لیگنان ماتایی رزینول (MR) گره سرو سیمین جداسازی، شناسایی و خالص سازی شد. پیش استخراج با حلال هگزان به منظور حذف ترکیبات چربی دوست و به دنبال آن، استخراج ترکیبات آب دوست موجود در مواد استخراجی گره ها با روش غوطه وری در حلال اتانول- آب (1:9v/v) انجام شد. همچنین ماتایی رزینول، با استفاده از پتاسیم استات خالص سازی گردید. شناسایی عصاره ها در تمام مراحل با استفاده از کروماتوگرافی گازی- طیف سنجی جرمی GC/MS انجام شد. نتایج نشان داد که تعداد ترکیبات شناسایی شده در کروماتوگرام حاصل از عصاره اتانولی اولیه زیاد است که تعداد زیادی از این ترکیبات را قندها و ترکیبات آروماتیکی تشکیل می دهند. همچنین تعداد ترکیبات در کروماتوگرام های حاصل از رسوب و محلول بعد از سانتریفیوژ که در اثر افزودن پتاسیم استات به عصاره اتانولی حاصل شده اند، نسبت به عصاره اتانولی اولیه کم تر است که این امر بیانگر تاثیر پتاسیم استات در خالص سازی عصاره اتانولی است. مقدار لیگنان MR در عصاره اتانولی اولیه، رسوب و محلول شفاف بعد از سانتریفیوژ به ترتیب 11.3، 32.59، 40.44 درصد است و شدت پیک MR در عصاره های خالص سازی شده نسبت به عصاره اتانولی اولیه بیش تر است که این موضوع نیز نشان دهنده خلوص بیش تر لیگنان ماتایی رزینول در این عصاره ها است.

پودوفیلوتوکسین ترکیبی لیگنانی است که در گونه های گیاهی معدودی حضور داشته، به علت خواص ضد سرطانی اهمیت دارویی بسیاری دارد. کتان سفید (Linum album) یکی از گونه های بومی ایران است که دارای پودوفیلوتوکسین و دیگر ترکیبات لیگنانی است. کیتین و کیتوزان از ترکیبات اصلی دیواره سلولی بسیاری از گونه های قارچی هستند، به عنوان الیسیتورهای زیستی کارآمد برای بهبود بخشیدن بیوسنتز متابولیت های ثانویه در کشت سلولی استفاده می شود. در این پژوهش، ابتدا اثر غلظت های مختلف کیتین و کیتوزان بر رشد سلول و میزان پودوفیلوتوکسین و لاریسی رزینول در کشت سلول کتان سفید بررسی شد. سپس در غلظت بهینه کیتوزان، میزان لیگنان ها، ترکیبات فنلی، فلاونول، فلاونوئید و لیگنین در زمان های مختلف بررسی گردید. تیمار سلول های کتان سفید با کیتوزان در غلظت 100 میلی گرم بر لیتر سبب افزایش میزان پودوفیلوتوکسین و لاریسی رزینول به میزان دو برابر شاهد شد. میزان فنل کل، فلاونول و فلاونوئیدها تا انتهای دوره رشد، تحت تاثیر کیتوزان افزایش یافت. میزان لیگنین نیز در پاسخ به کیتوزان به میزان دو برابر نمونه های شاهد افزایش یافت. در راستای درک سازوکار کیتوزان، فعالیت آنزیم های فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL) و سینامیل آلکل دهیدروژناز (CAD) نیز بررسی شد. فعالیت PAL و CAD که در مراحل ابتدایی مسیر بیوسنتزی پودوفیلوتوکسین قرار دارند، پس از افزودن کیتوزان افزایش یافت، اوج فعالیت آنها پس از گذشت 3 روز مشاهده گردید. کیتوزان با تاثیر بر فعالیت آنزیم های مسیر بیوسنتزی پودوفیلوتوکسین باعث افزایش میزان پودوفیلوتوکسین و لاریسی رزینول شده، علاوه بر آن، بر بخش فنیل پروپانوئیدی مسیر بیوسنتزی پودوفیوتوکسین نیز تاثیر می گذارد.

