برخی موارد کاربرد نشانگرهای dna در زمينه گياهان دارويی

[hrezaee2009]

برخی موارد کاربرد نشانگرهای DNA در زمينه گياهان دارويی

ارزيابي تنوع ژنتيکي و تعيين ژنوتيپ (Genotyping)

تحقيقات نشان داده است که شرايط جغرافيايي،‌ مواد دارويي فعال گياهان دارويي را از لحاظ کمي و کيفي، تحت تأثير قرار مي‌دهد. بر پاية تحقيقات انجام شده، عوامل محيطي محل رويش گياهان دارويي در سه محور زير بر آنها تاثير مي‌گذارد:
1- تاثير بر مقدار کل مادة مؤثرة گياهان دارويي
2- تاثير بر عناصر تشکيل دهندة مواد مؤثره
3- تاثير بر مقدار توليد وزن خشک گياه
عوامل محيطي که تاثير بسيار عمده‌اي بر کميت و کيفيت مواد مؤثرة آنها مي‌گذارد عبارتنداز نور، درجه حرارت، آبياري و ارتفاع محل. بنابراين نياز است که به‌دقت اين موضوع مورد بررسي قرار گيرد. به اين خاطر، بسياري از محققين، تأثير تنوع جغرافيايي بر گياهان دارويي را از لحاظ تغييرات در سطوح مولکول DNA (ژنتيک) مطالعه نموده‌اند. اين برآوردها از تنوع ژنتيکي مي‌تواند در طراحي برنامه‌هاي اصلاحي گياهان دارويي و همچنين مديريت و حفاظت از ژرم‌پلاسم آنها به‌کار رود.

شناسايي دقيق گياهان دارويي
از نشانگرهاي DNA مي‌توان براي شناسايي دقيق گونه‌هاي گياهان دارويي مهم، استفاده کرد. اهميت استفاده از اين نشانگرها، به‌ويژه در مورد گونه‌ها و يا واريته‌هايي که از لحاظ مرفولوژيکي و فيتوشيميايي به هم شبيهند، دوچندان مي‌شود. گاهي ممکن است بر اثر اصلاح گياهان دارويي کالتيوارهايي به‌وجود آيد که هر چند از نظر ظاهر با ساير افراد آن‌گونه تفاوتي ندارد ولي از نظر کميت و کيفيت مواد مؤثره اختلاف‌هاي زيادي با آنها داشته باشد. در اين حالت اصلاح‌کنندگان چنين گياهاني بايد تمام مشخصات آن کالتيوار را از نظر خصوصيات مواد مؤثره ارايه دهند که شناسايي و معرفي خصوصيات مذکور مستلزم صرف هزينه و زمان زياد از نظر کسب اطلاعات گسترده دربارة فرآيندهاي متابوليسمي گياه مربوطه است. به‌علاوه امکان تغييرپذيري وضعيت توليد و تراوش مواد مؤثره در مراحل مختلف رويش گياه همواره بايد مورد نظر اصلاح‌کننده قرار داشته‌باشد. به‌عنوان مثال، از نشانگرهاي RAPD و PBR براي شناسايي دقيق گونة P.ginseng در بين جمعيت‌هاي جينسنگ ( ginseng ) استفاده شده است. همچنين برخي از محققين از يک راهکار جديد به‌نام DALP ( Direct Amplification of Length Polymorphism ) براي شناسايي دقيق Panax ginseng و Panax quinquefolius استفاده کرده‌اند.

