Echinacea purpurea (L.) Moench'da Agrobacterium rhizogenes kullanımı ve bazı dışsal uygulamalarla sekonder metabolit üretiminin artırılması
Increasing of secondary metabolite production by Agrobacterium rhizogenes and some external applications in Echinacea purpurea (L.) Moench.
Yazar: TUNHAN DEMİRCİ
Danışman: PROF. DR. NİLGÜN GÖKTÜRK BAYDAR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu araştırma Agrobacterium rhizogenes aracılığıyla elde edilen Echinacea purpurea türüne ait saçak köklere uygulanan 24-epibrasinolid (24-eBL) ile L-fenil alanin (FA) uygulamalarının kök gelişimi ve kafeik asit türevlerinin birikimi üzerine olan etkilerini incelemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla farklı dozlarda 24-eBL (0.5, 1.0 ve 2.0 mg l-1) ile FA (100, 500 ve 1000 µM)  uygulamaları yapılan saçak kökler, uygulamanın 10. gününden başlamak üzere 10'ar gün aralıklarla 5 farklı dönemde hasat edilmişlerdir. Hasat sonrasında uygulamalara göre kökler, hasat sonrası yaş ağırlık (HSKY), hasat sonrası kuru ağırlık (HSKK), kuru madde oranı, büyüme indeksi ile toplam fenolik madde, toplam flavonoid ve kafeik asit türevleri içeriği bakımından değerlendirilmişlerdir.
Araştırma sonucunda 24-eBL ve FA uygulanarak farklı zamanlarda hasat edilen köklerde en yüksek HSYA, HSKA ve büyüme indeksinin 0.5 mg l-1 24-eBL uygulaması yapılarak 50. günde hasat edilen köklerden elde edildiği; FA'nın bu kriterler bakımından önemli bir etkide bulunmadığı tespit edilmiştir. Yapılan 24-eBL uygulamaları içinde en yüksek toplam fenolik madde, toplam flavonoid, kikorik asit, kaftarik asit, ekinakozit ve p-kumarik asit miktarlarının elde edilmesini sağlayan 1.0 mg l-1 konsantrasyonundaki 24-eBL uygulaması en uygun uygulama olarak belirlenmiştir. Diğer taraftan 500 μM FA uygulaması, incelenen bütün kriterler bakımından en yüksek değerlerin elde edildiği en uygun FA uygulaması olarak tespit edilmiştir. Sekonder metabolit birikimi için 50. günde en uygun hasat dönemi olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak,  24-eBL ve FA uygulamalarının E. purpurea bitkisine ait transgenik saçak kök kültürlerinde sekonder metabolit üretimini artırmaya yönelik olarak başarı ile kullanılabileceği; ancak 24-eBL uygulamalarının FA uygulamalarına göre daha etkili bir strateji olabileceği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, it was aimed to determine the effects of 24-epibrasinolide (24-eBL) and L-phenylalanine (FA) on the root growth and caffeic acid accumulation in A. rhizogenes mediated hairy roots of Echinacea purpurea. For this aim, different concentrations of 24-eBL (0.5, 1.0 and 2.0 mg l-1) and FA (100, 500 and 1000 µM)  were applied to hairy roots and harvest was done in five times at 10 days intervals. After harvest, hairy roots were evaluated for fresh root weight, dry root weight, growth index, dry matter percentage and contents of total phenolic, total flavonoid and caffeic acid derivatives.
It was determined that the highest fresh root weight, dry root weight and growth index were obtained from the roots treated with 0.5 mg l-1 24-eBL and harvested at 50 days after treatment while FA had no significant influence on root growth. Among the 24-eBL applications, 24-eBL at 1.0 mg l-1 concentration was found as optimum application providing the highest total phenolics, total flavonoids, cichoric acid, caftaric acid, echinacoside and ve p-coumaric acid contents. On the other hand, 500 μM FA was determined as the most suitable FA treatment because of giving the maximum values in terms of all investigated parameters. As optimal harvesting period, 50th day was determined for secondary metabolite accumulation. Consequently, it was determined that 24-eBL and FA treatments can be used successfully in order to increase the production of secondary metabolites in transgenic hairy roots of Echinacea purpurea but 24-eBL implementations could be a more effective strategy than those of  FA.