Бу тикшеренүдә, берләштерелгән дәвалауның стимуллаштыручы йогынтысыүсемлекләр үсешен көйләүчеләр(2,4-D һәм кинетин) һәм тимер оксиды нанокисәкчәләренең (Fe₃O₄-NPs) *Hypericum perforatum* L. үсемлегендә in vitro морфогенез һәм икенчел метаболит җитештерү буенча кулланылышы тикшерелде. Оптимальләштерелгән дәвалау [2,4-D (0,5 мг/л) + кинетин (2 мг/л) + Fe₃O₄-NPs (4 мг/л)] үсемлекләрнең үсеш параметрларын сизелерлек яхшыртты: контроль төркем белән чагыштырганда үсемлекнең биеклеге 59,6% ка, тамыр озынлыгы 114,0% ка, бөреләр саны 180,0% ка, һәм каллусның яңа авырлыгы 198,3% ка артты. Бу берләштерелгән дәвалау шулай ук регенерация нәтиҗәлелеген (50,85%) арттырды һәм гиперицин күләмен 66,6% ка арттырды. GC-MS анализы гиперозид, β-патолин һәм цетил спиртының югары күләмен күрсәтте, бу гомуми пик мәйданының 93,36% ын тәшкил итә, ә фенол һәм флавоноидларның гомуми күләме 80,1% ка кадәр арткан. Бу нәтиҗәләр үсемлекләрнең үсеш регуляторлары (PGR) һәм Fe₃O₄ нанокисәкчәләренең (Fe₃O₄-NPs) органогенезны һәм биоактив кушылмалар туплануын стимуллаштыру юлы белән синергетик йогынты ясавын күрсәтә, бу дару үсемлекләрен биотехнологик яктан яхшырту өчен өметле стратегия булып тора.
Зәйтүн сусамы (Hypericum perforatum L.), шулай ук Зәйтүн сусамы буларак та билгеле, Hypericaceae гаиләсеннән булган күпьеллык үлән үсемлеге, ул икътисади яктан кыйммәткә ия.[1] Аның потенциаль биоактив компонентларына табигый таниннар, ксантоннар, флороглюцинол, нафталиндиантрон (гиперин һәм псевдогиперин), флавоноидлар, фенол кислоталары һәм эфир майлары керә.[2,3,4] Зәйтүн сусамын традицион ысуллар белән үрчетергә мөмкин; ләкин традицион ысулларның сезонлылыгы, орлыкларның түбән шытучанлыгы һәм авыруларга бирешүчәнлеге аны зур күләмдә үстерү һәм икенчел метаболитларның өзлексез формалашу мөмкинлеген чикли.[1,5,6]
Шулай итеп, in vitro тукыма культурасы үсемлекләрнең тиз таралуы, гермоплазма ресурсларын саклау һәм дару кушылмаларының уңышын арттыру өчен нәтиҗәле ысул дип санала [7, 8]. Үсемлекләрнең үсеш регуляторлары (PGR) морфогенезны көйләүдә мөһим роль уйный һәм каллусны һәм бөтен организмнарны in vitro үстерү өчен кирәк. Аларның концентрацияләрен һәм комбинацияләрен оптимальләштерү бу үсеш процессларын уңышлы тәмамлау өчен бик мөһим [9]. Шуңа күрә регуляторларның тиешле составын һәм концентрациясен аңлау зверяның (H. perforatum) үсешен һәм регенератив сәләтен яхшырту өчен мөһим [10].
Тимер оксиды нанокисәкчәләре (Fe₃O₄) - тукыма культурасы өчен эшләнгән яки эшләнелә торган нанокисәкчәләр классы. Fe₃O₄ зур магнит үзлекләренә, яхшы биотуры килүчәнлеккә һәм үсемлекләрнең үсешен стимуллаштыру һәм әйләнә-тирә мохиткә йогынты ясау сәләтенә ия, шуңа күрә ул тукыма культурасы дизайннарында зур игътибар җәлеп итә. Бу нанокисәкчәләрнең потенциаль кулланылышына күзәнәк бүленешен стимуллаштыру, туклыклы матдәләрне үзләштерүне яхшырту һәм антиоксидант ферментларны активлаштыру өчен in vitro культурасын оптимальләштерү керә ала [11].
