Энэхүү судалгаанд хавсарсан эмчилгээний өдөөгч нөлөөургамлын өсөлтийн зохицуулагч(2,4-D ба кинетин) ба төмрийн ислийн нано хэсгүүд (Fe₃O₄-NPs)-ийг *Hypericum perforatum* L.-д in vitro морфогенез ба хоёрдогч метаболит үүсэхэд ашигласан судалгааг хийсэн. Оновчтой эмчилгээ [2,4-D (0.5 мг/л) + кинетин (2 мг/л) + Fe₃O₄-NPs (4 мг/л)] нь ургамлын өсөлтийн параметрүүдийг мэдэгдэхүйц сайжруулсан: хяналтын бүлэгтэй харьцуулахад ургамлын өндөр 59.6%, үндэсний урт 114.0%, нахианы тоо 180.0%, каллусын шинэхэн жин 198.3%-иар нэмэгдсэн. Энэхүү хосолсон эмчилгээ нь нөхөн төлжих үр ашгийг (50.85%) нэмэгдүүлж, гиперицины агууламжийг 66.6%-иар нэмэгдүүлсэн. GC-MS шинжилгээгээр гиперозид, β-патолин, цетил спиртийн өндөр агууламж илэрсэн нь нийт оргил хэсгийн 93.36%-ийг эзэлж байгаа бол нийт фенол ба флавоноидын агууламж 80.1% хүртэл нэмэгдсэн байна. Эдгээр үр дүнгээс харахад ургамлын өсөлтийн зохицуулагч (PGRs) болон Fe₃O₄ нано хэсгүүд (Fe₃O₄-NPs) нь органогенез болон биологийн идэвхт нэгдлүүдийн хуримтлалыг идэвхжүүлснээр синергетик нөлөө үзүүлдэг бөгөөд энэ нь эмийн ургамлын биотехнологийг сайжруулах ирээдүйтэй стратеги юм.
Гэгээн Жонны wort (Hypericum perforatum L.) буюу Гэгээн Жонны wort нь эдийн засгийн ач холбогдолтой Hypericaceae овгийн олон наст өвслөг ургамал юм.[1] Үүний био идэвхт бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд байгалийн таннин, ксантон, флороглюцинол, нафталинедиантрон (гиперин ба псевдогиперин), флавоноид, фенолын хүчил, эфирийн тос орно.[2,3,4] Гэгээн Жонны wortыг уламжлалт аргаар үржүүлж болно; гэсэн хэдий ч уламжлалт аргын улирлын шинж чанар, үрийн соёололт бага, өвчинд өртөмтгий байдал нь түүнийг их хэмжээгээр тариалах, хоёрдогч метаболит тасралтгүй үүсэх боломжийг хязгаарладаг.[1,5,6]
Тиймээс in vitro эдийн өсгөврийг ургамлын хурдан үржих, үр хөврөлийн плазмын нөөцийг хадгалах, эмийн нэгдлүүдийн гарцыг нэмэгдүүлэх үр дүнтэй арга гэж үздэг [7, 8]. Ургамлын өсөлтийн зохицуулагч (PGRs) нь морфогенезийг зохицуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд каллус болон бүхэл бүтэн организмыг in vitro тариалахад зайлшгүй шаардлагатай. Эдгээр хөгжлийн үйл явцыг амжилттай дуусгахын тулд тэдгээрийн концентраци болон хослолыг оновчтой болгох нь чухал юм [9]. Тиймээс зохицуулагчдын зохих найрлага, концентрацийг ойлгох нь Гэгээн Жонны wort (H. perforatum)-ийн өсөлт, нөхөн төлжих чадварыг сайжруулахад чухал ач холбогдолтой юм [10].
Төмрийн исэл нано хэсгүүд (Fe₃O₄) нь эдийн өсгөвөрт зориулж боловсруулсан эсвэл боловсруулж байгаа нано хэсгүүдийн нэг ангилал юм. Fe₃O₄ нь мэдэгдэхүйц соронзон шинж чанартай, био нийцтэй, ургамлын өсөлтийг дэмжих, хүрээлэн буй орчны стрессийг бууруулах чадвартай тул эдийн өсгөврийн загварт ихээхэн анхаарал татсан. Эдгээр нано хэсгүүдийн хэрэглээнд эсийн хуваагдлыг дэмжих, шим тэжээлийн шингээлтийг сайжруулах, антиоксидант ферментийг идэвхжүүлэх зорилгоор in vitro өсгөврийг оновчтой болгох зэрэг орно [11].
