Бул изилдөөдө, айкалышкан дарылоонун стимулдаштыруучу таасириөсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттар(2,4-D жана кинетин) жана темир кычкылынын нанобөлүкчөлөрү (Fe₃O₄-NPs) *Hypericum perforatum* L. өсүмдүктөгү in vitro морфогенез жана экинчилик метаболиттерди өндүрүү боюнча изилденген. Оптималдаштырылган дарылоо [2,4-D (0,5 мг/л) + кинетин (2 мг/л) + Fe₃O₄-NPs (4 мг/л)] өсүмдүктүн өсүү параметрлерин бир кыйла жакшыртты: контролдук топко салыштырмалуу өсүмдүктүн бийиктиги 59,6%, тамырдын узундугу 114,0%, бүчүрлөрдүн саны 180,0% жана каллустун жаңы салмагы 198,3% га өстү. Бул айкалышкан дарылоо ошондой эле регенерациянын натыйжалуулугун (50,85%) жогорулатты жана гиперициндин курамын 66,6% га көбөйттү. GC-MS анализи гиперозиддин, β-патолиндин жана цетил спиртинин жогорку курамын көрсөттү, бул жалпы чоку аянтынын 93,36%ын түздү, ал эми фенолдордун жана флавоноиддердин жалпы курамы 80,1%га чейин көбөйдү. Бул жыйынтыктар өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу заттар (PGR) жана Fe₃O₄ нанобөлүкчөлөрү (Fe₃O₄-NPs) органогенезди жана биоактивдүү кошулмалардын топтолушун стимулдаштыруу менен синергетикалык таасир тийгизерин көрсөтүп турат, бул дары өсүмдүктөрүн биотехнологиялык жактан жакшыртуунун келечектүү стратегиясын билдирет.
Чай чөп (Hypericum perforatum L.), ошондой эле Чай чөп деп да белгилүү, Hypericaceae тукумундагы көп жылдык чөп өсүмдүгү болуп саналат жана экономикалык жактан баалуу.[1] Анын потенциалдуу биоактивдүү компоненттерине табигый танниндер, ксантондор, флороглюцинол, нафталиндиантрон (гиперин жана псевдогиперин), флавоноиддер, фенол кислоталары жана эфир майлары кирет.[2,3,4] Чай чөп салттуу ыкмалар менен көбөйтүлүшү мүмкүн; бирок, салттуу ыкмалардын сезондуулугу, уруктун төмөн өнүп чыгышы жана ооруларга чалдыгуу коркунучу анын ири масштабда өстүрүү жана экинчилик метаболиттердин үзгүлтүксүз пайда болуу мүмкүнчүлүгүн чектейт.[1,5,6]
Ошентип, in vitro ткандарды өстүрүү өсүмдүктөрдү тез көбөйтүү, гермоплазма ресурстарын сактоо жана дарылык кошулмалардын түшүмүн жогорулатуу үчүн натыйжалуу ыкма деп эсептелет [7, 8]. Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу заттар (PGR) морфогенезди жөнгө салууда чечүүчү ролду ойнойт жана каллустарды жана бүтүндөй организмдерди in vitro өстүрүү үчүн зарыл. Алардын концентрациясын жана айкалыштарын оптималдаштыруу бул өнүгүү процесстерин ийгиликтүү аяктоо үчүн абдан маанилүү [9]. Ошондуктан, жөнгө салуучу заттардын тиешелүү курамын жана концентрациясын түшүнүү звероподун (H. perforatum) өсүшүн жана калыбына келтирүү жөндөмүн жакшыртуу үчүн маанилүү [10].
