ημέρα της
καλλιέργει
ας
.
Από

τη

συνολική

σολασοδίνη

που

προσδιορίστηκε

μόνο

το

5.2%
εκχύθηκε στο
Σχή
μα

1.
?????!?)

?????!? ?"

(

),
???&?Œ?)

?????!? ?"

??v??
???.??

?1?#??? ????????

?1?#??????
???2?!?&?1??

?1? ???.?1? ?/???????"???‘??
???.?2????2????/?????!???0???.??2???"????.?????????!???0???.?"??1?#?1?1?&???.?2?&?????2?&????2? ?#??0???/? ?#?"?
Solatium

aviculare

?1?0?
???&?????????"??3???????0?"???????????????




Ημέρες

Ξηρό βάρος (
g
)

Συνολ
.

συγκέντρωση σολασοδίνης
(
mg
)

Νωπό βάρος (
g)

5

θρεπτικό μέσο
,
εκτός από την τελευταία ημέρα του πειράματος που βρέθηκε το
15%
στο
υγρό θρεπτικό μέσο
.

Η

παραγωγή

σολασοδίνης

κατά

τη

φάση

της

ανάπτυξης

της

καλλιέργειας

ήταν

περίπ
ου

0.064
d
-
1
, παρόλο που παρατηρήθηκε παραγωγή σολασοδ
ίνης και
αφού

σταμάτησε η αύξηση
της καλλιέργειας και ξεκίνησε η
φάση
στασιμότητας
της καλλιέργειας
.

Κατά

την

21
η

ημέρα

η

παραγωγή

σολασοδίνης

ανά

μονάδα

βιομάζας

ήταν

Y
p
/
X

= 4.2

mg
.
g
-
1

επί του
ξηρού βάρους
,
η αντίστοιχη παραγωγή ανά γραμμάριο
σακχάρου

που καταναλώθηκε

ήταν

Yp
/
S

=1.5
mg
.
g
-
1

και η παραγωγή βιομάζας ανά γραμμάριο
σακχάρου

που καταναλώθηκε

ήταν

Υχ
/
8

= 0.35
g
.
g
-
1

ξηρό βάρος :
σάκχαρα
.

Πέντε

ημέρες

μετά

την

έναρξη

του

πειράματος
,
μερι
κές φιάλες
επιμολύνθηκαν από
παθογόνους μικροοργανισμούς αλλά αντικαταστάθηκαν από άλλες για την ομαλή πορεία του
πειράματος
.
Οι επιμολυσμένες
καλλιέργειες

αναλύθηκαν

για

τ
η
ν

περιεκτικότητα

τους

σε

σολασοδίνη

ώστε να γίνουν συγκρίσεις

με την αντίστοιχη στι
ς αποστειρωμένες καλλιέργειες
.
Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον πίνακα 1.


Πίνακας 1. Παραγωγή σολασοδίνης: σύγκριση μεταξύ επιμολυσμένων και αποστειρωμένων
καλλιεργειών.




Συγκέντρωση
σολασοδίνης στα
συσσωματώματα

(

.
g
-
1
)

Συγκέντρωση
σολασοδίνης
στο

θρεπτικό
μέσο (μ
g
.

-
1
)

Συνολική
συγκέντρωση
σολασοδίνης

(
浧)

% Ποσοστό
σολασοδίνης
στο θρεπτικό
μέσο

Αποστειρωμένες

καλιέργειες

5
η

ημέρα

㈬㔳

ㄬ㈲

ㄬ㘳

㔬5

Επιμολυσμένες

καλιέργειες

5
η

ημέρα

㌬ㄳ

㤬㐲

ㄲⰳ

ㄷⰰ



Τα επίπ
ε
δα της σολασοδίνης στις
επι
μολ
υσμένες καλλιέργειες ήταν

κατά

24%
υψηλότερα
από ότι εκείνα των καθαρών καλλιεργειών

την αντίστοιχη ημέρα
.
Επιπλέον
,
το

ποσοστό

έκχυσης

σολασοδίνης

στο

υγρό

μέσο

ήταν

κι

αυτό υψηλότερο φθάνοντας το
17%
κατά την
πέμπτη ημέρα του πειράματος
.


ΣΥΖΗΤΗΣΗ


Ο

σχη
ματισμός

και

η

ανάπτυξη

των

κυτταρικών

συσσωματωμάτων

είναι

μία

σχετικά

αργή

διαδικασία

γι

αυτό

ο τρόπος

επανακαλλιέργειας

που

ακολουθήθηκε

παίζει

σημαντικό

ρόλο

στην

επιτυχή

δημιουργία

τους

και

τον

πολλαπλασιασμό

τους
.
Έτσι σε κάθε
επανακαλλιέργεια

όλο

το

υγρό

μέσο

που

είχε

χρησιμοποιηθεί

στην προηγούμενη
,

απομακρυνόταν και

γινόταν
αντικατάστασή του

με νέο
υγρό
θρεπτικό διάλυμα.

