تأثير بعض منظمات النمو ونوع الأضاءة والسكروز في اكثار وانتاج بعض مركبات الأيض الثانوي لنبات الستيفيا Stevia rebaudiana خارج الجسم الحي

رسالة ماجستير

اسم الباحث : نعمت رياض نعيم

اسم المشرف : ا.م.د.سراب عبد الهادي المختار

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية الزراعة

الاختصاص : البستنة وهندسة الحدائق

سنة نشر البحث : 2023

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

نفذت هذه الدراسة في مختبر زراعة الانسجة النباتية التابع لكلية الزراعة – جامعة كربلاء واكملت تحاليل الـ HPLC في شركة الحقول البيضاء للاستثمارات والدراسات البيئية والهندسية للمدة من شهر اب 2022 ولغاية شهر ايار 2023. تضمنت الدراسة أستخدام تقنية زراعة الأنسجة النباتية في اكثار نبات الستيفيا وتحفيزه على زيادة انتاج المركبات الكلايكوسيدية ذات الاهمية الطبية. نفذت الدراسة في ثلاث مراحل بعد اجراء عملية التعقيم: شملت الأولى تأسيس مزارع الافرع الخضرية باستخدام توليفات مختلفة من منظمات النمو النباتية (الاوكسينات والسايتوكانينات) ونفذت المرحلة الثانية بتعريض مزارع الافرع الخضرية الى انواع عده من الاضاءة وتراكيز مختلفة من السكروز لتحفيزه على زيادة انتاج الايض الثانوي وشملت المرحلة الثالثة على تجذير الافرع الخضرية التي تم الحصول عليها من مرحلة التضاعف وذلك بزراعتها على اوساط غذائية مجهزة بتراكيز مختلفة من املاح MS و IBA ومن ثم اقلمة النباتات النسيجية. نفذت جميع المراحل بتجارب عاملية مستقلة ضمن التصميم العشوائي الكامل (CRD) ، يمكن تلخيص النتائج بالأتي :
إن أفضل معاملة في تعقيم الاجزاء النباتية هي هايبوكلورات الصوديوم NaOCl بتركيز 1 % لمدة 15 دقيقة.
اعطت القمم النامية كجزء نباتي استخدم في مرحلة النشوء اعلى استجابة بلغت 70.00% في حين اعطت البراعم الجانبية اعلى استجابة بلغت 54.68% .
ان الوسط الغذائي المجهز بالــ BA عند التركيز 3 ملغم لتر-1 كان الافضل في زيادة عدد الافرع وطولها وعدد الاوراق والوزن الطري للمجموع الخضري بلغ 33.35 فرع نبات-1 و 8.20 سم و 109.77 ورقة نبات-1 و 7.46 ملغم على التوالي، بينما حقق التركيز 2 ملغم لتر-1 اعلى معدل للوزن الجاف للمجموع الخضري بلغ 3.94 ملغم.
حقق التركيز 0.3 ملغم لتر-1 NAA اعلى معدل لعدد الافرع واطوالها وعدد الاوراق والوزن الطري و الجاف للمجموع الخضري بلغ 30.87 فرع نبات-1 و 7.65 سم و 94.55 ورقة نبات-1 و 6.98 ملغم و 3.85 ملغم على التوالي.