Нанокисәкчәләр үсемлекләр үсешенә яхшы йогынты ясаса да, Fe₃O₄ нанокисәкчәләрен һәм *H. perforatum* препаратында үсемлекләр үсешен оптимальләштерүче регуляторларны бергә куллану буенча тикшеренүләр аз булып кала. Бу белем бушлыгын тутыру өчен, бу тикшеренүдә аларның in vitro морфогенезына һәм икенчел метаболитлар җитештерүенә берләшеп йогынтысы бәяләнде, дару үсемлекләренең үзенчәлекләрен яхшырту өчен яңа мәгълүмат бирү максатыннан. Шуңа күрә бу тикшеренүнең ике максаты бар: (1) каллус формалашуын, үсентеләрнең регенерациясен һәм тамырлануын нәтиҗәле рәвештә стимуллаштыру өчен үсемлекләр үсешен регуляторларның концентрациясен оптимальләштерү; һәм (2) Fe₃O₄ нанокисәкчәләренең in vitro үсеш параметрларына йогынтысын бәяләү. Киләчәк планнар арасында акклиматизация вакытында (in vitro) регенерацияләнгән үсемлекләрнең яшәү дәрәҗәсен бәяләү дә бар. Бу тикшеренү нәтиҗәләре *H. perforatum* микрокүбешү нәтиҗәлелеген сизелерлек яхшыртачак, шуның белән бу мөһим дару үсемлеген тотрыклы куллануга һәм биотехнологик куллануга өлеш кертәчәк дип көтелә.
Бу тикшеренүдә без кырда үстерелгән берьеллык Изге Яхъя сусласы үсемлекләреннән (ана үсемлекләрдән) яфрак эксплантлары алдык. Бу эксплантлар in vitro культура шартларын оптимальләштерү өчен кулланылды. Культуралау алдыннан яфраклар берничә минут дәвамында агымлы дистилляцияләнгән су астында яхшылап чайкалды. Аннары эксплант өслекләре 70% этанолга 30 секунд чумып дезинфекцияләнде, аннары берничә тамчы Tween 20 булган 1,5% натрий гипохлориты (NaOCl) эремәсенә 10 минут чумдырылды. Ахырда, эксплантлар киләсе культура мохитенә күчерү алдыннан өч тапкыр стериль дистилляцияләнгән су белән чайкалды.
Киләсе дүрт атна эчендә үсентеләрнең регенерациясе параметрлары үлчәнде, шул исәптән регенерация тизлеге, бер экспланттагы үсентеләр саны һәм үсенте озынлыгы. Регенерацияләнгән үсентеләр ким дигәндә 2 см озынлыкка җиткәч, алар ярты ныклыктагы MS мохитеннән, 0,5 мг/л индолмай кислотасыннан (IBA) һәм 0,3% гуар сагызыннан торган тамырландыру мохитенә күчерелде. Тамырлаштыру өч атна дәвам итте, бу вакыт эчендә тамырлаштыру тизлеге, тамыр саны һәм тамыр озынлыгы үлчәнде. Һәр эшкәртү өч тапкыр кабатланды, һәр кабатлауда 10 эксплант үстерелде, эшкәртүдә якынча 30 эксплант алынды.
Үсемлек биеклеге линейка ярдәмендә сантиметрларда (см) үлчәнде, үсемлекнең төбеннән иң биек яфракның очына кадәр. Тамыр озынлыгы үсентеләрне игътибар белән алганнан һәм үсү мохитен алганнан соң шунда ук миллиметрларда (мм) үлчәнде. Бер эксплантациядәге бөреләр саны һәр үсемлектә турыдан-туры саналды. Яфраклардагы кара таплар саны, төеннәр дип атала, визуаль рәвештә үлчәнде. Бу кара төеннәр гиперицин яки оксидлашу таплары булган бизләр дип санала һәм үсемлекнең дәвалауга җавап бирүенең физиологик күрсәткече буларак кулланыла. Барлык үсү мохитен алганнан соң, үсентеләрнең яңа авырлыгы миллиграмм (мг) төгәллек белән электрон үлчәү ярдәмендә үлчәнде.
Каллус формалашу тизлеген исәпләү ысулы түбәндәгечә: эксплантларны төрле үсеш регуляторлары (киназалар, 2,4-D һәм Fe3O4) булган мохиттә дүрт атна дәвамында үстергәннән соң, каллус формалаштыра алырлык эксплантлар саны санала. Каллус формалашу тизлеген исәпләү формуласы түбәндәгечә:
Һәр дәвалау өч тапкыр кабатланды, һәр кабатлауда ким дигәндә 10 эксплант тикшерелде.
Регенерация тизлеге каллус формалашу этабыннан соң бөре дифференциациясе процессын уңышлы тәмамлаган каллус тукымасы өлешен чагылдыра. Бу күрсәткеч каллус тукымасының дифференциацияләнгән тукымага әйләнү һәм яңа үсемлек органнарына үсү сәләтен күрсәтә.