Нано хэсгүүд нь ургамлын өсөлтөд сайн нөлөө үзүүлсэн боловч *H. perforatum*-д Fe₃O₄ нано хэсгүүд болон оновчтой ургамлын өсөлтийн зохицуулагчийг хослуулан хэрэглэх судалгаа хомс хэвээр байна. Энэхүү мэдлэгийн цоорхойг нөхөхийн тулд энэхүү судалгаагаар эмийн ургамлын шинж чанарыг сайжруулах шинэ ойлголтыг өгөхийн тулд in vitro морфогенез болон хоёрдогч метаболит үйлдвэрлэлд тэдгээрийн хосолсон нөлөөллийг үнэлсэн. Тиймээс энэхүү судалгаа нь хоёр зорилготой: (1) каллус үүсэх, найлзуурын нөхөн төлжилт, үндэслэлтийг in vitro үр дүнтэй дэмжихийн тулд ургамлын өсөлтийн зохицуулагчийн концентрацийг оновчтой болгох; мөн (2) Fe₃O₄ нано хэсгүүдийн in vitro өсөлтийн параметрүүдэд үзүүлэх нөлөөг үнэлэх. Ирээдүйн төлөвлөгөөнд дасан зохицох (in vitro) үед нөхөн төлжсөн ургамлын амьдрах чадварыг үнэлэх зэрэг орно. Энэхүү судалгааны үр дүн нь *H. perforatum*-ийн микро үржлийн үр ашгийг мэдэгдэхүйц сайжруулж, улмаар энэхүү чухал эмийн ургамлын тогтвортой хэрэглээ, биотехнологийн хэрэглээнд хувь нэмэр оруулна гэж үзэж байна.
Энэхүү судалгаанд бид талбайд тариалсан нэг наст Гэгээн Жонны wort ургамлаас (эх ургамал) навчны эксплантуудыг авсан. Эдгээр эксплантуудыг in vitro өсгөврийн нөхцлийг оновчтой болгоход ашигласан. Өсгөвөрлөхөөс өмнө навчийг хэдэн минутын турш нэрмэл усаар сайтар зайлсан. Дараа нь эксплантын гадаргууг 70% этанолд 30 секундын турш дүрж ариутгаж, дараа нь хэдэн дусал Tween 20 агуулсан 1.5% натрийн гипохлорит (NaOCl) уусмалд 10 минутын турш дүрсэн. Эцэст нь эксплантуудыг дараагийн өсгөврийн орчин руу шилжүүлэхээс өмнө ариутгасан нэрмэл усаар гурван удаа зайлсан.
Дараагийн дөрвөн долоо хоногийн хугацаанд найлзуурын нөхөн төлжилтийн параметрүүдийг хэмжсэн бөгөөд үүнд нөхөн төлжилтийн хурд, нэг удаагийн найлзуурын тоо, найлзуурын урт зэрэг багтсан. Нөхөн төлжсөн найлзуурууд дор хаяж 2 см урттай болсны дараа тэдгээрийг хагас бат бөх MS тэжээл, 0.5 мг/л индолбутирийн хүчил (IBA), 0.3% гуар бохь агуулсан үндэслэх орчинд шилжүүлсэн. Үндэслэх өсгөвөр гурван долоо хоногийн турш үргэлжилсэн бөгөөд энэ хугацаанд үндэслэх хурд, үндэсний тоо, үндэсний уртыг хэмжсэн. Эмчилгээ бүрийг гурван удаа давтаж, нэг давталт тутамд 10 эксплант өсгөвөрлөж, эмчилгээ бүрт ойролцоогоор 30 эксплант гарган авсан.
