Siyah havuç (daucus carota) kallus ve hücre süspansiyon kültüründe antosiyanin üretimine UV-C stresinin ve riboflavinin etkilerinin belirlenmesi
Effects of  UV-C stress and riboflavin on anthocyanin production in the callus and cell suspension culture of black carrot (Daucus carota)
Yazar: İLHAMİ KARATAŞ
Danışman: PROF. DR. MAHFUZ ELMASTAŞ
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Antosiyaninler = Anthocyanins

Özet:
Bu çalışmada, siyah havuç (Daucus carota ssp. sativus var. atrorubens Alef.) bitkisinden elde edilen kallus ve hücre süspansiyon kültüründe antosiyanin üretimine bazı uygulamaların etkisi incelenmiştir. Kallus indüksiyonu steril şartlarda yetiştirilen fidelerin hipokotil eksplantlarının oksin (2,4-Diklorofenoksi asetik asit (2,4-D), Naftalen asetik asit ve İndol-3- asetik asit) ve sitokinin (Benzilaminopürin (BAP) ve Kinetin) değişik miktar ve kombinasyonlarını içeren MS (Murashige and Skoog) besi ortamında kültüre alınmasıyla başlatılmıştır. Yapılan çok sayıda farklı uygulamalar neticesinde antosiyanin üretimi ve hücre süspansiyon kültürü için en uygun kallusların 2 mg/L 2,4-D, 0,2 mg/L BAP, 30 g/L sukroz ve 2 g/L phytagel içeren MS besi ortamında oluştuğu belirlenmiştir. Bu ortam şartlarında elde edilen kallusların antosiyanin üretimini artırmak için farklı konsantrasyonlarda ve sürelerde riboflavin ve UV-C elisitör olarak kullanılmıştır. UV-C  (254 nm) ışığı kalluslara 10 cm mesafeden günlük 10 dakika ve 15 dakika olarak 10 gün uygulanmıştır. UV-C uygulamasından sonra kalluslar 16 saat ışık ve 8 saat karanlık fotoperyotta ve 25 ± 2 0C inkübe edilmişlerdir. Riboflavin uygulaması  2, 4, 6 ,8 ve 10 mg/L olmak üzere beş farklı konsantrasyonda gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler neticesinde kalluslara uygulanan riboflavin veya UV-C?nin antosiyanin sentezini güçlü bir şekilde artırsa da hücre büyümesini önemli ölçüde yavaşlattığı belirlenmiştir. Antosiyanin içeriğindeki artış en fazla 4 mg/L riboflavin ve 15 dakika UV-C uygulanan kalluslarda belirlenmiş olup artış oranı sırasıyla % 188,95 ve % 101,17?dir.   Hücre süspansiyon kültürü bir aylık, yumuşak ve kolay dağılabilen kallusların 2 mg/L 2,4-D, 0,2 mg/L BAP and 30 g/L sukroz içeren MS besi ortamında kültüre alınmasıyla başlatılmıştır. Bu özellikteki kalluslar 40 ml sıvı besi ortamı içeren 100 ml?lik erlenmayerlerde, 120 devir/dakika hızla karıştıran çalkayıcı üzerinde, 25 ± 2 0C sıcaklıkta ve 16 saat ışık / 8 saat karanlık periyotta inkübe edilmiştir. Söz konusu kültürde antosiyanin üretimini artırmak için 4 mg/L riboflavin 15 dakika UV-C uygulanmış ve yapılan analizler neticesinde her iki uygulamanın da antosiyanin içeriğini anlamlı (P?0,05) şekilde artırdığı belirlenmiştir.
Anahtar kelimeler: Antosiyanin, Hücre süspansiyon kültürü, Kallus kültürü, Riboflavin, UV-C Siyah havuç

Abstract:
In this study,  the effect of some applications on the production of anthocyanin in the callus culture and cell suspension culture of  black carrot (Daucus carota ssp. sativus var. atrorubens Alef.)  were studied. A number of combination of different media were assesed for callus indiction. Hypocotyle explants excised from sterile seeding were cultured on MS media supplemented with diffrent amaunts and combination of auxin (2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), Indole-3-acetic acid and Naphthaleneacetic acid) and cytokinin (Benzylaminopurine (BAP) and Kinetin). The most suitable callus were obtained in MS (Murashige and Skoog)  media containing 2 mg/L 2,4-D, 0,2 mg/L BAP, 30 g/L sucrose and 2 g/L phytagel for antohcyanin production and cell suspension culture. Riboflavin and UV-C as an elicitor were applied to callus culture at diffrent concentratons  and  durations in order to increase the production of  anthocyanin. Callus tissues were exposed to UV-C  (254 nm) light at 10 cm distance from the source for 10 and 15 minute in a day. After UV-C application, callus  tissues  were incubated under 16 h. light and 8 h. dark photoperiod  at 25 0C ± 2 and harvested after 10 days.  The effect of riboflavin  at the concentrations of  2, 4, 6, 8 ve 10 mg /L on enhancement  of anthocyanin production were studied. In a callus culture of black carrot, anthocyanin biosynthesis was strrongly enhanced, whereas cell growth was inhibited,  eliciting either the addition of riboflavin or UV-C light irradiation. The highest increase  of anthocyanin content were determined callus cultures applied 4 mg/L riboflavin and  15 minute UV-C, and increasing rations  were %188,95 and % 101,17,  respectively. Cell suspension cultures were initiated by transferring one month old friable callus to 40 ml MS medium containing 2 mg/L 2,4-D, 0,2 mg/L BAP and 30 g/L sucrose in a 100 ml erlenmeyer flask and placed on a shaker with agitation at 120 rpm at 25 0C ± 2  at 16 h.light and 8 h. dark photoperiod. To increase the production of anthocyanin,  cell suspension cultures were carried out 4 mg/L riboflavin and 15 min. UV-C. Both applications enhanced significantly anthocyainin content in suspension culture (P?0,05).
 
Keywords: Anthocyanin, Black carrot, Callus culture, Cell suspension culture, UV-C, Riboflavin