Тамырлау коэффициенты - тамырлый алырлык ботаклар санының ботакларның гомуми санына нисбәте. Бу күрсәткеч тамырлау этабының уңышын чагылдыра, ул микрокүбешүдә һәм үсемлекләрнең таралуында бик мөһим, чөнки яхшы тамырлау үсентеләрнең үсү шартларында яхшырак исән калуына ярдәм итә.
Гиперицин кушылмалары 90% метанол белән экстракцияләнде. 1 мл метанолга илле мг киптерелгән үсемлек материалы өстәлде һәм 30 кГц ешлыкта 20 минут дәвамында ультратавыш чистарткычта (A5120-3YJ моделе) бүлмә температурасында караңгыда ультратавыш белән эшкәртелде. Ультратавыш белән эшкәрткәннән соң, үрнәк 15 минут дәвамында 6000 әйләнү/мин тизлегендә центрифугаланды. Өслек катламы җыелды, һәм гиперицинның абсорбциясе Консейсао һ.б. [14] тарафыннан тасвирланган ысул буенча Plus-3000 S спектрофотометры ярдәмендә 592 нм да үлчәнде.
Үсемлек үсешен көйләүчеләр (PGR) һәм тимер оксиды нанокисәкчәләре (Fe₃O₄-NPs) белән эшкәртүнең күбесе регенерацияләнгән үсенте яфракларында кара төеннәр барлыкка килүенә китермәде. 0,5 яки 1 мг/л 2,4-D, 0,5 яки 1 мг/л кинетин, яки 1, 2 яки 4 мг/л тимер оксиды нанокисәкчәләре белән эшкәртүләрнең берсендә дә төеннәр күзәтелмәде. Кинетин һәм/яки тимер оксиды нанокисәкчәләренең югарырак концентрацияләрендә берничә комбинация төеннәр үсешенең бераз артуын күрсәтте (ләкин статистик яктан әһәмиятле түгел), мәсәлән, 2,4-D (0,5–2 мг/л) кинетин (1–1,5 мг/л) һәм тимер оксиды нанокисәкчәләре (2–4 мг/л) белән кушылганда. Бу нәтиҗәләр 2 нче рәсемдә күрсәтелгән. Кара төеннәр табигый рәвештә барлыкка килгән һәм файдалы гиперицинга бай бизләрне күрсәтә. Бу тикшеренүдә кара төеннәр, нигездә, тукымаларның коңгыртлануы белән бәйле иде, бу гиперицин туплану өчен уңай мохит булуын күрсәтә. 2,4-D, кинетин һәм Fe₃O₄ нанокисәкчәләре белән эшкәртү каллус үсешенә, коңгыртлануга һәм хлорофилл күләменең артуына ярдәм итте, бу метаболик функциянең яхшыруын һәм оксидлашу зыянының потенциаль кимүен күрсәтә [37]. Бу тикшеренүдә кинетинның 2,4-D һәм Fe₃O₄ нанокисәкчәләре белән бергә кулланылганда, Зәйтүн сусабы каллусының үсешенә һәм үсешенә йогынтысы бәяләнде (3a–g рәсем). Элегерәк үткәрелгән тикшеренүләр Fe₃O₄ нанокисәкчәләренең гөмбәчекләргә каршы һәм антимикроб активлыклары булуын күрсәтте [38, 39] һәм үсемлек үсешен көйләүчеләр белән бергә кулланылганда, үсемлекләрнең саклану механизмнарын стимуллаштыра һәм күзәнәк стресс күрсәткечләрен киметә ала [18]. Икенчел метаболитларның биосинтезы генетик яктан көйләнсә дә, аларның чын күләме әйләнә-тирә мохит шартларына бик бәйле. Метаболик һәм морфологик үзгәрешләр икенчел метаболит дәрәҗәсенә билгеле бер үсемлек геннары экспрессиясен көйләү һәм әйләнә-тирә мохит факторларына җавап бирү аша йогынты ясый ала. Моннан тыш, индукторлар яңа геннарның активлашуын стимуллаштыра ала, бу үз чиратында ферментатив активлыкны стимуллаштыра, нәтиҗәдә күп биосинтетик юлларны активлаштыра һәм икенчел метаболитлар барлыкка килүгә китерә. Моннан тыш, башка бер тикшеренү күләгәне киметү кояш нурларына дучар булуны арттыра, шуның белән *Hypericum perforatum* табигый яшәү урынында көндезге температураны күтәрә, бу шулай ук гиперицин күләмен арттыра. Бу мәгълүматларга нигезләнеп, бу тикшеренүдә тимер нанокисәкчәләренең тукыма культурасында потенциаль индукторлар буларак роле тикшерелде. Нәтиҗәләр күрсәткәнчә, бу нанокисәкчәләр ферментатив стимуляция аша гесперидин биосинтезында катнашкан