Темир кычкылынын нанобөлүкчөлөрү (Fe₃O₄) - ткандарды өстүрүү үчүн иштелип чыккан же иштелип чыгып жаткан нанобөлүкчөлөрдүн бир классы. Fe₃O₄ маанилүү магниттик касиеттерге, жакшы биошайкештикке жана өсүмдүктөрдүн өсүшүнө өбөлгө түзүү жана айлана-чөйрөнүн стрессин азайтуу жөндөмүнө ээ, ошондуктан ал ткандарды өстүрүү долбоорлорунда олуттуу көңүл бурган. Бул нанобөлүкчөлөрдүн потенциалдуу колдонулушуна клеткалардын бөлүнүшүн стимулдаштыруу, азык заттардын сиңишин жакшыртуу жана антиоксидант ферменттерди активдештирүү үчүн in vitro өстүрүүнү оптималдаштыруу кириши мүмкүн [11].
Нанобөлүкчөлөр өсүмдүктөрдүн өсүшүнө жакшы таасир эткени менен, Fe₃O₄ нанобөлүкчөлөрүн жана оптималдаштырылган өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучуларды *H. perforatum* өсүмдүктөрүндө айкалыштырып колдонуу боюнча изилдөөлөр аз бойдон калууда. Бул билим боштугун толтуруу үчүн, бул изилдөөдө дары өсүмдүктөрүнүн мүнөздөмөлөрүн жакшыртуу үчүн жаңы түшүнүктөрдү берүү максатында алардын in vitro морфогенезине жана экинчилик метаболиттерди өндүрүүгө айкалыштырылган таасиринин таасири бааланган. Ошондуктан, бул изилдөөнүн эки максаты бар: (1) каллус пайда болушун, өркүндөрдүн регенерациясын жана тамырлашын in vitro натыйжалуу стимулдаштыруу үчүн өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу заттардын концентрациясын оптималдаштыруу; жана (2) Fe₃O₄ нанобөлүкчөлөрүнүн in vitro өсүү параметрлерине тийгизген таасирин баалоо. Келечектеги пландарга акклиматизация учурунда (in vitro) регенерацияланган өсүмдүктөрдүн жашоо деңгээлин баалоо кирет. Бул изилдөөнүн жыйынтыктары *H. perforatum* микрокөбөйүү натыйжалуулугун бир кыйла жакшыртат, ошону менен бул маанилүү дары өсүмдүктү туруктуу колдонууга жана биотехнологиялык колдонууга салым кошот деп күтүлүүдө.
Бул изилдөөдө биз талаада өстүрүлгөн бир жылдык зоокур өсүмдүктөрүнөн (эне өсүмдүктөрүнөн) жалбырак экспланттарын алдык. Бул экспланттар in vitro өстүрүү шарттарын оптималдаштыруу үчүн колдонулган. Өстүрүүдөн мурун, жалбырактар агып жаткан дистилденген суу астында бир нече мүнөт жакшылап чайкалган. Андан кийин экспланттын беттери 70% этанолго 30 секунд чөмүлүү менен дезинфекцияланган, андан кийин бир нече тамчы Tween 20 камтыган 1,5% натрий гипохлоритинин (NaOCl) эритмесине 10 мүнөт чөмүлтүлгөн. Акырында, экспланттар кийинки өстүрүү чөйрөсүнө өткөрүүдөн мурун стерилденген дистилденген суу менен үч жолу чайкалган.
Кийинки төрт жуманын ичинде өркүндөрдүн регенерациясынын параметрлери өлчөнгөн, анын ичинде регенерация ылдамдыгы, ар бир экспланттагы өркүндөрдүн саны жана өркүндөрдүн узундугу. Регенерацияланган өркүндөрдүн узундугу кеминде 2 смге жеткенде, алар жарым күчтүү MS чөйрөсүнөн, 0,5 мг/л индолмай кислотасынан (IBA) жана 0,3% гуар сагызынан турган тамырлоочу чөйрөгө которулган. Тамырлоо үч жума бою улантылган, бул убакыттын ичинде тамырлоо ылдамдыгы, тамырлардын саны жана тамырлардын узундугу өлчөнгөн. Ар бир дарылоо үч жолу кайталанган, ар бир кайталоодо 10 эксплант өстүрүлүп, ар бир дарылоодо болжол менен 30 эксплант алынган.