Ургамлын өндрийг ургамлын сууриас хамгийн өндөр навчны үзүүр хүртэл шугам ашиглан сантиметрээр (см) хэмжсэн. Суулгацыг болгоомжтой авч, ургалтын орчныг авсны дараа үндэсний уртыг миллиметрээр (мм) хэмжсэн. Нэг дэлбээнд байгаа нахианы тоог ургамал бүр дээр шууд тоолсон. Навчнууд дээрх хар толбо буюу зангилааг нүдээр хэмжсэн. Эдгээр хар зангилааг гиперицин буюу исэлдэлтийн толбо агуулсан булчирхай гэж үздэг бөгөөд ургамлын эмчилгээнд үзүүлэх хариу урвалын физиологийн үзүүлэлт болгон ашигладаг. Бүх ургалтын орчныг авсны дараа суулгацын шинэхэн жинг миллиграмм (мг) нарийвчлалтай электрон жингээр хэмжсэн.
Каллус үүсэх хурдыг тооцоолох арга нь дараах байдалтай байна: янз бүрийн өсөлтийн зохицуулагч (киназа, 2,4-D, Fe3O4) агуулсан орчинд эксплантуудыг дөрвөн долоо хоногийн турш өсгөвөрлөсний дараа каллус үүсгэх чадвартай эксплантуудын тоог тоолно. Каллус үүсэх хурдыг тооцоолох томъёо нь дараах байдалтай байна.
Эмчилгээ бүрийг гурван удаа давтаж, давталт бүрт дор хаяж 10 эксплантыг шалгасан.
Нөхөн сэргээх түвшин нь каллус үүсэх үе шатны дараа нахиа ялгарах үйл явцыг амжилттай дуусгасан каллус эдийн эзлэх хувийг тусгадаг. Энэ үзүүлэлт нь каллус эд нь ялгаран хөгжсөн эд болж хувирч, ургамлын шинэ эрхтэн болж ургах чадварыг харуулж байна.
Үндэслэх коэффициент нь үндэслэх чадвартай мөчрүүдийн тоог нийт мөчрийн тоотой харьцуулсан харьцаа юм. Энэ үзүүлэлт нь үндэслэх үе шатны амжилтыг тусгадаг бөгөөд энэ нь бичил үржүүлэлт болон ургамлын үржилд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь сайн үндэслэх нь суулгацыг ургах нөхцөлд илүү сайн амьдрахад тусалдаг.
Гиперициний нэгдлүүдийг 90% метанолоор гаргаж авсан. 50 мг хатаасан ургамлын материалыг 1 мл метанол дээр нэмж, өрөөний температурт харанхуйд хэт авианы цэвэрлэгч (загвар A5120-3YJ)-д 30 кГц давтамжтайгаар 20 минутын турш хэт авиагаар боловсруулсан. Хэт авиагаар боловсруулсны дараа дээжийг 6000 эрг/мин хурдтайгаар 15 минутын турш центрифугээр боловсруулсан. Дээд давхаргыг цуглуулж, гиперициний шингээлтийг Консейсао болон бусад хүмүүсийн тайлбарласан аргын дагуу Plus-3000 S спектрофотометр ашиглан 592 нм долгионы уртад хэмжсэн. [14].
