In vitro ortamda rejenere edilen ocimum basilicum l. bitkisinin sekonder metabolit üretiminin arttırılması için stresör uygulamaları
Stressor applications to increase secondary metabolite production of ocimum basilicum l. plant regenerated in vitro
Yazar: BÜŞRA İKBAL TUNCA
Danışman: PROF. DR. MUSA TÜRKER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Ocimum cinsindeki bitkiler geleneksel olarak ağrı, ateş ve iltihaplanma gibi çeşitli hastalık semptomlarını hafifletmek için kullanılmaktadır. Bu bitkilerin bazı ekstraktlarının farmakolojik aktiviteleri, biyoaktif bileşenler tanımlanmadan in vitro ve in vivo çalışılmıştır. Küçük yapraklı fesleğen çeşidinin maksimum kallus üretim verimi, 2 mg/L 2,4- Diklorofenoksiasetik asit ile desteklenmiş MS ortamından elde edilmiştir. Mor yapraklı fesleğen ve iri yapraklı fesleğen çeşitlerinin maksimum kallus üretim verimi, 0,5 mg/L Benzilaminopurin+2 mg/L Naftilasetik Asit ile desteklenmiş MS ortamından elde edilmiştir. Her üç çeşidin yaprak eksplantlarından elde edilen kallus örneklerine in vitro koşullarda stress uygulanarak kallusların sekonder metabolit üretme potansiyelleri ve sekonder metabolit üretim artışı üzerine stres koşullarının etkisi incelenmiştir. Bakır sülfat ve gümüş nitrat kullanılarak ağır metal stresi, besin stresi ve sıcaklık stresleri uygulanmıştır. Ağır metal stresleri 50 µM olacak şekilde 15 gün süre ile uygulanmıştır. Besin stresleri Murashige ve Skoog ortam içeriğinin 1/2 ve 1/4 oranlarında indirgenerek oluşturulmuştur ve 15 gün süre ile uygulanmıştır. Sıcaklık stresleri ise kallus ortamlarına 2 saat süre ile +4°C, +30°C ve +40°C olacak şekilde uygulanmıştır. Sekonder metabolit analizleri GS-MS cihazında gerçekleştirilmiştir. Mor yapraklı fesleğende bakır sülfat stresi uygulanmış kalluslar Eucalyptol üretimini kontrole göre yaklaşık 5 kat arttırdığı görülmüştür. Küçük yapraklı fesleğende ise gümüş nitrat stresi uygulanmış kalluslar kontrole göre Eucalyptol üretimini yaklaşık 2,5 kat arttırdığı tespit edilmiştir. Gümüş nitrat stresi uygulanmış mor yapraklı fesleğende 2-α- Pinene miktarı kontrole göre yaklaşık olarak 6 kat daha fazla olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, katı ortamlarda üretilen kallusların sıvı ortamlara ve biyoreaktörlere transferi ile biyomas artışı ve kitlesel üretim gerçekleştirilebilir, bitki sekonder ürünlerinin biyomasdan izole edilerek ticarileştirilme potansiyeli kazandırılabilir.

Abstract:
Plants of the Ocimum genus have traditionally been used to relieve various disease symptoms such as pain, fever, and inflammation. The pharmacological activities of some extracts of the plants have been studied in vitro and in vivo without identifying the bioactive components. The maximum callus production yield of small-leaved basil cultivar was obtained from MS medium supplemented with 2 mg/L 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid. The maximum callus production yield of purple-leaf basil and large-leaf basil cultivars was obtained from MS medium supplemented with 0.5 mg/L Benzylaminopurine+2 mg/L Naphthylacetic Acid. Callus samples obtained from leaf explants of all three cultivars were subjected to stress in vitro and the effects of stress conditions on the secondary metabolite production potential of calli and the increase in secondary metabolite production were investigated. Heavy metal stress, nutrient stress and temperature stress were applied. Heavy metal stresses were applied using copper sulfate and silver nitrate at 50 µM for 15 days. Nutrient stresses were applied by attenuating the Murashige and Skoog media content by 1/2 and 1/4 ratios for 15 days. Temperature stresses were applied to the callus media at +4°C, +30°C and +40°C for 2 hours. Secondary metabolite analyzes were performed on the GS-MS device. It was observed that the copper sulfate stress calli in purple-leaf basil increased Eucalyptol production approximately 5 times compared to the control. In small-leaved basil, silver nitrate stress-treated calli were found to increase Eucalyptol production approximately 2.5 times compared to the control. It was determined that silver nitrate stress-treated calli in the amount of 2-α-Pinene in purple-leaf basil was approximately 6 times higher than the control. As a result, biomass production can be realized by increasing biomass by transferring callus produced from solid media to liquid media and bioreactors, and commercialization potential can be gained by isolating plant secondary products from biomass.