اتوپلی­ پلوئیدی القائی به عنوان روشی مؤثر در افزایش تولید برخی متابولیت­های ثانوی در گیاهان دارویی در نظر گرفته می­شود. کتان سفید یک گیاه دارویی ارزشمند و سرشار از برخی ترکیبات لیگنان با خاصیت ضدویروسی و ضدسرطانی مانند پودوفیلوتوکسین است. در این تحقیق، اثر القاء اتوتتراپلوئیدی بر تولید برخی لیگنان­ ها، فنولیک اسیدها و فلاونوئیدهای مشتق شده از مسیر فنیل ­پروپانوئید، در کشت کالوس کتان سفید بررسی شد. کالوس های تتراپلوئید از برگ کتان سفید اتوتتراپلوئید القایی به دست آمد و پایداری پلوئیدی آن بعد از چندین بار زیرکشت به وسیله فلوسایتومتری تأیید شد. دو برابر شدن کروموزومی یا تتراپلوئیدی باعث افزایش معنی ­دار تولید لیگنان (پینورسینول)، فولیک اسیدها (کافئیک اسید، کوماریک اسید و فرولیک اسید) و فلاونوئیدها (میریستین، نارینجنین و کاتچین) اندازه­ گیری شده در کشت کالوس شد، در حالی که روی تولید سایر لیگنان­ ها (لاریسی­رسینول و پودوفیلوتوکسین) اثر قابل توجهی نداشت. این نتایج نشان داد که دو برابر شدن سطح پلوئیدی می­تواند به عنوان یک روش مؤثر برای افزایش تولید برخی از متابولیت­ های ثانوی در کالوس کتان سفید استفاده شود.

در این مطالعه که به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا گردید، تأثیر غلظت های مختلف کلشی سین (0، 15، 30، 45 و 60 میلی گرم در لیتر) در بازه های زمانی متفاوت (12، 24 و 48 ساعت)روی میزان تولید فنول و لیگنان در بافت کالوس گیاه دارویی (Linum usitatissimum L. ) مورد بررسی قرار گرفت. جهت کالوس زایی، ریزنمونه های کوتیلیدون در محیط کشت جامد MS حاوی 2 میلی گرم در لیتربنزیل آمینوپورین (BAP) و 1 میلی گرم در لیتر نفتالین استیک اسید (NAA) کشت شدند. میزان ترکیبات فنولی (با معرف فولین-سیوکالتیو)و لیگنانی کل براساس روش اسپکتروفتومتریو به ترتیب بر حسب منحنی های استاندارد گالیک اسید و سزامین در طول موج های 765 و 288 نانومتر اندازه گیری شد. بیشترین مقدار وزن تر(8/9 گرم در زمان 24 ساعت) و وزن خشک کالوس (25/0 گرم) در همه بازه های زمانی مربوط به تیمار 45 میلی گرم در لیتر کلشی سین بود. حداکثر و حداقل مقدارلیگنان در این بازه های زمانی به ترتیب ازتیمارهای 15 میلی گرم در لیتر (به طور میانگین4/28 میلی گرم سزامین بر گرم وزن خشک) و 30 میلی گرم در لیتر (به طور میانگین75/19 میلی گرم سزامین بر گرم وزن خشک) کلشی سین بدست آمد. نتایج نشان داد که بیشترین (164میلی گرم گالیک اسید بر گرم عصاره) و کمترین (6/145گالیک اسید بر گرم عصاره) مقادیر فنل درکالوس ها به ترتیب متعلق به غلظت 60 و 30 میلی گرم در لیتر کلشی سین بود. مطابق نتایج حاصله، میزان تولید متابولیت های ثانویه مهم گیاه کتان مانند فنل و لیگنان تحت تیمارهایی از کلشی سین افزایش یافت.