Ургамлын өсөлтийн зохицуулагч (PGRs) болон төмрийн ислийн нано хэсгүүд (Fe₃O₄-NPs)-тай хийсэн ихэнх эмчилгээ нь нөхөн төлжсөн найлзуурын навчнууд дээр хар зангилаа үүсгээгүй. 0.5 эсвэл 1 мг/л 2,4-D, 0.5 эсвэл 1 мг/л кинетин, эсвэл 1, 2, эсвэл 4 мг/л төмрийн ислийн нано хэсгүүдтэй хийсэн эмчилгээний аль нэгэнд зангилаа ажиглагдаагүй. Кинетин ба/эсвэл төмрийн ислийн нано хэсгүүдийн өндөр концентрацид зангилааны хөгжил бага зэрэг нэмэгдсэн (гэхдээ статистикийн хувьд ач холбогдолтой биш) цөөн хэдэн хослолд ажиглагдсан, тухайлбал 2,4-D (0.5-2 мг/л)-ийг кинетин (1-1.5 мг/л) болон төмрийн ислийн нано хэсгүүд (2-4 мг/л)-тэй хослуулсан. Эдгээр үр дүнг Зураг 2-т үзүүлэв. Хар зангилаа нь байгалийн гаралтай болон ашигтай гиперицинээр баялаг булчирхайг илэрхийлдэг. Энэхүү судалгаанд хар зангилаа нь голчлон эд эсийн боржилттой холбоотой байсан нь гиперицин хуримтлагдах таатай орчныг харуулж байна. 2,4-D, кинетин, Fe₃O₄ нано хэсгүүдээр эмчлэх нь каллусын ургалтыг дэмжиж, боржилтыг бууруулж, хлорофиллын агууламжийг нэмэгдүүлж, бодисын солилцооны үйл ажиллагааг сайжруулж, исэлдэлтийн гэмтлийг бууруулах боломжтойг харуулж байна [37]. Энэхүү судалгаагаар кинетиныг 2,4-D болон Fe₃O₄ нано хэсгүүдтэй хослуулан Гэгээн Жонны wort каллусын ургалт, хөгжилд үзүүлэх нөлөөг үнэлсэн (Зураг 3a–g). Өмнөх судалгаагаар Fe₃O₄ нано хэсгүүд нь мөөгөнцрийн эсрэг болон нянгийн эсрэг үйлчилгээтэй [38, 39] бөгөөд ургамлын өсөлтийн зохицуулагчтай хамт хэрэглэхэд ургамлын хамгаалалтын механизмыг идэвхжүүлж, эсийн стрессийн индексийг бууруулж чаддаг болохыг харуулсан [18]. Хоёрдогч метаболитын биосинтез нь генетикийн хувьд зохицуулагддаг боловч тэдгээрийн бодит гарц нь хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлаас ихээхэн хамаардаг. Бодисын солилцооны болон морфологийн өөрчлөлтүүд нь тодорхой ургамлын генийн илэрхийлэлийг зохицуулж, хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлүүдэд хариу үйлдэл үзүүлэх замаар хоёрдогч метаболитын түвшинд нөлөөлж болно. Цаашилбал, өдөөгч бодисууд нь шинэ генийн идэвхжлийг өдөөж, улмаар ферментийн идэвхжилийг өдөөж, эцэст нь олон биосинтезийн замыг идэвхжүүлж, хоёрдогч метаболит үүсэхэд хүргэдэг. Цаашилбал, өөр нэг судалгаагаар сүүдэрлэхийг багасгах нь нарны гэрлийн нөлөөллийг нэмэгдүүлж, улмаар *Hypericum perforatum*-ын байгалийн амьдрах орчинд өдрийн температурыг нэмэгдүүлж, гиперициний гарцыг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг болохыг харуулсан. Эдгээр өгөгдөл дээр үндэслэн энэхүү судалгаагаар төмрийн нано хэсгүүдийн эдийн өсгөвөрт болзошгүй өдөөгч болох үүргийг судалсан. Үр дүнгээс харахад эдгээр нано хэсгүүд нь ферментийн өдөөлтөөр гесперидины биосинтезд оролцдог генийг идэвхжүүлж, энэ нэгдлийн хуримтлалыг нэмэгдүүлдэг болохыг харуулсан (Зураг 2). Тиймээс байгалийн нөхцөлд ургадаг ургамалтай харьцуулахад дунд зэргийн стрессийг хоёрдогч метаболитын биосинтезд оролцдог генийн идэвхжилтэй хослуулсан тохиолдолд ийм нэгдлүүдийн үйлдвэрлэлийг in vivo сайжруулж болно гэж үзэж болно. Хосолсон эмчилгээ нь ерөнхийдөө нөхөн төлжих түвшинд эерэг нөлөө үзүүлдэг боловч зарим тохиолдолд энэ нөлөө сулардаг. 