Abstract: Plantele sunt acum la mare cerere atât în țările dezvoltate cât și în cele în curs de dezvoltare datorită eficacității demonstrate cât și a puținelor sau chiar absenței efectelor adverse. Metaboliții secundari, principiile active, scumpi si greu de obținut, sunt de obicei biosintetizați în cantități mai mici. Exista astfel un dezechilibru între cerere și ofertă. O tehnologie alternativă ar fi obținerea in vitro a plantelor medicinale dorite pentru a crește reproducerea culturilor și a randamentului componentelor specifice din medicamente. Pentru diferite plante medicinale s-a realizat cu succes micropropagarea și conservarea plantelor obținute prin folosirea de semințe sintetice și tehnologii de crioconservare. Pe lângă alte tehnici, ingineria genetică a plantelor medicinale folosind transformarea mediată de Agrobacterium prezintă multe avantaje, printre care creșterea rapidă și o producție de metaboliți secundari foarte stabili ce îi face realizabili din punct de vedere comercial ș economic. Asemănarea genetică a culturilor poate fi constatată prin folosirea markerilor moleculari.
1.Introducere
Din cauza creșterii populației, activităților antropice crescute , erodarea rapidă a ecosistemelor naturale, etc., habitatul natural a unui mare număr de plante a fost afectat, și multe dintre ele sunt pe cale de dispariție. Inevitabila exploatare nemiloasă a plantelor a condus la dispariția rapidă din mediul natural. De fapt, ritmul de dispariție a înlocuit ritmul de conservare. Astfel, s-au căutat strategii noi pentru multiplicarea rapidă și conservarea plantelor medicinale. Pe lângă metodele convenționale, biotehnologia s-a demonstrat utilă în îmbunătățirea plantelor utilizate în obținerea medicamentelor.
Regenerarea plantelor s-a obținut cu ajutorul celulelor și a țesuturilor extrase de la diferite plante medicinale.
Avantajele obținerii de metaboliți secundari folosind culturile de țesut a plantelor sunt:
1. Sursa acestor metaboliți, în special a plantelor mai mari, au cerințe agroclimatice specifice. Astfel, metaboliții specifici pot fi produși în culturi tot timpul anului, chiar și acolo unde aceste culturi nu sunt cultivate.
2. Aprovizionarea limitată a acestor materiale brute nu poate fi epuizată, ținând cont de cerințele viitoare.
3. Într-un număr foarte mare de cazuri, celulele din cultură tind să producă un număr mai mare de metaboliți decât se pot obține în natură.
În plus, tehnologia in vitro ajută de asemenea la: - conservarea diversității genetice și a germoplasmei plantei medicinale prin crioconservare
- Transferul de gene prin tehnologia
ADN-ului recombinat și a markerilor moleculari.
În acest articol, accentul s-a pus pe faptul că protejarea și conservarea germoplasmei plantelor medicinale este indispensabilă, De asemenea sunt arătate câteva moduri de a îmbunătăți randamentul componentelor active.
2. Materiale și metode
2.1. Micropropagarea
Explante tinere: Semințele plantelor tinere din speciile dorite sunt spălate cu 0,5-2,0% cetrimid urmată de un tratament cu 0,1% clorură de mercur, cufundare în 70% alcool și apoi spălate cu apă distilată sterilă. Semințele astfel sterilizate sunt implantate pe mediul bazal pentru germinare. Diferite explante, cum ar hypocotylul, epicotylul, cotyledonul sau rădăcina sunt inoculate pe medii potrivite cu regulatori de creștere.
Explante mature: Explante ca: segmente stem, apex, muguri, frunze, rădăcini, antere etc, de la plantele mature cultivate sunt sterilizate la suprafață cu 1-2 % cetrimid urmat de un tratament cu sulfat de streptomicină și soluție bavistin. Apoi, pot fi tratate cu 0,1% clorură de mercur, 70% alcool și în final spălate cu apă distilată sterilă. După sterilizrea secvențială, explantele sunt implantate pe mediu cu auxine și citochinine în combinații și concentrații potrivite.
Majoritatea culturilor sunt păstrate în camere de cultură la 25±2º cu o umiditate relativă de 55±5% pe o perioadă de 10-14 ore lumină/întuneric cu o iradiere de 60-100μmol m ˉ²sˉˡ asigurată de tuburi fluorescente albe cu lumină rece. Culturile sunt verificate la intervale regulate, iar agenții de regenerare sunt menținuți pe mediul cel mai potrivit. Plăntuțele înrădăcinate sunt întărite iar apoi transplantate și abia apoi transferate în câmp.
2.2 Analiza metaboliților secundari
Culturile recoltate în timpul diferitelor stadii de creștere și diferențiere sunt analizate din punct de vedere al prezenței metaboliților secundari( alcaloizi, steroizi, flavonoide, glicozide, etc). Cuantificarea compușilor izolați e făcută fie prin spectrofotometrie, HPLC(Cromatografia de lichide de înaltă performanță), GLC( Cromatografia de gaz lichid). Stadiul care arată cea mai mare valoare a principiului activ este selectat ca fiind stadiul de recoltare pentru acea cultură.
Deoarece sunt prezenți în cantități reduse în plante, se poate încerca creșterea randamentului prin adăugarea de elicitori, precursori sau combinații hormonale ale mediului sau aplicarea unui stres biotic/abiotic pe culturi.
2.3. Crioconservarea culturilor
Diferite explante au fost folosite pentru crioconservarea plantelor medicinale importante. Protocolul general implică tratarea culturilor cu un crioprotector potrivit, cum ar fi DMSO, glicerolul, sucroza sau prolina, etc iar apoi scufundarea în azot lichid (-196 ºC). După depozitarea în congelator, culturile sunt decongelate la 35-40 º C, spălate și recultivate. Plăntuțe întregi pot fi regenerate din astfel de culturi înghețate.
Plant Biotechnology and Molecular Markers-P.S. Sristava, Alka Narula and Sheila Srivastava,2004
Biotechnological Approaches Towards Improvement of Medicinal Plants- Alka Narula, Sanjeev Kumar, K.C Bansal and P.S. Srivastava,2004
http://ebooks.springerlink.com
http://ebooks.unibuc.ro/
Pentru a descărca acest document,
trebuie să te autentifici in contul tău.