حقق التركيز 4 ملغم لتر-1 BA اعلى معدل تركيز للكلوروفيل a و الكلي بلغ 1.37 ملغم غم-1 و 2.47 ملغم غم-1 على التوالي، في حين حقق التركيز 3 ملغم لتر-1 BA اعلى معدل للكلوروفيل b بلغ 0.93 ملغم غم-1 .
حقق التركيز 0.3 ملغم لتر-1 NAA اعلى معدل تركيز للكلوروفيل a و b و الكلي بلغ 1.21 ملغم غم-1 و 0.87 ملغم غم-1 و 2.09 ملغم غم-1على التوالي.
حقق التركيز 4 ملغم غم-1 BA اعلى نسبة مئوية للكربوهيدرات الذائبة وغير الذائبة بلغت 19.48% و 45.88% على التوالي.
حقق NAA عند التركيز 0.4 ملغم غم-1 اعلى نسبة مئوية للكربوهيدرات الذائبة بلغت 18.22% في حين حقق التركيز 0.3 ملغم غم-1 أعلى نسبة للكربوهيدرات غير الذائبة بلغت 43.74%.
حقق التركيز 4 ملغم غم-1 BA اعلى معدل تركيز لمركبي الـ Stevioside و Rebaudioside A بلغت 2461.40 و 1475 مايكروغرام غم-1 على التوالي.
حقق التركيز 0.4 ملغم غم-1 NAAاعلى معدل تركيز لمركبي الـ Stevioside و Rebaudioside A بلغت 1659.20و 1293 مايكروغرام غم-1 على التوالي.
حققت مصابيح LED الملون اعلى معدل لعدد الافرع وطولها وعدد الاوراق والوزن الطري والجاف للمجموع الخضري بلغ 38.66 فرع نبات-1 و 10.73 سم و 147.30 ورقة نبات-1 و 10.65 ملغم و 4.17 ملغم على التوالي، عند معاملة الوسط الغذائي بتراكيز مختلفة من السكروز حقق التركيز 45 غم لتر-1 اعلى معدل لعدد الافرع وطولها وعدد الاوراق والوزن الطري والجاف للمجموع الخضري بلغ 38.47 فرع نبات-1 و 7.63 سم و 124.38 ورقة نبات-1 و 8.82 ملغم و 3.23 ملغم على التوالي.
حققت مصابيح LED الملون اعلى معدل لتركيز الكلوروفيل a و b والكلي بلغت 2.29 و 1.91 و 4.20 ملغم غم-1 على التوالي، عند معاملة الوسط الغذائي بتراكيز مختلفة من السكروز حقق التركيز 60 غم لتر-1 اعلى معدل لتركيز الكلوروفيل a و b والكلي بلغت 2.25 و 1.98 و 4.23 ملغم غم-1 على التوالي.
حققت مصابيح LED الملون اعلى نسبة مئوية للكربوهيدرات الذائبة وغير الذائبة بلغت 21.52 و 48.15% على التوالي، عند معاملة الوسط الغذائي بتراكيز مختلفة من السكروز حقق التركيز 45 غم لتر-1 اعلى نسبة مئوية للكربوهيدرات الذائبة وغير الذائبة بلغت 20.50 و 48.83% على التوالي.
حققت مصابيح LED الملون اعلى معدل لمركبي الـ Stevioside و Rebaudioside بلغت 3000 و 2751 ميكروغرام غم-1 على التوالي، عند معاملة الوسط الغذائي بتراكيز مختلفة من السكروز حقق التركيز 60 غم لتر-1 اعلى معدل لمركبي الـ Stevioside و Rebaudioside بلغت 2740 و 2167ميكروغرام غم-1 على التوالي.