Λόγω

της

απορρόφησης

του

υγρού

από

τα

κύτταρα

των

συσσωματωμάτων
,
κυρίως

κατά

το

τελευταίο

διάστημα

της

καλλιέργειας
,
η

σχέση

μετ
αξύ του νωπού και του ξηρού βάρους
των συσσωματωμάτων δεν ήταν σταθερή
.
Ο

ρυθμός

ανάπτυξης

της

καλλιέργειας

που

καταγράφηκε

βασίζεται

σε

μετρήσεις

της

ανάπτυξης

του

ξηρού

βάρους

μέχρι

την

11
η

ημέρα
του πειράματος αφού μετά την ημέρα αυτή δεν παρατηρήθηκε α
ύξηση της ξηρής βιομάζας
της καλλιέργειας
.
Για αυτόν το λόγο ο

χρόνος

διπλασιασμού

της

βιομάζας της
καλλιέργειας

που

προσδιορίστηκε

στις

8.3
ημέρες
,
μπορεί να μην αντιπροσωπεύει τον ρυθμό ανάπτυξης
όλων των κυττάρων των συσσωματωμάτων
.
Το

εξωτερικό

κυτταρι
κό

στρώμα

των

συσσωματωμάτων

βρισκόταν

σε

άμεση

επαφή

με

το

υγρό

θρεπτικό

μέσο και εφοδιαζόταν με
6

θρεπτικά συστατικά ενώ
σ
τα κύτταρα που βρίσκονταν στο εσωτερικό των συσσωματωμάτων
η πρόσληψη θρεπτικών στοιχείων γινόταν
μέσω διάχυσης
.
Στο

ρυθμ
ό

ανάπτυξης

π
ου

προσδιορίστηκε

περιλαμβ
άνεται και

η

επίδραση

της

διάχυσης

και των διαφόρων
μεταβολικών ρυθμών των κυττάρων
.
Τα

κύτταρα

των

εσωτερικών

στρωμάτων

μπορεί

να

βρίσκονται

σε

κατάσταση

καταπόνησης

λόγω του
δυσμενών συνθηκών αερισμού, φωτισμού
και πρόσληψης θρε
πτικών στοιχείων
.

Τα

επίπεδα

της

σολασοδίνης

που

προσδιορίστηκαν

στα

κύτταρα

των

συσσωματωμάτων
στην

παρούσα

εργασία

μπορούν να συγκριθούν με
εκείνα

άλλων
μελετ
ητών
.
Ο

Macek

(
1989
)
αναφέρει

ότι

η

συγκέντρωση

σολασοδίνης σε καλλιέργειες
αιωρημάτων (μεμονωμέ
να
κύ
ττ
αρα)

του είδους
S
.

aviculare

ήταν
0
έως

2
mg
/
g

επί του ξηρού βάρους
.
Η

παραγωγή

σολασοδίνης

από

κύτταρα

κάλων

κυμαινόταν

μεταξύ

0
και

0.9
mg
/
g

επί του ξηρού βάρους.

Μετά

από

επιλογή

του

φυτικού

υλικού

για την παραγωγή της ουσίας,
τα

επίπεδα
σολασοδί
νης αυξήθηκαν στο
2.6
mg
/
g

επί του ξηρού βάρους
.
Η περιεκτικότητα σε
σολασοδίνη προσδιορίστηκε στα
1.1
mg
/
g

και

3.9
mg
/
g

ξηρού βάρους σε κύτταρα κάλου

που

προέρχονταν

αντίστοιχα, από

βλαστούς

ή

ρίζες

του

είδους

Solatium

laciniatum

(
Chandler

and

Dodds

1983
α
,

β
).
Η

παραγωγή

της

ουσίας

από

τα

συσσωματώματα

στην

παρούσα

εργασία

ήταν

λίγο

μεγαλύτερη

από

αυτή

που

προσδιορίστηκε

από τις καλλιέργειες

αιωρημάτων του
ίδιου είδους

όπως αναφέρεται από
τους παραπάνω ερευνητές

και φτάνει στα επίπεδα
παραγωγής
των κυττάρω
ν του κάλου
.


Σχεδόν

όλη

η

σολασοδίνη

που

ανιχνεύθηκε

ήταν

αποθηκευμένη

στα

κύτταρα

των

συσσωματωμάτων μέχρι την 28
η

ημέρα του πειράματος και μόνο το
15%

βρέθηκε στο υγρό
μέσο

κατά το τέλος του πειράματος
.
Η

έκλυση

της

ουσίας

στο

υγρό

μέσο

συνέ
βη

όταν

άρχ
ισε
η λύση των

κυττάρων

των

συσσωματωμάτων

κατά τις τελευταίες ημέρες του πειράματος
.

Η

παραγωγή

σολασοδίνης

και

η

έ
κλυσή

της

στο

υγρό

μέσο

παρατηρήθηκε ότι αυξήθηκαν
στις
επι
μολυσμένες καλλιέργειες
.
Τα

αποτελέσματα

αυτά

αποτελούν ένδειξη ότι
οι βιο
-
διεγέρ
τες

(
elicitors
)
,
ουσίες που εκλύονται

από

τους

μικρο
οργανισμούς

που

επιμολύνουν

τις

καλλιέργειες
,
ή

λόγω

των συνθηκών

καταπόνησης που αντιμετωπίζουν οι καλλιέργειες κατά
την επιμόλυνσή τους
,
προάγουν την παραγωγή σολασοδίνης
.