Өсүмдүктүн бийиктиги сызгыч менен сантиметр (см) менен өлчөнгөн, өсүмдүктүн түбүнөн эң бийик жалбырактын учуна чейин. Тамырдын узундугу көчөттөрдү кылдаттык менен алып салгандан жана өстүрүүчү чөйрөнү алып салгандан кийин дароо миллиметр (мм) менен өлчөнгөн. Ар бир эксплантациядагы бүчүрлөрдүн саны ар бир өсүмдүктө түздөн-түз эсептелген. Жалбырактардагы кара тактардын саны, түйүндөр деп аталган, визуалдык түрдө өлчөнгөн. Бул кара түйүндөр гиперицин же кычкылдануучу тактарды камтыган бездер деп эсептелет жана өсүмдүктүн дарылоого болгон реакциясынын физиологиялык көрсөткүчү катары колдонулат. Бардык өстүрүүчү чөйрөнү алып салгандан кийин, көчөттөрдүн жаңы салмагы миллиграмм (мг) тактыктагы электрондук тараза менен өлчөнгөн.
Каллус пайда болуу ылдамдыгын эсептөө ыкмасы төмөнкүдөй: экспланттарды ар кандай өсүү жөнгө салуучулары (киназалар, 2,4-D жана Fe3O4) бар чөйрөдө төрт жума бою өстүргөндөн кийин, каллус пайда кыла турган экспланттардын саны эсептелет. Каллус пайда болуу ылдамдыгын эсептөө формуласы төмөнкүдөй:
Ар бир дарылоо үч жолу кайталанды, ар бир кайталоодо кеминде 10 эксплант текшерилди.
Регенерация ылдамдыгы каллус пайда болуу этабынан кийин бүчүрдүн дифференциациялануу процессин ийгиликтүү аяктаган каллус тканынын үлүшүн чагылдырат. Бул көрсөткүч каллус тканынын дифференциацияланган тканга айланып, жаңы өсүмдүк органдарына өсүү жөндөмүн көрсөтөт.
Тамырлоо коэффициенти - бул тамырлай ала турган бутактардын санынын жалпы бутактардын санына болгон катышы. Бул көрсөткүч тамырлоо этабынын ийгилигин чагылдырат, ал микрокөбөйүүдө жана өсүмдүктөрдүн көбөйүшүндө абдан маанилүү, анткени жакшы тамырлоо көчөттөрдүн өсүү шарттарында жакшыраак жашап кетишине жардам берет.
Гиперицин кошулмалары 90% метанол менен экстракцияланган. 1 мл метанолго элүү мг кургатылган өсүмдүк материалы кошулуп, бөлмө температурасында караңгыда ультраүн тазалагычта (A5120-3YJ модели) 30 кГц жыштыкта 20 мүнөт ультраүн менен иштетилген. Ультраүн менен иштетилгенден кийин, үлгү 6000 айн/мин ылдамдыкта 15 мүнөт центрифугаланган. Үстүнкү катмар чогултулуп, гиперициндин абсорбциясы Консейсао жана башкалар тарабынан сүрөттөлгөн ыкмага ылайык Plus-3000 S спектрофотометри менен 592 нмде өлчөнгөн [14].
Өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу каражаттар (PGR) жана темир кычкылынын нанобөлүкчөлөрү (Fe₃O₄-NPs) менен жүргүзүлгөн дарылоонун көпчүлүгү калыбына келтирилген өркүн жалбырактарында кара түйүндөрдүн пайда болушуна алып келген эмес. 0,5 же 1 мг/л 2,4-D, 0,5 же 1 мг/л кинетин же 1, 2 же 4 мг/л темир кычкылынын нанобөлүкчөлөрү менен жүргүзүлгөн дарылоолордун биринде да түйүндөр байкалган эмес. Бир нече айкалыштарда кинетиндин жана/же темир кычкылынын нанобөлүкчөлөрүнүн жогорку концентрацияларында түйүндөрдүн өнүгүшүнүн бир аз жогорулашы байкалган (бирок статистикалык жактан маанилүү эмес), мисалы, 2,4-D (0,5–2 мг/л) кинетин (1–1,5 мг/л) жана темир кычкылынын нанобөлүкчөлөрү (2–4 мг/л) менен айкалышканда. Бул жыйынтыктар 2-сүрөттө көрсөтүлгөн. Кара түйүндөр табигый түрдө пайда болгон жана пайдалуу гиперицинге бай бездерди билдирет. Бул изилдөөдө кара түйүндөр негизинен ткандардын күрөң түскө боёлушу менен байланыштуу болгон, бул гиперициндин топтолушу үчүн жагымдуу чөйрөнү көрсөтүп турат. 2,4-D, кинетин жана Fe₃O₄ нанобөлүкчөлөрү менен дарылоо каллустун өсүшүнө, күрөң түстүн азайышына жана хлорофиллдин курамынын жогорулашына өбөлгө түзгөн, бул зат алмашуу функциясынын жакшырганын жана кычкылдануу зыянынын азайышын көрсөтүп турат [37]. Бул изилдөөдө кинетиндин 2,4-D жана Fe₃O₄ нанобөлүкчөлөрү менен айкалышып, Сент-Джон чөбүнүн каллусунун өсүшүнө жана өнүгүшүнө тийгизген таасири бааланган (3a–g-сүрөт). Мурунку изилдөөлөр Fe₃O₄ нанобөлүкчөлөрүнүн грибокко каршы жана микробго каршы активдүүлүгү бар экенин көрсөткөн [38, 39] жана өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучу заттар менен айкалыштырып колдонулганда, өсүмдүктөрдүн коргонуу механизмдерин стимулдай аларын жана клеткалык стресс индекстерин азайта аларын көрсөткөн [18]. Экинчилик метаболиттердин биосинтези генетикалык жактан жөнгө салынса да, алардын чыныгы түшүмү айлана-чөйрөнүн шарттарына абдан көз каранды. Метаболикалык жана морфологиялык өзгөрүүлөр белгилүү бир өсүмдүк гендеринин экспрессиясын жөнгө салуу жана айлана-чөйрөнүн факторлоруна жооп берүү менен экинчилик метаболиттердин деңгээлине таасир этиши мүмкүн. Андан тышкары, индукторлор жаңы гендердин активдешүүсүн козгой алат, бул өз кезегинде ферменттик активдүүлүктү стимулдайт, акырында бир нече биосинтетикалык жолдорду активдештирет жана экинчилик метаболиттердин пайда болушуна алып келет. Андан тышкары, дагы бир изилдөө көлөкө түшүрүүнү азайтуу күн нурунун таасирин көбөйтүп, ошону менен *Hypericum perforatum* табигый чөйрөсүндө күндүзгү температураны көтөрөрүн, бул гиперициндин түшүмдүүлүгүн жогорулатууга да салым кошоорун көрсөттү. Бул маалыматтардын негизинде бул изилдөө темир нанобөлүкчөлөрүнүн ткандарды өстүрүүдө потенциалдуу индуктор катары ролун изилдеген. Жыйынтыктар көрсөткөндөй, бул нанобөлүкчөлөр ферменттик стимулдаштыруу аркылуу гесперидин биосинтезине катышкан гендерди активдештире алат, бул бул кошулманын топтолушунун көбөйүшүнө алып келет (2-сүрөт). Ошондуктан, табигый шарттарда өскөн өсүмдүктөргө салыштырмалуу, орточо стресс экинчилик метаболиттердин биосинтезине катышкан гендердин активдешүүсү менен айкалышканда, мындай кошулмалардын in vivo өндүрүшүн да күчөтүүгө болот деп айтууга болот. Айкалыштырылган