Endemik Salvia pseudoeuphratica Rech.f. bitkisinin hücre süspansiyon kültürlerinin optimizasyonu ve bazı AgNP uygulamalarının total fenolik, flavonoid, antioksidan aktivite ile bazı terpenoid bileşiklerin miktarları üzerine etkileri
Optimization of cell suspension cultures of endemic plant Salvia pseudeuphratica Rech.f. and effects of some AgNP applications on total phenolic, flavonoid, antioxidant activity, and some terpenoid compound levels
Yazar: AYŞE HOŞER MÜJDECİ
Danışman: PROF. DR. ENGİN TİLKAT ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET AKDENİZ
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Salvia cinsine ait türler, geleneksel tıpta drog olarak kullanılan yapılarında birçok terapötik özellik barındıran önemli bir tıbbi kaynaktır. Bu tez çalışması, özellikle endemik ve tehlike altındaki Salvia pseudeuphratica Rech.f.'in türünün biyoteknolojik yöntemlerle optimize edilmiş bir hücre süspansiyon kültür protokolünün oluşturulmasına odaklanmaktadır. Bu bağlamda, hücre süspansiyon kültürleri yoluyla elde edilen bitkisel materyallerin antioksidan aktivite, enzim inhibisyonu etkileri ve terpenoid bileşikleri üzerindeki etkileri değerlendirilerek, terapötik bileşiklerin biyoteknolojik yöntemlerle sürdürülebilir bir şekilde üretilmesine de katkı sağlamak amaçlanmıştır. Ayrıca, Salvia pseudeuphratica Rech.f.'in AgNP uygulamaları ile terpenoid içeriği, toplam fenolik ve flavonoid miktarları ile antioksidan kapasite değerleri üzerindeki farklı etkileri değerlendirilmiştir. Bu tez kapsamında yürütülen çalışmalarla, kritik tehlike altında olan ve lokal endemik bir tür olan Salvia pseudeuphratica Rech.f. bitkisinin biyoteknolojik teknikler kullanılarak ilk defa kallus ve hücre süspansiyon kültürleri oluşturulmuş, ayrıca hücre süspansiyon kültürlerinde bazı AgNP uygulamalarının (100, 200, 400 ve 800 µg/ml) total fenolik, flavonoid, antioksidan aktivite, enzim inhibisyonu ile bazı terpenoid bileşiklerin miktarları üzerine etkileri de ilk kez araştırılmıştır.
Bulgular, Salvia pseudeuphratica Rech.f.'in hücre süspansiyon kültürlerine uygulanan gümüş nanopartiküllerin (AgNP'lerin) antioksidan aktiviteleri üzerinde belirgin etkilere sahip olduğunu göstermektedir. Özellikle, 24 ve 48 saatlik sürelerde 400 ve 800 µg/ml konsantrasyonlarda uygulanan AgNP'lerin antioksidan aktivitelerinde önemli bir artış gözlemlenmiştir. Ayrıca, DPPH, ABTS ve CUPRAC yöntemleriyle yapılan antioksidan aktivite çalışmaları, DPPH yönteminde 12 Saat 400 µg/ml AgNP uygulaması (IC50:100,00±1,98 µg/mL), ABTS yönteminde 24 Saat 100 µg/ml AgNP uygulaması (IC50:56,82±0,59 µg/mL) ve CUPRAC yönteminde ise 24 Saat 400 µg/ml AgNP (A0.5:79,591±0,59) uygulamasının en yüksek antioksidan aktiviteyi sergilediğini ortaya koymuştur. 