геннарны активлаштыра ала, бу бу кушылманың туплануын арттыра (2 нче рәсем). Шуңа күрә, табигый шартларда үсә торган үсемлекләр белән чагыштырганда, уртача стресс икенчел метаболитлар биосинтезында катнашкан геннарның активлашуы белән берләштерелгәндә, мондый кушылмаларның in vivo җитештерүен дә көчәйтергә мөмкин дип әйтергә мөмкин. Комбинацияләнгән дәвалау, гадәттә, регенерация тизлегенә уңай йогынты ясый, ләкин кайбер очракларда бу йогынты әкренәйтелә. Шунысы игътибарга лаек, 1 мг/л 2,4-D, 1,5 мг/л киназа һәм төрле концентрацияләр белән эшкәртү контроль төркем белән чагыштырганда регенерация тизлеген мөстәкыйль һәм сизелерлек дәрәҗәдә 50,85% ка арттырырга мөмкин (4c рәсем). Бу нәтиҗәләр наногормоннарның билгеле бер комбинацияләренең үсемлекләр үсешен һәм метаболитлар җитештерүне стимуллаштыру өчен синергетик рәвештә эш итә алуын күрсәтә, бу дару үсемлекләре тукымаларын үстерү өчен зур әһәмияткә ия. Палмер һәм Келлер [50] 2,4-D белән эшкәртүнең St. perforatumда каллус формалашуын бәйсез рәвештә китереп чыгаруын, ә киназа өстәүнең каллус формалашуын һәм регенерациясен сизелерлек дәрәҗәдә көчәйтүен күрсәттеләр. Бу эффект гормональ балансны яхшырту һәм күзәнәк бүленешен стимуллаштыру белән бәйле иде. Бал һ.б. [51] Fe₃O₄-NP белән эшкәртүнең антиоксидант ферментлар функциясен мөстәкыйль рәвештә көчәйтә алуын, шуның белән St. perforatumда тамыр үсешен стимуллаштыруын ачыкладылар. 0,5 мг/л, 1 мг/л һәм 1,5 мг/л концентрацияләрендә Fe₃O₄ нанокисәкчәләрен үз эченә алган культура мохите җитен үсемлекләренең регенерация тизлеген яхшыртты [52]. Кинетин, 2,4-дихлорбензотиазолинон һәм Fe₃O₄ нанокисәкчәләрен куллану каллус һәм тамыр формалашу тизлеген сизелерлек яхшыртты, ләкин бу гормоннарны in vitro регенерация өчен куллануның мөмкин булган ян эффектларын исәпкә алырга кирәк. Мәсәлән, 2,4-дихлорбензотиазолинон яки кинетинны озак вакытлы яки югары концентрациядә куллану соматик клональ үзгәрүгә, оксидатив стресска, аномаль каллус морфологиясенә яки витрификациягә китерергә мөмкин. Шуңа күрә, югары регенерация тизлеге генетик тотрыклылыкны фаразламый. Барлык регенерацияләнгән үсемлекләрне молекуляр маркерлар (мәсәлән, RAPD, ISSR, AFLP) яки цитогенетик анализ ярдәмендә бәяләү аларның бер төрлелеген һәм in vivo үсемлекләргә охшашлыгын билгеләү өчен кирәк [53,54,55].
Бу тикшеренү беренче тапкыр үсемлек үсешен регуляторларны (2,4-D һәм кинетин) Fe₃O₄ нанокисәкчәләре белән бергә куллануның *Hypericum perforatum* үсемлегендә морфогенезны һәм төп биоактив метаболитларның (шул исәптән гиперицин һәм гиперозид) туплануын көчәйтә алуын күрсәтте. Оптимальләштерелгән дәвалау режимы (1 мг/л 2,4-D + 1 мг/л кинетин + 4 мг/л Fe₃O₄-NPs) каллус формалашуын, органогенезны һәм икенчел метаболитлар чыгышын максимальләштереп кенә калмады, ә шулай ук йомшак индуктив эффект күрсәтте, бу үсемлекнең стресска чыдамлыгын һәм дару кыйммәтен яхшырта ала. Нанотехнология һәм үсемлек тукымалары культурасының берләшүе дару кушылмаларын in vitro зур күләмдә җитештерү өчен тотрыклы һәм нәтиҗәле платформа тәэмин итә. Бу нәтиҗәләр молекуляр механизмнар, дозаны оптимальләштерү һәм генетик төгәллек буенча сәнәгать кушымталары һәм киләчәктәге тикшеренүләр өчен юл ача, шуның белән дару үсемлекләре буенча фундаменталь тикшеренүләрне гамәли биотехнология белән бәйләп куя.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 12 декабре