انتخاب کيموتايپ‌هاي (Chemotypes) مناسب به‌کمک نشانگر
علاوه بر شناسايي دقيق گونه‌ها، پيش‌بيني غلظت مادة شيميايي فعال گياهي (Active Phytochemical) نيز براي کنترل کيفي يک گياه دارويي مهم است . شناسايي نشانگرهاي (DNA QTL) که با مقدار آن ترکيب دارويي خاص همبستگي دارند، مي‌تواند جهت کنترل کيفي و کمي مواد خام گياهي، مؤثر واقع شود. لازم به‌ذکر است که تنها تفاوت بين کيموتايپ‌هاي مختلف، مقدار مادة شيميايي فعال آنها است. همچنين، پروفيل‌هاي حاصل از نشانگرهاي DNA مي‌توانند جهت تعيين روابط فيلوژنتيکي (خويشاوندي) بين کيموتايپ‌هاي مختلف يک گونه گياه دارويي به‌کار روند. در سال‌هاي اخير مطالعات زيادي به‌منظور تعيين رابطة بين نشانگرهاي DNA و تنوعات کمي وکيفي ترکيبات فعال دارويي در بين گونه‌ها و خويشاوندان نزديک گياهان دارويي، صورت گرفته و يا در حال انجام است. از طرفي، به‌کارگيري توأم تکنيک‌هاي مولکولي و تکنيک‌هاي آناليزي ديگر، چون TLC و HPLC ، مي‌تواند شناخت ما را نسبت به يک گونة دارويي خاص و به تبع آن کنترل کيفي و کمي ترکيب دارويي مورد نظر در سطح صنعتي، افزايش دهد. به‌عنوان مثال بررسي تنوع ژنتيکي Artemisia annua ، به‌عنوان منبع ترکيب ضد ملارياي آرتميزينين (artemisinin)، نشان مي‌دهد که ژنوتيپ‌هاي اين گياه در سراسر هند، از لحاظ محتواي اين ترکيب (مقدار مادة مؤثرة آرتمزينين)، تنوع نشان مي‌دهند. اين بررسي با استفاده از نشانگر RAPD (يک نوع نشانگر DNA ) صورت گرفته است.

مهندسي ژنتيک
شاخة بعدي بيوتکنولوژي که در زمينة گياهان دارويي کاربردهاي فراواني دارد، “مهندسي ژنتيک” است. پيشرفت‌هاي اخير در زمينة ژنتيک گياهي و تکنولوژي DNA نوترکيب، کمک شاياني به بهبود و تقويت تحقيقات در زمينة بيوسنتز متابوليت‌هاي ثانويه کرده است. قسمت اعظمي از تحقيقات در زمينة متابوليت‌هاي ثانويه، به‌روي شناسايي و دستکاري ژنتيکي آنزيم‌هاي دخيل در مسير متابوليکي سنتز يک متابوليت ثانويه، متمرکز شده‌است. ابزار طبيعي که در فرآيند مهندسي ژنتيک و در اکثر گونه‌هاي گياهي و بخصوص گياهان دولپه به‌کار مي‌رود، يک باکتري خاکزي به‌نام آگروباکتريوم (Agrobacterium) است. گونه‌هاي مختلف اين باکتري، مهندسان طبيعي هستند که بيماري‌هاي‌ تومور گال طوقه‌ (Crown Gall Tumour) و ريشة مويي (Hairy Root) را در گياهان سبب مي‌شوند. تحقيقات نشان داده‌است که ريشه‌هاي مويي توليد شده به‌وسيلة گونه‌اي از اين باکتري به‌نام‌ A. rhizogenes ‌، بافتي مناسب براي توليد متابوليت ثانويه هستند. به علت پايداري و توليد زياد اين بافت‌ها در شرايط کشت عاري از هورمون، تاکنون گونه‌هاي دارويي زيادي با استفاده از اين باکتري تغيير يافته‌اند. که از آن جمله مي‌توان به کشت ريشة‌ مويي گياه دارويي Artemisia annua به‌منظور توليد ترکيب دارويي فعال، اشاره کرد. تحقيقات نشان داده است که شرايط جغرافيايي،‌ مواد دارويي فعال گياهان دارويي را از لحاظ کمي و کيفي، تحت تأثير قرار مي‌دهد.
بنابراين مي‌توان ديد که مهندسي ژنتيک مي‌تواند به‌عنوان ابزاري قدرتمند جهت توليد متابوليت‌هاي ثانوية جديد و همچنين افزايش مقدار متابوليت‌هاي ثانويه موجود در يک گياه به‌کار رود.