Antioksidan etkilerinin yanı sıra, AgNP'lerin bitki hücrelerinde enzim aktiviteleri üzerinde de belirgin etkileri olduğu görülmüştür. Özellikle, BChE enzim aktivitesi üzerinde 24 saatlik süre içinde 400 µg/ml AgNP uygulamasının belirgin bir artışa neden olduğu tespit edilmiştir. Bu, Salvia pseudeuphratica Rech.f.'in biyolojik aktivitelerini düzenleyen AgNP uygulamalarının, özellikle BChE üzerindeki etkisinin zaman ve konsantrasyona bağlı olarak değişebileceğini göstermektedir. Bunun yanı sıra sonuçlar hem toplam fenolik (22,43±0,50 μg PEs/mg ekstre) hem de total flavonoid (11,02±0,26 μg QEs/mg ekstre) içerikleri bakımından 24 saat 400 µg/ml AgNP uygulamasının diğer parametrelere oranla iyi sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Terpenoid analizi sonuçları, AgNP uygulamalarının, bitki kültürlerindeki terpenoid profiline önemli etkiler sağladığını ve özellikle oleanolik asit miktarında belirgin artışlara neden olduğunu göstermektedir. Oleonolik asit'in AgNP uygulaması yapılmayan kontrol grubu örneklerinde bulunmadığı halde bütün AgNP uygulamalarının Oleanolik asit'in sentezinin uyardığı tespit edilmiştir. Süspansiyon kültürlerinde üretilen en yüksek Oleanolik asit miktarı 24 Saat 400 µg/ml AgNP uygulamasında 3995,80 µg analit/g ekstrakt olarak tespit edilmiştir. Bu durum, AgNP'lerin bitki metabolizmasını etkileyerek belirli terpenoidleri artırma potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymuştur. Sonuç olarak, bu çalışma ile, Salvia pseudeuphratica Rech.f.'in hücre süspansiyon kültürlerinde AgNP uygulamalarının antioksidan aktiviteler, enzim aktiviteleri ve terpenoid profil üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Salvia pseudeuphratica, hücre süspansiyon kültürleri, AgNP uygulamaları, biyolojik aktivite, terpenoid üretimi.

Abstract:
The species belonging to the Salvia genus are important medicinal sources containing many therapeutic properties used in traditional medicine. This thesis focuses on the establishment of cell suspension cultures of Salvia pseudeuphratica Rech.f., especially an endemic and endangered species, using biotechnological methods. In this context, the aim is to contribute to the sustainable production of Salvia pseudeuphratica Rech.f. through the evaluation of antioxidant activity, enzyme inhibition effects, and the effects on terpenoid compounds of plant materials obtained via cell suspension cultures. Additionally, the effects of AgNP (silver nanoparticle) applications on the terpenoid content, total phenolic and flavonoid amounts, and antioxidant capacity values of Salvia pseudeuphratica Rech.f. are evaluated. Through the conducted studies within the scope of this thesis, callus and cell suspension cultures of Salvia pseudeuphratica Rech.f., a critically endangered and locally endemic species, have been established for the first time using biotechnological techniques. Furthermore, the effects of some AgNP applications (100, 200, 400, and 800 µg/ml) on the amounts of total phenolics, flavonoids, antioxidant activity, enzyme inhibition, and some terpenoid compounds in cell suspension cultures have been investigated for the first time. 
The findings indicate significant effects of silver nanoparticles (AgNPs) applied to cell suspension cultures of Salvia pseudeuphratica Rech.f. on antioxidant activities. Particularly, a significant increase in antioxidant activities has been observed with AgNPs applied at concentrations of 400 and 800 µg/ml for 24 and 48 hours. Additionally, antioxidant activity studies conducted with DPPH, ABTS, and CUPRAC methods revealed that the application of 400 µg/ml AgNP for 12 hours in the DPPH method (IC50: 100.00±1.98 µg/mL), 100 µg/ml AgNP for 24 hours in the ABTS method (IC50: 56.82±0.59 µg/mL), and 400 µg/ml AgNP for 24 hours in the CUPRAC method (A0.5: 79.591±0.59) exhibited the highest antioxidant activity. In addition to antioxidant effects, significant effects of AgNPs on enzyme activities in plant cells have been observed. Particularly, a significant increase in BChE enzyme activity has been detected within 24 hours of applying 400 µg/ml AgNP. This demonstrates that AgNP applications regulating the biological activities of Salvia pseudeuphratica Rech.f., especially their effects on BChE, may vary depending on time and concentration. Moreover, the results have determined that the application of 400 µg/ml AgNP for 24 hours yielded good results compared to other parameters in terms of both total phenolic (22.43±0.50 μg PEs/mg extract) and total flavonoid (11.02±0.26 μg QEs/mg extract) contents.  Terpenoid analysis results indicate that AgNP applications significantly affect the terpenoid profile in plant cultures and particularly lead to significant increases in oleanolic acid levels. While oleanolic acid was not found in the control group samples without AgNP application, it was observed that all AgNP applications stimulated its synthesis. The highest amount of oleanolic acid produced in suspension cultures was determined to be 3995.80 µg analyte/g extract in the 24-hour 400 µg/ml AgNP application. This demonstrates the potential of AgNPs to influence plant metabolism and increase certain terpenoids. 
In conclusion, this study comprehensively examines the effects of AgNP applications on antioxidant activities, enzyme activities, and terpenoid profiles in cell suspension cultures of Salvia pseudeuphratica Rech.f. 

Keywords: AgNP applications, biological activity, cell suspension cultures, terpenoid production, Salvia pseudeuphratica Rech.f.