سابقه استفاده از گیاهان دارویی برای سلامت انسان به تاریخ باستانی بشر باز می‌گردد. به‌طوری ‌که حتی در کتب قدیمی مانند انجیل و کتاب مقدس باستانی هند  (ودا(، استفاده از برخی گیاهان در درمان بیماری‌ها توصیه شده است. اولین سند مکتوب از استفاده از گیاهان دارویی را می‌توان در پاپیروس ابرس[1] (1800 سال قبل از میلاد مسیح) یافت. اما قدمت استفاده از گیاهان دارویی، به‌‌ معنی روند رو به کاهش آن در دنیای مدرن امروزی نیست. امروزه در جوامع صنعتی و در بسیاری از کشورهای پیشرفته و درحال توسعه، استفاده از طب سنتی و گیاهان دارویی برای حفظ سلامتی، به‌دلیل افزایش اعتماد مردم به استفاده از این گیاهان، بسیار چشمگیر است. گیاهان دارویی مهم‌ترین منبع از داروها برای مردم در سراسر جهان هستند (Tripathi and Tripathi, 2003).

طبق برآوردی که توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) صورت گرفته است، بیش از 80 درصد مردم جهان (نزدیک به 5 میلیارد نفر)‌، برای درمان بیماری‌ها هنوز از داروهای گیاهی استفاده می‌کنند. تقریباً یک چهارم داروهای تهیه ‌شده‌ی دنیا دارای منشأ گیاهی هستند که یا مستقیماً از گیاهان عصاره‌گیری شده‌اند و یا بر اساس ترکیب گیاهی،‌ تلفیق و سنتز شده‌اند. کار بر روی طب سنتی و استفاده از گیاهان دارویی، در سراسر جهان و به ‌خصوص هند، ژاپن، پاکستان، سریلانکا و تایلند در دست انجام می‌باشد. در اروپا و در کشورهایی از قبیل آلبانی، بلغارستان، کرواسی، فرانسه، آلمان، مجارستان، هلند، اسپانیا و انگلستان و همچنین ترکیه، حدود 1500 گونه از گیاهان دارویی و معطر مورد استفاده قرار گرفته و در حدود 14700 محصول گیاهی در اروپا و ایالات متحده تولید می‌شود. در حدود 25 درصد از داروهای تجویز شده در ایالات متحده، حاوی حداقل یک ترکیب فعال گیاهی هستند. در چین، فروش داروهای سنتی در طول 5 سال اخیر دو برابر شده است. در هند نیز صادرات گیاهان دارویی نسبت به سال‌های قبل سه برابر شده است. تعداد زیادی از فرآورده‌های دارویی مشهور از گیاهان بدست می‌آیند. به‌طور کلی تقاضای جهانی برای داروهای گیاهی در حال رشد است ().

گیاهان عالی‌ترین طراحان و تولیدکنندگان انواع ترکیبات کوچک هستند که به‌عنوان مواد غذایی، داروها و مواد خام صنعتی برای انسان سودمند می‌باشند. اغلب برخی از گیاهان دارویی برای درمان برخی از بیماری‌ها با بهره گرفتن از روش آزمون و خطا شناخته شده‌اند. تنها کمتر از 200 سال پیش جداسازی اولین جزء شیمیایی فعال (متابولیت ثانویه)، مسئول اثر دارویی آن رخ داده است. امروز، بسیاری از ترکیبات مشتق شده از گیاهان در صنعت داروسازی استفاده می‌شود و همچنین گیاهان نیز به‌عنوان یک منبع مهم برای ترکیبات جدید به بشر خدمت می‌کنند (, 2013).

گیاه شقایق با نام علمی Papaver somniferum L. متعلق به خانواده Papaveraceae می‌باشد. شقایق گیاهی دیپلوئید است (2n=22). آلکالوئیدهای شقایق (به ‌غیر ازThebaine ، Cryptopine و Protopine) در هیچ جنس گیاهی به غیر از papaver وجود ندارد. که این مسئله اهمیت گیاه شقایق را به‌عنوان تنها منبع آلکالوئیدهای گروه مورفین ( مورفین، تبائین، کدوئین، نارکوتین و …) روشن می‌کند (Tetenyi, 1997).

