Journal of Marine Science and Technology

Journal of Marine Science and Technology

Changes in Growth, Beta Carotene Production, Traits and Pattern of Protein Band in Dunalitella Salina Microtage in The Pressence of Colchicine

Document Type : Original Manuscript

Authors
1 Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agriculture, Shahed University, Tehran, Iran.
2 Medicinal Plant Research Center, Shahed University, Tehran, Iran.
Abstract
To evaluate the production of beta-carotene, traits and patterns of protein band in D. salina microalgae in the presence of colchicine, after microalgae cultivation, colchicine treatments randomized design concentrations of 0, 0.05 and 0.1 and 0.2% Volumetric weight was applied. Changes in growth and beta-carotene, chlorophyll A, B and total and carotenoids produced by spectrophotometer measurements, as well as electrophoresis on SDS-PAGE analysis was used to investigate the protein patterns. The results showed that concentrations of colchinicine did not result in significant differences in protein pattern in 11 samples and it just affacted the production of certain proteins.. While this treatment causes a difference in beta-carotene, chlorophyll A, B, total carotenoids and growth. Beta-carotene is the most important metabolites increased in all concentrations of colchicine. Treatment increased the carotenoids, chlorophyll A, B, and total while reduced growth. So the treatment of colchicine reduced the growth and increase the production of beta-carotene, chlorophyll A, B, total  and carotenoids is in Dunaliella. While no significant effect on the pattern of protein expression. Therefore , it can be concluded that using treatment of colchicine will be useful in beta-carotene productions.
Keywords

Subjects


اصلانی، ف.، برنارد، ف.آ.، میرزاجانی، ف.، هادیان، ج. (1393). مقایسه استفاده کلشیسین بر روی بذر و سرشاخه آویشن دنائی (Thymus daenensis Celak) از نظر ویژگی­های مورفولوژیکی روزنه و محتوای DNA در گیاهچه­های درون شیشه­ای. فرایند و کارکرد گیاهی. جلد 3، شماره 10.
استاجی، ع. (1391). بررسی تأثیر تیمار کلشیسین بر برخی خصوصیات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و مواد موثره در نوروزک(Salvia leriifolia Benth.)  . پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه ارومیه.
برقعی، س.ف.، ساریخانی، ح.،  چاییچی، م.، میرجلیلی، م.ح. (1390). بررسی اثرات پلی­پلوئیدی بر برخی صفات مورفولوژیکی و تغییرات شیمیایی اسانس در گیاه دارویی بادرنجبویه(Melissa officials L.). هفتمین کنگره علوم باغبانی ایران، اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان.
پوراکبری کسمائی، ر. (1390). بررسی فلو سایتومتری و فیزیولوژیک تاثیر سطوح مختلف کلشیسین روی پلی پلوئیدی شدن در دو گونه ی مرکبات و اندازه گیری تعدادی از ویژگی های مورفولوژیک. پایان نامه کارشناسی ارشد.
حسینی، ح.، چهرازی، م.، نباتی احمدی، د.، محمودی سورستانی، م. (1393). القا اتوتراپلوئیدی در گل پروانش (Catharanthus roseus Don.) رقم روزنا به منظور ایجاد تنوع در ویژگی­های مورفو­فیزیولوژیک و فتولوژیکی با استفاده از تیمار کلشیسین. فرایند و کارکرد گیاهی. جلد 3، شماره 9.
ستوده اردبیلی، گ.، اصغری زکریا، ر.، زارع، ن. (1393). اثر القای پلی پلوئیدی بر صفات مورفوفیزیولوژیک سورگوم(Sorghum bicolor cv. KFS2) . مجله علوم زراعی ایران. جلد 16، شماره 2.
ملک­زاده شفارودی، س.، غنی، ع،. حبیبی، م،. امیری، ا. (1390). بررسی امکان القا پلی پلوئیدی در گیاه ریحان (ocimum basilicum l.) با استفاده از کلشیسین. نشریه علوم باغبانی (علوم و صنایع کشاورزی). جلد 25، شماره 4. صفحات 461-469.
Adaniya, S. and Shirai, D.)  2001(. In vitro induction of tetraploid ginger (Zingiber officinale Roscoe) and its pollen fertility and germinability. Science Horticulture, 88 (4): 277-287.
Aharon, O. A hundred years of Dunaliella research: 1905–2005. doi:  10.1186/1746-1448-1-2. PMC1224875.
Andrew, J., Moreau, M., Kuntz, G. and Pagny, C. )2008(. An investigation of carotenoid biosynthesis in Coffea canephora and Coffea arabica. Plant physiol. 165: 1087-1106.
Arthur, E. )1993(. Oryzalin conversion of lilies. Nals yearbook, 46. Arkansas: 133-142.
Borowitzka, M.A. and Siva, C. J. )2007(. The taxonomy of the genus Dunaliella (Chlorophyta, Dunaliellales) with emphasis on the marine and halophilic species. Journal of Applied Phycology 19: 567–590.
Comman,  I. )1942(. Susceptibility of Colchicum and Clamydomonas to colchicine. Bot. Gaz., 104: 50-61.
Dragland, S. )2003(. Several culinary and medicinal herbs are important sources of dietary antioxidants. Journal Nutrition.133: 1286-1290.
Dhawan, O.P., and Lavania, U. )1996(. Enhancing the productivity of secondary metabolites via induced polyploidy: a review. Euphytica. 87: 81-89.
Eijckelhoff C. and Dekker JP. )1997(. A routine method to determine the chlorophyll a, pheophytin and β- carotene contents of isolated photosystem II reaction center complexes. Photosynthesis Research. 52: 69-73.
Fazeli, M.R., Tofighi, H., Samadi, N. and Jamalifar, H. )2006(. Effects of salinity on β-carotene production by Dunaliella tertiolecta DCCBC26 isolated from the Urmia salt lake, north of Iran, Bioresource Technology 97(18): 2453-2456.
Frank, G,. and Wegmann, K. )1979(. Physiology and biochemistry of glycerol biosynthesis in Dunaliella. Biol.Zbl. 93: 707-723.
Gavaudan, P. and Kobozieff, N. )1938(. Action de la colchicine sur la caryocinese et la
cytodierese des Chlamydomonadinees. C.R. Biol. Paris, 127: 790-793.
Hadi, M.R., Shariati M. and Afsharzadeh S. )2008(. Microalgal biotechnology: carotenoid and glycerol production by Dunaliella sp. algae isolated from the Gave khooni salt marsh, Iran. Biotechnology and Bioprocess Engineering 13(5): 540-544.
Hamill, S.D., Smith, M.K. and Dodd, W.A. )1992(. In vitro induction of banana autoteteraploidy by colchicines treatment of micro propagated diploids. Australian Journal Botany. 40: 887-96.
Hosseini,T. A and Shariati, M. )2009(. Dunaliella biotechnology: methods and applications. Journal of Applied Microbiology,107(1): 14-35.
Liu, S., Chen, S., Chen, Y., Guan, Z., Yin, D. and Chen, F. )2011(. In vitro induced tetraploid of Dendranthema nankingense (Nakai) Tzvel. shows an improved level of abiotic stress tolerance. Scientia Hortic. 127: 411-419.
Marchant, H. and Pickett, H. )1974(. The effect of colchicine on colony formation in the algae Hydrodictyon, Pediastrum and Sorastrum. Planta. Dec;116(4):291-300.
Mathura, S., Fossey, A. and Beck, S. )2006(. Comparative study of chlorophyll content in diploid and tetraploid black Wattle (Acacia mearnsii). Forestry. 79: 381-388.
Nikookar, K., Moradshahi, H. and Kharati, M. )2004(. Influence of salinity on the growth pigmentation and ascorbate peroxidase activity of Dunaliella salina isolated from Maharlu salt Lake in Shiraz. Iranian Journal of Science and Technology,Transaction 28(A1): 117-125.
Raja, R., Hemaiswarya, S., Balasubramanyam, D. and Rengasamy, R. )2007(. PCR-identification of Dunaliella salina (Volvocales, Chlorophyta) and its growth characteristics. Microbiological Research 162(2): 168-76.
Rezaei, A., Ghanati, F. and Behmanesh M. )2011(. Promotion of Taxol production and release by methyl jasmonate, ultrasound, and in situ extraction from hazelnut (Corylus avellana L.) cell culture. Iranian Journal of Plant Biology. 6(7): 55-72.
Shyam, R. and Sarma, Y.S.R.K. )1976(. Effects of Colchicine on the Cell Division of a Colonial Green Algal Flagellate Gonium Pectorale Muller, Caryologia: International Journal of Cytology, Cytosystematics and Cytogenetics, 29:1, 27-33.
Volume 20, Issue 4
Winter 2022
Pages 86-94

  • Receive Date 03 February 2016
  • Revise Date 15 October 2016
  • Accept Date 06 November 2016
  • Publish Date 20 February 2022