Arap sümbülü (Muscari neglectum Guss.) bitkisinin in vitro kültüründe nekrozu önlemek için yavaş hormon salınımı yapan biyomateryal bazlı taşıyıcı sistemlerinin geliştirilmesi
Development of biomaterial based carrier systems for the slow release of hormones to prevent necrosis during in vitro culture of grape hyacinth (Muscari neglectum Guss.)
Yazar: MUHAMMAD MUJTABA
Danışman: PROF. DR. KHALID M.KHAWAR BHATTI ; PROF. DR. MURAT KAYA
Ankara Üniversitesi / Biyoteknoloji Enstitüsü / Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
In vitro doku kültür sırasında, ROS aracılı oksidatif doku kararması, araştırılan eksplantların rejenerasyon kabiliyetini sınırlayan başlıca kısıtlamalar arasında yer almaktadır. Bu fenomenin arkasındaki ana neden, ROS ve fitohormon hemostaz gardiyanının bozulmasıdır. Bu durum dokularda aşırı ROS birikmesine neden olup ciddi
hücre ve doku hasarına yol açmaktadır. Mevcut tez çalışmasında, M. negelectum Guss.'un doku kararmasını kontrol etmek için yeni bir çözüm geliştirilmiştir. Bu amaç için üç farklı biyomateriyal tabanlı taşıyıcı, sırasıyla, G. macandrewii'den γ-APTES'ile işlevselleştirilmiş biyosilika boncuklar, Juglans regia'dan sporopollenin ve karides atığından kitin izole edilip farklı analitik araçlarla karakterize edilmiştir. İki farklı fitohormon (BAP ve NAA), izole edilmiş taşıyıcı sistemler içinde başarıyla enkapsüle edilmiştir. Sonuçlara göre, taşıyıcı sistemler, BAP ve
NAA'nın sert dış koşullardan korunmasında önemli bir rol oynamıştır. Geliştirilen her üç taşıyıcı sistemin hepsinin hem simüle edilmiş tampon hem de doku kültürü koşullarında kontrollü salım patenleri sergilemiştir. Yükleme yüzdeleri, halihazırda geliştirilmiş birçok taşıyıcı sistemden daha yüksek kaydedilmiştir. Tez çalışmanın hipotezi ayrıca fizikokimyasal, enzimatik ve enzimatik olmayan analizlerle de desteklenmiştir. BAP ve NAA'nın kontrollü salımı, eksplantların normal büyümesiyle sonuçlanmıştır.

Abstract:
During the in vitro propagation, ROS mediated oxidative tissue browning is among the major constraints limiting the regeneration ability of explants under investigation. The main reason behind this phenomenon is the disturbance of ROS and phytohormones hemostats gradient that leads to the excessive accumulation of ROS in tissue causing
serious cell and tissue damage. In the current thesis, a novel solution has been developed to control the tissue browning of M. negelectum Guss. Three different biopolymeric based carriers i.e., γ-APTES functionalized biosilica microbeads from G. macandrewii, sporopollenin from Juglans regia and chitin from shrimp waste were isolated and characterized through different analytical tools. Two different phytohormones (BAP and NAA) were successfully
encapsulated inside the isolated carrier systems. The carrier systems played an important role in protecting the loaded BAP and NAA from harsh external conditions. Beside the all the three carrier systems displayed controlled release patterns for the loaded phytohormones in both simulated buffer and tissue culture conditions. The encapsulation percentages were recorded higher from many already developed carrier systems. The thesis hypothesis was also supported by physicochemical, enzymatic and non-enzymatic assays. Controlled release of BAP and NAA resulted in normal growth of explants.