дарылоо, адатта, регенерация ылдамдыгына оң таасирин тийгизет, бирок кээ бир учурларда бул таасир алсырайт. Белгилей кетчү нерсе, 1 мг/л 2,4-D, 1,5 мг/л киназа жана ар кандай концентрациялар менен дарылоо контролдук топко салыштырмалуу регенерация ылдамдыгын көз карандысыз жана олуттуу түрдө 50,85% га жогорулатышы мүмкүн (4c-сүрөт). Бул жыйынтыктар наногормондордун белгилүү бир айкалыштары өсүмдүктөрдүн өсүшүн жана метаболиттердин өндүрүлүшүн стимулдаштыруу үчүн синергетикалык түрдө иш-аракет кыла аларын көрсөтүп турат, бул дары өсүмдүктөрүнүн ткандарын өстүрүү үчүн чоң мааниге ээ. Палмер жана Келлер [50] 2,4-D дарылоо St. perforatumда каллустун пайда болушун көз карандысыз түрдө пайда кыла аларын, ал эми киназаны кошуу каллустун пайда болушун жана регенерациясын бир топ күчөтөрүн көрсөтүштү. Бул таасир гормоналдык баланстын жакшырышына жана клеткалардын бөлүнүшүн стимулдаштырууга байланыштуу болгон. Бал жана башкалар [51] Fe₃O₄-NP менен дарылоо антиоксидант ферменттердин функциясын көз карандысыз түрдө күчөтүп, ошону менен St. perforatumда тамырдын өсүшүн стимулдай аларын аныкташкан. 0,5 мг/л, 1 мг/л жана 1,5 мг/л концентрациясындагы Fe₃O₄ нанобөлүкчөлөрүн камтыган өстүрүүчү чөйрөлөр зыгыр өсүмдүктөрүнүн регенерация ылдамдыгын жогорулаткан [52]. Кинетинди, 2,4-дихлорбензотиазолинонду жана Fe₃O₄ нанобөлүкчөлөрүн колдонуу каллус жана тамырдын пайда болуу ылдамдыгын бир кыйла жакшырткан, бирок, бул гормондорду in vitro регенерация үчүн колдонуунун мүмкүн болгон терс таасирлерин эске алуу керек. Мисалы, 2,4-дихлорбензотиазолинонду же кинетинди узак мөөнөттүү же жогорку концентрацияда колдонуу соматикалык клоналдык өзгөрүүлөргө, кычкылдануу стрессине, каллустун анормалдуу морфологиясына же витрификацияга алып келиши мүмкүн. Ошондуктан, жогорку регенерация ылдамдыгы сөзсүз түрдө генетикалык туруктуулукту алдын ала айта бербейт. Бардык регенерацияланган өсүмдүктөрдү молекулярдык маркерлерди (мисалы, RAPD, ISSR, AFLP) же цитогенетикалык анализди колдонуп баалоо керек, алардын бир тектүүлүгүн жана in vivo өсүмдүктөрүнө окшоштугун аныктоо үчүн [53,54,55].
Бул изилдөө биринчи жолу өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуучуларды (2,4-D жана кинетин) Fe₃O₄ нанобөлүкчөлөрү менен бирге колдонуу *Hypericum perforatum* өсүмдүгүндө морфогенезди жана негизги биоактивдүү метаболиттердин (анын ичинде гиперицин жана гиперозид) топтолушун күчөтө аларын көрсөттү. Оптималдаштырылган дарылоо режими (1 мг/л 2,4-D + 1 мг/л кинетин + 4 мг/л Fe₃O₄-NPs) каллустун пайда болушун, органогенезди жана экинчилик метаболиттердин түшүмүн максималдуу түрдө жогорулатып гана тим болбостон, ошондой эле өсүмдүктүн стресске туруктуулугун жана дарылык баалуулугун жогорулатуучу жеңил индукциялоочу таасирди көрсөттү. Нанотехнологиянын жана өсүмдүк ткандарынын культурасынын айкалышы дарылык кошулмаларды in vitro масштабдуу өндүрүү үчүн туруктуу жана натыйжалуу платформаны камсыз кылат. Бул жыйынтыктар өнөр жайлык колдонмолорго жана молекулярдык механизмдерди, дозаны оптималдаштырууну жана генетикалык тактыкты келечектеги изилдөөлөргө жол ачат, ошону менен дарылык өсүмдүктөр боюнча фундаменталдык изилдөөлөрдү практикалык биотехнология менен байланыштырат.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 12-декабры