.
Η

χρήση

μικροβιακών

βιο
-
διεγε
ρτών έχει χρησιμοποιηθεί για την τροποποίηση του μεταβολισμού των κυττάρων

με

σκοπό

τη

βελτίωση

παραγωγής

δευτερογενών

μεταβολιτών

in

vitro
,

δι
ερευνάται

και

για

άλλα
φυτικά είδη

(
Eilert

et

al
., 1985;
Jeong

and

Park
, 2005)

και θα μπορούσε να αποτελέσει μια
επιτυχή προσέγγιση για να προαχθεί η βιοσύνθεση της σολασοδίνης
.
Περαιτέρω

έρευνα

σε

αυτόν

τον

τομέα

βρίσκεται σε εξέλιξη
.


Production of secondary metabolites from forest species by using
biotechnological methods: the example of solasodine


Parthena Tsoul
pha


SUMMARY


To

date
,

many

of

the

forest

species

are

the

raw

material

of

secondary

metabolite

production
,

used as pharmaceuticals, fragrance
s

or food additive
s.

In

the

present

work

the

example

of

solasodine, a steroidal alkakoid
,

was studied. Solasodine

i
nvolved

in

the

corticoid

pharmaceutical

production, is a secondary metabolite of an indigenous forest species of
Australia,

Solanum

aviculare
.

Procedures for formation of smooth plant
-
cell aggregates were
developed using
roots of
in vitro

germinated seeds

of
Solanum aviculare
.
Aggregates grown
in liquid culture were investiga
ted for synthesis of solasodine
.
Culture g
rowth,
and
alkaloid
production were monitored in batch shake
-
flask culture
s

for 28 days
. Most of the solasodine
7

produced was store
d intracellul
arly; the maximum
solasodine content of 0.3% dry we
ight wa
s
slightly higher than that found previously in dispersed
-
cell cultures.


Keywords
:
plant
-
cell aggregates, secondary metabolites,

solasodine
,
Solanum

aviculare



ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ


Chandler, S.F. and

J.
H.

Dodds
,

1983
α
.

Solasodine production in rapidly proliferating tissue
cultures of
Solatium laciniatum

Ait.
Plant Cell Rep
.

2:

69
-
72.

Chandler, S.F. and
J.H.

Dodds,

1983
β
.


The effect of phosphate, nitrogen and sucrose on the
production of phenolics and
solasodine in callus cultures of
Solanum laciniatum


Plant Cell
Rep.

2
:

205
-
208.

Doran P.M.
,
1989
. Prospects for production of plant chemicals from genetical
ly transformed
roots. Aust
.

J
.


Biotechnol
.

3:270
-
277.

Eilert, U.,
W.G.W. Kurz
,

and
F.

Constabel,
1985
.

Stimulation of sanguinarine accumulation
in
Papaver somniferum

cell cultures by fungal elicitors.
J.

Plant Physiol
.

119
:
65
-
76.

Gottlieb,

O.R.
,

1990
.

Phytochemicals: differentiation and function.
Phytochemistry 29
:

1715
-
1724

Jeong
,

G. and D. Park,

2005. Enhancement of growth and secondary metabolites
biosynthesis:
effect of elicitors derived from plants and insects. Biotechnology and
Bioprocess Engineering
10: 73
-
77.

Lancaster, J.E. and J.D. Mann
,

1975
.

Changes in solasodine content during the deve
lopment
of
Solarium laciniatum

Ait.
N.Z.
J.

Agric. Res.

18
:

139
-
144.

Macek, T.E.
,

1989
.

Solanum aviculare

Forst.,
Solanum laciniatum

Ait. (Poroporo):
In vitro

culture and the production of solasodine. In "Biotechnology in Agriculture and Forestry

7:

Medic
inal and Aromatic Plants II", Bajaj, Y.P.S. (Ed
), Springer
-
Verlag, Berlin.

4
67
pp
.

Mann, J.D.
, 1978.

Production of solasodine for the pharmaceutical industry.
Adv. Agron.

30
:

207
-
243.

Murashige
,

T. and F. Skoog
,

1962
. A

revised medium for rapid growth and
bioassay with
tobacco tissue culture. Physiologia Plantarum 15: 473
-
497.

Turleya,
D.B.
,

Q. Chaudhrya, R.W. Watkinsa, J.H. Clarkb and F.E.I. Deswarteb
,

2006.
Chemical products from temperate forest tree species

Developing strategies for exploitation
.

24 (3)
:

238
-
243

Warren, R.G.
,

1989
.

Drug plants

-

Australia's neglected industry.
Aust.
J.
Biotechnol.
3, 23
-
26.

Weston, R.J.
,

1976
.

An investigation of methods for isolation of the steroidal alkaloid
solasodine from native New Zealand
Solan
ium
species.

J.
.

Appl
. Chem. Biotechnol
.
26
:

657
-
666.