خواص دارویی این گیاه به ‌قدری بی‌نظیر است که شقایق به‌عنوان مهم‌ترین گیاه دارویی در دنیا شناخته شده است. این گیاه تعداد زیادی آلکالوئید بنزیل ایزوکوئینولین مختلف را تولید می‌کند که برخی از آن‌ ها نظیر مورفین ضددرد، کدوئین و پاپاورین به‌عنوان شل کننده عضلات، نوسکاپین به‌عنوان داروی ضد تومور و سنگوی‌نارین به‌عنوان ضد میکروبی از نظر پزشکی دارای اهمیت می‌باشند (, 2004).

سطح زیر کشت این گیاه رو به افزایش است به‌طوری که بر طبق برآوردهای موجود، سطح زیر کشت غیرقانونی این گیاه در سال 2013 در دنیا به‌میزان 296720 هکتار رسید که بالاترین سطح زیرکشت از سال 1998 بوده است (United Nations Office on Drugs and Crime, 2014).

افزایش ارزش انرژی و نیروی کار از یک طرف و لزوم کنترل دقیق مزارع کشت این گیاه به‌جهت جلوگیری از سو استفاده و قاچاق از طرف دیگر کشورهای مختلف دنیا را به این فکر واداشت تا به‌فکر استحصال مستقیم آلکالوئید در واحد سطح باشند تا ضمن کاهش سطح زیر کشت، با صرف هزینه و نیروی انسانس کمتر، محصول بیشتری بدست آورند. همچنین محققین علم زیست فناوری در تلاش هستند که آلکالوئیدهای دارویی و پزشکی گیاه شقایق را در شرایط آزمایشگاهی تولید و بدست آورند. این مسئله از این جهت حائز اهمیت است که اگر بتوانند این ترکیبات دارویی را از روشی غیر از روش کشت سنتی بدست آورند تا حدودی از سو استفاده و قاچاق این گیاه دارویی جلوگیری می‌نمایند و یا از میزان خسارت‌های اجتماعی آن کاسته خواهد شد.

تولید متابولیت‌های ثانویه در درون شیشه از طریق کشت بافت‌های گیاهی امکان پذیر است. مواردی وجود دارد که میزان متابولیت‌های موجود در سلول‌های کشت بافت شده خیلی بیشتر از میزان آن در گیاه کامل است و یا حتی سلول‌های کشت بافت شده، متابولیت‌هایی تولید می‌کنند که در گیاه اولیه تولید نمی‌شود. با توجه به آنکه در طبیعت سرعت تولید متابولیت‌های ثانویه آهسته بوده و مدت زمان طولانی برای تولید لازم است، بنابراین میزان تولید اقتصادی نبوده و ضروری به نظر می‌رسد که برای تولید سریع و انبوه متابولیت‌های ثانویه و مواد دارویی، از فنون کشت بافت گیاهی به‌طور بهینه استفاده شود. کشت بافت گیاهی یکی از مهم‌ترین تکنیک‌ها در راستای تولید صنعتی متابولیت‌های ثانویه در گیاهان دارویی است، زیرا پتانسیل این مواد در شرایط طبیعی بسیار محدود می‌باشد. برخی مزیت‌های تولید متابولیت‌های ثانویه از طریق کشت بافت شامل کنترل بهینه شرایط کشت، افزودن پیش سازهای موردنیاز برای افزایش بازده و تولید متابولیت‌های ثانویه خاص می‌باشد (Hu and Min, 2006). اخیراً هدف صنعت آن است كه تكنیك‌های كشت درون شیشه ای گیاهی را آن چنان توسعه دهد كه تولید متابولیت‌های ثانویه نسبت به استحصال آن‌ ها از گیاه كامل یا سنتز آزمایشگاهی ارزان تر شود. بزرگ‌ترین چالش موجود در این زمینه این است كه متابولیت‌های مزبور در مرحله خاصی تولید می‌شوند و بعضی از تركیبات چنانچه سلول تمایز نیابد، سنتز نمی‌شوند. بنابراین، در برخی موارد كشت سلولهای گیاهی تمایز نیافته، توان بیوسنتزی فراورده‌های ثانویه را از دست می‌دهند. با توجه به نتایج بدست آمده از كشت بافت‌های تمایز یافته بیشتر پژوهش‌ها بر كشت ریشه‌های موئین[2] تاكید دارند (Hu and Min, 2006).