لیگنان ها گروه بزرگی از ترکیبات فنلی باارزش می باشند که در بسیاری از گیاهان از جمله خانواده کتان (Linaceae) وجود دارند. در تحقیق حاضر، اثر نسبت های مختلف عصاره سلولی و محیط کشت قارچ Piriformospora indica بر تولید ترکیبات فنلی در ریشه های موئین کتان سفید (Linum album) مورد مطالعه قرار گرفت. مقدار لیگنان های لاریسی رسینول، پینورسینول، پودوفیلوتوکسین و 6-متوکسی پودوفیلوتوکسین در ریشه های موئین به وسیله HPLC اندازه گیری شد. همچنین، در راستای درک سازوکار تازن های قارچی، فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیا لیاز (PAL) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین میزان پودوفیلوتوکسین و 6-متوکسی پودوفیلوتوکسین تحت تاثیر نسبت 1 درصد محیط کشت قارچی به ترتیب 248.9 میکروگرم و 59.69 میلی گرم بر گرم وزن خشک و لاریسی رسینول و پینورسینول در نسبت های 1 و 0.5 درصد عصاره سلولی به ترتیب به میزان 144.68 و 72.68 میکروگرم بر گرم وزن خشک مشاهده شد. همچنین بیشترین میزان فنل کل، فلاوونوئیدها و لیگنین تحت تاثیر نسبت 5 درصد و فلاونول در نسبت 1 درصد محیط کشت فارچی اندازه گیری شد که به ترتیب 6.3، 4.3، 1.6 و 2.1 برابر نسبت به ریشه های شاهد افزایش یافتند. علاوه بر آن، فعالیت آنزیم PAL با افزایش عصاره سلولی و محیط کشت قارچی در ریشه های مویین افزایش یافت و بالاترین فعالیت آن در ریشه های موئین تیمار شده با عصاره سلولی و محیط کشت قارچی به ترتیب در نسبت های 1 و 5 درصد (v/v) مشاهده گردید. با توجه به نتایج بدست آمده، محیط کشت قارچی تاثیر بیشتری بر تولید ترکیبات فنلی بخصوص لیگنان ها داشته است.

گیاه کتان (Linum usitatissimum L) به عنوان یک محصول زراعی مهم و منبعی غنی از اسیدهای چرب مفید، پروتئین، فیبر غذایی و لیگنان ها شناخته شده است. لیگنان ها گروه مهمی ازمتابولیت های ثانویه هستند که به عنوان ترکیبات آنتی اکسیدان، فعالیت های بیولوژیکی مهمی مانند اثرات ضد سرطانی در بدن انسان دارند. در این مطالعه بیان ژن های فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL) و سینامیل الکل دهیدروژناز (CAD) در مسیر بیوسنتز لیگنان ها تحت تاثیر نانوذرات روی و تیتانیوم در کشت سلولی کتان مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا ًتصادفی با سه تکرار جهت بررسی تأثیر نانوذرات روی و تیتانیوم طراحی شد. نانوذرات اکسید روی در غلظت صفر، 30، 60 و 120 میلی گرم بر لیتر و اکسید تیتانیوم در غلظت صفر، 50، 100 و 150 میلی گرم بر لیتر به کشت های سلولی اضافه شدند. سپس به منظور بررسی بیان ژن ها به وسیله Real-Time PCR، نمونه برداری از کشت های سلولی، 24، 48 و 72 ساعت بعد انجام شد. بیش ترین میزان بیان ژن PALدر دو غلظت 30 و 60 میلی گرم بر لیتر وکم ترین آن در غلظتmg/L 120 نانوذره روی مشاهده شد. نانو ذره تیتانیوم بر روی بیان ژن PAL تأثیر معنی داری نداشت ولی باعث افزایش بیان CAD درغلظتmg/L 150 در زمان های 48 و 72 شد. بیان CAD تحت تاثیر نانوذره روی در غلظتmg/L 60 در همه بازه های زمانی افزایش یافت و در غلظتmg/L 120 نانوذره روی، کاهش میزان بیان این ژن مشاهده شد. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که نانوذره روی در افزایش بیان هر دو ژن PALو CAD مؤثر است در صورتی که نانوذره تیتانیوم تنها در تغییر بیان ژن CAD مؤثر بوده و تأثیری در بیان ژن PAL نداشته است.