Tıbbi adaçayı (Salvia officinalis L.) bitkisinde nitrik oksit uygulamalarının fenolik bileşiklerin biyosentez yolakları üzerine etkisi
Effects of nitric oxide applications on biosynthesis pathway of phenolic compounds in common sage (Salvia officinalis L.) plant
Yazar: HAKAN YALÇIN
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN TERZİ ; PROF. DR. MUSTAFA YILDIZ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Nitrik oksit = Nitric oxide ; Salvia = Salvia

Özet:
Nitrik oksit (NO), bitkilerde büyüme, gelişme ve stres tepkileri dahil olmak üzere çeşitli fizyolojik süreçlerde rol oynayan önemli bir sinyal molekülüdür. Son yıllarda, bitkilerde, özellikle de Salvia officinalis gibi tıbbi bitkilerde, fenolik maddelerin birikimini ve antioksidan kapasiteyi artırmada NO'nun rolünün anlaşılmasına yönelik ilgi artmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada, S. officinalis yapraklarında dışsal NO uygulamalarının fenolik ve flavanoid içeriği, antioksidan kapasite ve fenolik asit kompozisyonunun yanı sıra fenolik bileşiklerin sentezinde rol oynayan bazı önemli genlerin ifadesi üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. S. officinalis fidelerinin yapraklarına 0, 100 ve 1000 M NO donörü dietilentriamin NONOat püskürtülmüştür. Son uygulamadan 24 saat sonra yaprak örnekleri analizler için hasat edilmiştir. Dışsal NO uygulaması, toplam fenolik ve flavonoid içeriğinin artmasına neden olmuştur. Ekstraktların antioksidan kapasiteleri tamamlayıcı yöntemlerle [toplam antioksidan kapasite (TAK), 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH) antiradikal kapasite, bakır iyonu indirgeyici antioksidan kapasite (CUPRAC) ve demir iyonu indirgeyici antioksidan potansiyel (FRAP)] test edilmiş ve NO uygulaması antioksidan aktiviteyi önemli ölçüde artırmıştır. HPLC analizi, ekstraktlarda ana bileşik olarak rosmarinik asidin varlığını ortaya çıkarmış ve 100 M NO uygulaması ferulik ve rozmarinik asit içeriğini artırmıştır. Dışsal NO uygulaması hem fenilpropanoid hem de tirozin türevli yolaklarda yer alan anahtar genlerin (PAL, C4H, 4CL, TAT, HPPR ve RAS) ifade seviyelerinde değişikliğe neden olmuştur. Bulgularımız, NO uygulamasından sonra S. officinalis'in yaprak dokularında PAL, TAT ve RAS ifade seviyelerindeki artışın fenolik asit içeriği ve antioksidan kapasite ile ilişkili olduğunu göstermektedir.

Abstract:
Nitric oxide (NO) is a key signaling molecule involved in various physiological processes in plants, including growth, development, and stress responses. In recent years, there has been growing interest in understanding the role of NO in enhancing the accumulation of phenolic substances and antioxidant capacity in plants, particularly in medicinal herbs such as Salvia officinalis. Therefore, in this study, the effect of exogenous NO applications on phenolic and flavonoid content, antioxidant capacity and phenolic acid composition, as well as the expression of some important genes involved in the synthesis of phenolic compounds in S. officinalis leaves was evaluated. S. officinalis leaves were foliar sprayed with 0, 100, and 1000 M NO donor diethylenetriamine NONOate. The leaf samples were harvested after 24 hours of the last treatment for analyses. Exogenous NO tretment resulted in an increase of total phenolic and flavonoid content. The antioxidant capacities of extracts was tested through complementary methods (total antioxidant capacity (TAC), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) antiradical capacity, cupric ion reducing antioxidant capacity (CUPRAC) and ferric ion reducing antioxidant potential (FRAP)], and the application of NO considerably enhanced the antioxidant activity. HPLC analysis revealed the presence of rosmarinic acid as the main compound in the extracts, and 100 mM NO application increased the content of ferulic and rosmarinic acids. The expression levels of the key genes (PAL, C4H, 4CL, TAT, HPPR, and RAS) involved in the both phenylpropanoid and tyrosine-derived pathways were affected by exogenous NO application. Our findings show that the increase in PAL, TAT and RAS expression levels in leaf tissues of S. officinalis after NO application is associated with phenolic acid content and antioxidant capacity.