ریشه مویین نوعی بیماری گیاهی است كه توسط یک باكتری گرم منفی خاكزی به‌نام آگروباكتری رایزوژنز (Agrobacterium rhizogenes) ایجاد می‌شود. زمانی‌كه باكتری وارد گیاه می‌شود، تعدادی از ژن‌ها از پلاسمید باكتری، به گیاه منتقل شده و وارد ژنوم هسته‌ای گیاه میزبان می‌شود. حاصل این انتقال تولید ریشه موئین در نزدیكی جایگاه ورود باكتری است (Sevon and Caldentey, 2002)

تکنولوژی‌های نوین کشت بافت شامل کشت ریشه‌های موئین در جهت استحصال متابولیت‌های ثانویه دارای محاسنی هستند که توجه این محققین را به‌خود جلب کرده است. شاخصه‌ی ریشه‌های موئین ناشی از A. rhizogenes، شامل رشد سریع ریشه‌ها و شاخه‌های زیاد با تراکم بیوماس بالا بر روی یک محیط عاری از فیتوهورمون است. این ریشه‌های پایدار، به‌دلیل ثبات ژنتیکی و بیوشیمیایی ذاتی، متابولیت‌های ثانویه را در طی یک دوره طولانی تولید می‌کنند (, 2011).

کشت ریشه‌های موئین تراریخته یک سیستم مدل مفید جهت بررسی بیوسنتز آلکالوئیدها و دیگر متابولیت‌های ثانویه متنوع است (, 2009b). تولید ریشه‌های موئین با واسطه آگروباکتری رایزوژنز یک ابزار سریع و ساده را برای معرفی و بیان ژن‌های خارجی در سلول‌های گیاهی به‌وجود می‌آورد که قادر به سنتز متابولیت‌های ثانویه‌ی ویژه هستند. این رویکرد برای تغییر تجمع آلکالوئیدهای تولید شده‌ی به‌طور طبیعی در ریشه‌ها است (Park and Facchini, 2000).

امروزه مهندسی متابولیک، روشی خاص برای تنظیم بیوسنتز آلکالوئیدها و دستکاری فرآورده‌های متابولیکی است که می‌توان سطح مسیرهای با ارزش میانه یا فرآورده‌های انتهایی را به وسیله تشدید بیان از یک آنزیم با سرعت محدود افزایش دهد و یا اینکه متابولیت‌های نامطلوب را از طریق خاموشی ژن از بین برده یا کاهش داد (, 2007). مهندسی متابولیک از طریق تغییر در فعالیت آنزیم‌های بیوسنتزی، یا پروتئین‌های تنظیمی مسئول در بیان ژن‌های مسیر، تغییرات در مقدار یا ساختار شیمیایی متابولیت‌های خاص را ایجاد می‌کند (, 2007). در روش مهندسی متابولیت می‌توان با وارد نمودن ژن مربوط به آنزیم‌های کلیدی و قرار دادن آن‌ ها در کنار پیشبرهای قوی، بیان ژن را افزایش داد. از طرف دیگر با بهره گرفتن از روش‌های خاموشی ژن، این امکان وجود دارد تا از طریق مهار تولید این آنزیم‌ها، راه متابولیکی را به‌سمت محصول مورد نظر نشانه‌گیری کرد (حسینی و همکاران، 1378).

تاکنون مطالعات معدودی روی ریشه موئین در گیاه شقایق صورت گرفته است (, 2004; Park and Facchini, 2000; Yoshimatsu and Shimomura, 1992) پس لازم است مطالعات گسترده‌تری جهت بهینه‌سازی شرایط القای ریشه موئین در این گیاه صورت گیرد. بر این اساس این تحقیق به‌منظور دستیابی به دستورالعمل مناسب و با راندمان بالا جهت القای ریشه‌های موئین در گیاه P. somniferum طراحی گردید. همچنین به‌دلیل اهمیت متابولیت‌های ثانویه‌ی این گیاه، تأثیر تشدید بیان ژن 4′OMT و خاموشی همزمان دو ژن T6ODM و CODM روی میزان آلکالوئیدهای ریشه‌‌ موئین گیاه شقایق مورد بررسی قرار گرفت. قابل ذکر است که این تحقیق، اولین گزارش از مهندسی متابولیک ژن‌های مسیرهای آلکالوئیدی در ریشه‌های موئین گیاه شقایق در دنیا است.

2      فصل دوم

کلیات و بررسی منابع

[1] . Papyrus Ebers

[2] . Hairy roots

ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است