The effect of some growth regulators and the type of lighting and sucrose on the micro propagation and production of some secondary metabolite

This study was carried out in the Plant Tissue Culture Laboratory of the College of Agriculture – University of Karbala, and HPLC analyzes were completed in the White Fields Company for Investments, Environmental and Engineering Studies for the period from 2022 to 2023. The study included the suse of plant tissue culture technique in propagating the Stevia plant and stimulating it to increase the production of glycosides of medical importance. The study was carried out in three stages after conducting the sterilization process: the first included the establishment of vegetative shoots by using different combinations of plant growth regulators (Auxins and Cytokinines). The second stage was carried out by exposing the vegetative offshoot cultures to several types of lighting and different concentrations of sucrose to stimulate it to increase the production of secondary metabolites. The third stage included the rooting of the vegetative offshoots obtained from the multiplication stage by cultivating them on nutrient media equipped with different concentrations of MS and IBA salts. Then the tissue plants were acclimated. All phases were carried out in independent factorial experiments within a completely randomized design (CRD). The results can be summarized as follows:
The best treatment for sterilizing plant parts is sodium hypochlorite (NaOCl) at a concentration of 1% for 15 minutes.
The growing tops as a plant part used in the emergence stage gave the highest response amounting to 70.00%, while the lateral shoots gave the highest response amounting to 54.68%.
The nutrient medium supplemented with BA at a concentration of 3 mg L-1 was the best in increasing the number of branches, their length, the number of leaves, and the tender weight of the vegetative, which reached 33.35 branches of Plant-1 and 8.20 cm, and 109.77 leaves of Plant-1 and 7.46 mg, respectively, while The concentration of 2 mg l-1 achieved the highest rate of dry weight of the shoot amounted to 3.94 mg.
The concentration of 0.3 mg l-1 NAA achieved the highest mean of the number of branches, their length, the number of leaves, and the fresh and dry weight of the vegetative, which reached 30.87 branches Plant-1, 7.65 cm, , 94.55 leaves Plant-1, 6.98 mg, and 3.85 mg, respectively.
Concentration 4 mg l-1 BA achieved the highest average concentration of chlorophyll a and total chlorophyll a which reached 1.37 mg g-1 and 2.47 mg g-1 respectively, while the concentration of 3 mg l-1 BA achieved the highest average of chlorophyll b amounted to 0.93 mg g-1.
The concentration of 0.3 mg l-1 NAA achieved the highest average concentration of chlorophyll a, b and total, which reached 1.21 mg g-1, 0.87 mg g-1 and 2.09 mg g-1, respectively.
The concentration of 4 mg g-1 BA achieved the highest percentage of soluble and insoluble carbohydrates, which reached 19.48% and 45.88%, respectively.
NAA, at a concentration of 0.4 mg g-1, achieved the highest percentage of soluble carbohydrates, amounting to 18.22%, while the concentration of 0.3 mg g-1 achieved the highest percentage of insoluble carbohydrates, amounting to 43.74%.
The concentration of 4 mg g-1 BA achieved the highest mean concentrations for Stevioside and Rebaudioside A, which reached 2461.40 and 1475 μg g-1, respectively.
The concentration of 0.4 mg g-1 NAA achieved the highest mean concentrations for Stevioside and Rebaudioside A, which reached 1659.20 and 1293 µg g-1, respectively.
The colored LED lights achieved the highest rate of the number of branches, their length, the number of leaves, and the fresh and dry weight of the vegetative, which reached 38.66 branches plant-1, 10.73 cm, 147.30 leaves plant-1, 10.65 mg, and 4.17 mg, respectively. When the medium was treated with different concentrations of sucrose, the concentration of 45 g l-1 achieved the highest rate of the number of branches, their length, the number of leaves, and the fresh and dry weight of the vegetative total, which reached 38.47 branches Plant-1, 7.63 cm, 124.38 leaves Plant-1, 8.82 mg, and 3.23 mg respectively.
The colored LED lamps achieved the highest concentrations of chlorophyll a and b, totaling 2.29, 1.91 and 4.20 mg g-1 respectively. When the media was treated with different concentrations of sucrose, the concentration of 60 g l-1 achieved the highest average concentration of chlorophyll a, b and total which reached 2.25, 1.98 and 4.23 mg g-1 respectively.
The colored LED lamps achieved the highest percentage of soluble and insoluble carbohydrates, which amounted to 21.52 and 48.15% respectively. When the medium was treated with different concentrations of sucrose, the concentration of 45 g l-1 achieved the highest percentage of soluble and insoluble carbohydrates, which amounted to 20.50 and 48.83%, respectively.
The colored LED lamps achieved the highest levels of Stevioside and Rebaudioside, which amounted to 3000 and 2751 µg g-1 respectively. When the medium was treated with different concentrations of sucrose, the concentration of 60 g l-1 achieved the highest rate for the two compounds of Stevioside and Rebaudioside, which amounted to 2740 and 2167 μg g-1, respectively.