1 мг/л 2,4-D, 1.5 мг/л киназа болон өөр өөр концентрацитай эмчилгээ нь хяналтын бүлэгтэй харьцуулахад нөхөн төлжих түвшинг бие даан, мэдэгдэхүйц хэмжээгээр 50.85%-иар нэмэгдүүлэх боломжтойг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй (Зураг 4c). Эдгээр үр дүнгээс харахад наногормоны тодорхой хослолууд нь ургамлын өсөлт, метаболит үйлдвэрлэлийг дэмжих синергетик байдлаар үйлчилж чаддаг бөгөөд энэ нь эмийн ургамлын эдийн өсгөвөрт маш чухал ач холбогдолтой болохыг харуулж байна. Палмер, Келлер [50] нар 2,4-D эмчилгээ нь St. perforatum-д каллус үүсэхийг бие даан өдөөж чаддаг бол киназа нэмэх нь каллус үүсэх, нөхөн төлжих чадварыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлдэг болохыг харуулсан. Энэ үр нөлөө нь дааврын тэнцвэр сайжирч, эсийн хуваагдал идэвхжсэнтэй холбоотой юм. Бал нар [51] Fe₃O₄-NP эмчилгээ нь антиоксидант ферментийн үйл ажиллагааг бие даан сайжруулж, улмаар St. perforatum-д үндэсний өсөлтийг дэмждэг болохыг тогтоожээ. 0.5 мг/л, 1 мг/л, 1.5 мг/л концентрацитай Fe₃O₄ нано хэсгүүдийг агуулсан өсгөврийн орчин нь маалингын ургамлын нөхөн төлжих хурдыг сайжруулсан [52]. Кинетин, 2,4-дихлорбензотиазолинон, Fe₃O₄ нано хэсгүүдийг хэрэглэх нь каллус болон үндэсний үүсэх хурдыг мэдэгдэхүйц сайжруулсан боловч эдгээр дааврыг in vitro нөхөн төлжилтөд ашиглах гаж нөлөөг анхаарч үзэх шаардлагатай. Жишээлбэл, 2,4-дихлорбензотиазолинон эсвэл кинетиныг удаан хугацаагаар эсвэл өндөр концентрацитай хэрэглэх нь соматик клональ өөрчлөлт, исэлдэлтийн стресс, каллусын хэвийн бус морфологи, эсвэл шилжилтэд хүргэж болзошгүй. Тиймээс нөхөн төлжих өндөр хурд нь генетикийн тогтвортой байдлыг заавал урьдчилан таамаглах албагүй. Бүх нөхөн төлжсөн ургамлыг молекулын маркер (жишээ нь RAPD, ISSR, AFLP) эсвэл цитогенетикийн шинжилгээ ашиглан үнэлж, тэдгээрийн нэгэн төрлийн байдал, in vivo ургамалтай төстэй байдлыг тодорхойлох хэрэгтэй [53,54,55].
Энэхүү судалгаагаар ургамлын өсөлтийн зохицуулагч (2,4-D ба кинетин)-ийг Fe₃O₄ нано хэсгүүдтэй хамт хэрэглэх нь *Hypericum perforatum*-д морфогенез болон гол биологийн идэвхт метаболитууд (гиперицин ба гиперозид орно)-ийн хуримтлалыг сайжруулж болохыг анх удаа харуулсан. Эмчилгээний оновчтой горим (1 мг/л 2,4-D + 1 мг/л кинетин + 4 мг/л Fe₃O₄-NPs) нь каллусын үүсэл, органогенез, хоёрдогч метаболитын гарцыг хамгийн ихэсгээд зогсохгүй бага зэргийн өдөөгч нөлөө үзүүлж, ургамлын стресс тэсвэрлэлт болон эмийн үнэ цэнийг сайжруулж болзошгүйг харуулсан. Нанотехнологи болон ургамлын эдийн өсгөврийн хослол нь эмийн нэгдлүүдийг in vitro-д өргөн хүрээнд үйлдвэрлэх тогтвортой, үр ашигтай платформыг бий болгодог. Эдгээр үр дүн нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээ болон молекулын механизм, тунгийн оновчлол, генетикийн нарийвчлалын ирээдүйн судалгааны замыг нээж, улмаар эмийн ургамлын үндсэн судалгааг практик биотехнологитой холбож өгдөг.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 12