Plant Process and Function

fa تغییرات تولید دیوسژنین در گیاه شنبلیله (Trigonella foenum-graecum L.) تحت تأثیر غلظت‌های مختلف نانوذرات اکسید آهن مگنتیت (Fe3O4) در کشت درون شیشه‌ای Changes in diosgenin production in fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) under the influence of different magnetite iron oxide nanoparticle (Fe3O4) concentrations in in vitro culture سایر موارد others پژوهشي Research شنبلیله یک گیاه دو لپه و یکساله با نام علمی Trigonella foenum-graecum L. است که کاربرد بسیاری در صنعت داروسازی و طب سنتی دارد. دیوسژنین یک ساپونین‌ استروئیدی با فعالیتهای بیولوژیکی متنوع است که در گیاهان مختلفی از جمله شنبلیله وجود دارد و در اندام‌های هوایی، ریشه و دانه آن یافت می‌شود و به عنوان پیش‌ساز هورمون‌های پروژسترون و استروژن مورد استفاده قرار می‌گیرد. افزایش تولید دیوسژنین در شنبلیله مستلزم تحریک تولید ساپونین است و تولید ساپونین‌ها تحت تأثیر عوامل زیستی یا غیرزیستی قرار دارد. در مطالعه حاضر تأثیر مصرف نانوذرات اکسید آهن مگنتیت (Fe3O4) بر مقدار تولید دیوسژنین در ریشه گیاه شنبلیله در یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح آماری کاملاً تصادفی با سه تکرار در محیطکشت MS ارزیابی شد. تیمارهای آزمایشی شامل غلظتهای مختلف نانوذرات اکسید آهن صفر، 100، 200، 300 میکرومولار در سه محیطکشت MS مایع در شرایط آزمایشگاه بودند. نتایج حاصل نشان داد که نوع محیطکشت بر طول ریشه، طول اندام هوایی و وزن خشک ساقه تأثیر معنیداری دارد به‌طوری‌که بیش‌ترین رشد در محیط MS پایه مشاهده شد. همچنین تأثیر نانوذرات بر وزن تر ریشه و سطح برگ معنیدار شد ولی وزن خشک ریشه تحت تأثیر قرار نگرفت. اثرات متقابل محیط کشت در نانوذرات بر وزن تر ساقه و میزان دیوسژنین معنیدار بود بهطوریکه با افزایش غلظت نانوذرات اکسید آهن مگنتیت (Fe3O4) بیش‌ترین مقدار دیوسژنین در محیطکشت MS مایع بدون حضور کمپلکس Fe-EDTA (اتیلن دیآمین تترا استیک اسید) در غلظت 300 میکرومولار در ریشه تولید شد که دو برابر میزان دیوسژنین در شاهد بود. همچنین اثر متقابل هر دو عامل بر فعالیت آنزیم‌های آنتیاکسیدانی در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود. بیش‌ترین فعالیت آنزیم‌ها نیز مربوط به محیطکشت فاقد آهن و با حضور EDTA بود. Fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) is an annual dicotyledonous plant widely used in pharmaceutical and traditional medicinal applications. Diosgenin, a steroidal saponin with diverse biological activities, occurs naturally in several plant species, including fenugreek, and is present in the aerial parts, roots, and seeds. It serves as a key precursor for progesterone and estrogen hormones. Enhancing diosgenin production in fenugreek requires the stimulation of saponin biosynthesis, which can be influenced by both biotic and abiotic factors. In the present study, the effect of magnetite iron oxide nanoparticles (Fe₃O₄) on diosgenin accumulation in fenugreek roots was evaluated using a factorial experiment based on a completely randomized design with three replications under in vitro Murashige and Skoog (MS) culture conditions. Experimental treatments consisted of different concentrations of magnetite iron oxide nanoparticles (Fe₃O₄) (0, 100, 200, and 300 μM) applied across three liquid MS media under controlled laboratory conditions. The results showed that the type of culture medium significantly affected root length, shoot length, and stem dry weight, with the greatest growth observed in the basal MS medium. Nanoparticle treatments significantly influenced root fresh weight and leaf area, whereas root dry weight remained unchanged. The interaction between culture medium and nanoparticle concentration was significant for stem fresh weight and diosgenin content; notably, the highest diosgenin level occurred in liquid MS medium without Fe-EDTA at 300 μM Magnetite Iron Oxide Nanoparticles (Fe3O4), reaching twice that of the control. Moreover, the interaction of the two factors significantly affected antioxidant enzyme activities at the 1% probability level, with the highest activity observed in iron-free medium supplemented with EDTA. شنبلیله, دیوسژنین, کشت درون شیشه‌ای, نانوذرات آهن, متابولیت ثانویه Fenugreek, Diosgenin, In vitro culture, Iron nanoparticles, Secondary metabolite 139 156 http://jispp.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1977-2&slc_lang=fa&sid=1 Sana Haghi Gharabaghlou ثنا حقی قرابقلو sanahgi78@gmail.com No Department of Plant Physiology, Faculty of Biological Sciences and Technology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran گروه فیزیولوژی گیاهی، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران Babak Abdollahi Mandoulakani بابک عبدالهی مندولکانی b.abdollahi@urmia.ac.ir No Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران Mohammadreza Ghalamboran محمدرضا قلمبران m_ghalamboran@sbu.ac.ir Yes Department of Plant Physiology, Faculty of Biological Sciences and Technology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran گروه فیزیولوژی گیاهی، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران