African geranium (Pelargonium sidoides DC., Geraniaceae) is a herbaceous perennial plant with well-known medicinal properties. In the present study, the effect of elicitation by methyl jasmonate (MeJ) (25, 50, and 100 µM) and sucrose (15 and 30 g/L) on the fresh weight (FW), dry weight (DW) and the production of pharmaceutically active coumarin (umckalin) and phenolics (gallic, vanillic, and p-coumaric acids) in P. sidoides hairy root cultures was investigated. Hairy roots were induced from the leaves of in vitro sterile P. sidoides seedlings inoculated with Agrobacterium rhizogenes strains (LBA-9402, C58C1) and Agrobacterium tumefaciens C58C1 (pRiA4). Among the fifteen evaluated hairy root lines (HRLs), HRL4 showed the highest accumulation of biomass (9.6 g FW and 0.56 DW) and was selected for elicitation and sucrose management for 50 days in a shaking system. The treated HRs, developed in Murashige and Skoog liquid media, demonstrated the highest FW (32.68 g) and DW (1.1 g) 50 days after elicitation with 100 µM of MeJ. However, a 1.4-fold enhancement of gallic and vanillic acids was achieved with 50 and 25 µM of MeJ, respectively, in HRs under control conditions. The highest accumulation of umckalin (1.61-fold increase compared to the control) was obtained with 100 µM of MeJ. These findings can be useful to develop commercial production of umckalin and phenolics in P. sidoides HR cultures in scaled-up systems and bioreactors.

中文翻译：

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天竺葵毛状根培养物中药用香豆素和酚类化合物的增产：诱导和蔗糖的作用

非洲天竺葵 (Pelargonium sidoides DC., Geraniaceae) 是一种多年生草本植物，具有众所周知的药用价值。在本研究中，茉莉酸甲酯 (MeJ)（25、50 和 100 µM）和蔗糖（15 和 30 g/L）对鲜重 (FW)、干重 (DW) 和产量的影响研究了 P. sidoides 毛状根培养物中药学活性香豆素 (umckalin) 和酚类物质（没食子酸、香草酸和对香豆酸）的含量。从接种发根农杆菌菌株 (LBA-9402, C58C1) 和根癌农杆菌 C58C1 (pRiA4) 的体外无菌 P. sidoides 幼苗的叶子诱导毛状根。在评估的 15 个毛根系 (HRL) 中，HRL4 显示出最高的生物量积累（9.6 g FW 和 0. 56 DW) 并被选为在摇动系统中进行 50 天的诱导和蔗糖管理。在 Murashige 和 Skoog 液体培养基中开发的处理过的 HR 在用 100 µM MeJ 引发后 50 天表现出最高的 FW (32.68 g) 和 DW (1.1 g)。然而，在对照条件下，使用 50 µM 和 25 µM 的 MeJ 分别使没食子酸和香草酸增强了 1.4 倍。使用 100 µM 的 MeJ 获得了最高的 umckalin 积累（与对照相比增加了 1.61 倍）。这些发现可用于在放大系统和生物反应器中开发 P. sidoides HR 培养物中 umckalin 和酚类物质的商业生产。在对照条件下，在 HR 中分别使用 50 和 25 µM 的 MeJ 实现了 1.4 倍的没食子酸和香草酸的增强。使用 100 µM 的 MeJ 获得了最高的 umckalin 积累（与对照相比增加了 1.61 倍）。这些发现可用于在放大系统和生物反应器中开发 P. sidoides HR 培养物中 umckalin 和酚类物质的商业生产。在对照条件下，在 HR 中分别使用 50 和 25 µM 的 MeJ 实现了 1.4 倍的没食子酸和香草酸的增强。使用 100 µM 的 MeJ 获得了最高的 umckalin 积累（与对照相比增加了 1.61 倍）。这些发现可用于在放大系统和生物反应器中开发 P. sidoides HR 培养物中 umckalin 和酚类物质的商业生产。