İn vitro şartlarda üretilen Salvia hispanica L. kalluslarına elisitör uygulanmasının ardından elde edilen ekstraktların antimikrobiyal ve antikanser aktiviteleri
Antimicrobial and anti-cancer activities of extracts obtained after applying elisitor to Salvia hispanica L. callus produced in vitro conditions
Yazar: ŞENOL ÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. FETHİ AHMET ÖZDEMİR
Bingöl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Antikanser = Anticancer ; Antimikrobiyal aktivite = Antimicrobial activity ; Kallus kültürü = Callus culture ; Salvia hispanica = Salvia hispanica

Özet:
Lamiaceae familyası içerisinde yer alan Salvia hispanica L. tamamlayıcı tıpta yaygın olarak kullanılan bir bitkidir. Bu çalışmada in vitro şartlarda yetiştirilen S. hispanica L. bitkisinin kök, yaprak ve yaprak sapı kısımları eksplant kaynağı olarak kullanılıp, kallus geliştirilmiş, gelişen kalluslara UV-C uygulanmasının ardından metanol ekstraktları çıkarılarak bu ekstraktların antimikrobiyal ve antikanser aktiviteleri araştırılmıştır. İlk olarak S. hispanica L. tohumları 6 dakika ticari çamaşır suyunda bekletilerek tohumların yüzey sterilizasyonları sağlanmış, yüzey
sterilizasyonları gerçekleştirilen tohumlar gelrite ile katılaştırılmış MS besin ortamında çimlendirilmiştir. Çimlenen bitkilerin kök, yaprak ve yaprak sapı kısımları eksplant kaynağı olarak kullanılıp, iki farklı protokol uygulanarak eksplantlar kültüre alınmıştır. Birinci protokolde farklı dozlarda 2,4- D (0,25, 0,5, 0,75, 1, 1,25 mg/l), ikinci protokolde ise 2,4-D ile birlikte BAP (0,2 mg/l) kullanılarak eksplantlardan kallus gelişimi teşvik edilmiştir. En etkili kallus gelişim oranı ve kallus ağırlığı, ikinci protokoldeki yaprak eksplantlarında, %100 oranında ve 27,19 ± 1,50 g ağırlığında, 0,25 mg/l 2,4-D + 0,2 mg/l BAP içeren MS besin ortamında elde edilmiştir. UV-C uygulamasına maruz bırakılan kallusların metanol ektraktları elde edildikten sonra, ekstraktların 3 mg/ml konsantrasyonları kullanılarak 7 farklı gram pozitif (Bacillus subtilis ATCC 6337, Brevibacillus brevis, Bacillus megaterium DSM 32, Bacillus subtilis IM 622, Bacillus cereus EMC 19, Staphylococcus aureus 6538 P, Listeria monocytogenes NCTC 5348), 9 farklı gram negatif
(Salmonella typhimurium NRRLE 4413, Pseudomonas fluorescens, Enterobacter aerogenes CCM 2531, Klebsiella pneumoniae EMCS, Escherichia coli ATCC 25922, Proteus vulgaris FMC II, Pseudomonas aeruginosa DSM 50070, Proteus vulgaris, Salmonella enterica ATCC 13311) bakteri üzerindeki antimikrobiyal aktivitesi disk difüzyon yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. Gram pozitif bakteriler üzerindeki en etkili antimikrobiyal aktivite 12,5±2,04 mm zon çapı ile
Listeria monocytogenes NCTC 5348 bakterisine karşı, ikinci protokolün yaprak sapı ekplantları kullanılarak elde edilen kallus ekstraktlarında gözlenmişken, en az etki 7±0 mm zon çapı ile Staphylococcus aureus 6538 P, Bacillus subtilis ATCC 6337 ve Bacillus cereus EMC 19 bakterileri üzerinde birinci protokoldeki yaprak eksplantına ait kalluslar ile ikinci protokoldeki yaprak eksplantına ait kalluslardan elde edilen ekstratlarda tespit edilmiştir. Gram negatif bakteriler
üzerindeki en etkili antimikrobiyal aktivite 11±0,82 mm zon çapı ile Klebsiella pneumoniae EMCS bakterisine karşı, ikinci protokoldeki yaprak sapı eksplantından elde edilen kallus ekstraktlarında saptanmışken, en az etki 5,5±0,41 mm ile Salmonella typhimurium NRRLE 4413' da gözlenmiştir. Ekstraktların 1000, 500, 250, 125, 62,5, 31,25, 15,625, 7,8125 µg/mL dozları kullanılarak, SHSY5Y insan nöroblastoma hücreleri üzerindeki antikanser aktiviteleri araştırılmış, en etkili sitotoksik aktivite her iki protokolden elde edilen ekstraktların 1000 µg/mL dozunda belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Salvia hispanica L., kallus, UV-C, antimikrobiyal aktivite, antikanser aktivite

Abstract:
Salvia hispanica L., which is in the Lamiaceae family, is a plant widely used in complementary medicine. In this study, the root, leaf and petiole parts of the S. hispanica L. plant grown in vitro were used as explant source, and after UV-C application to the developing callus, methanol extracts were extracted and the antimicrobial and anticancer activities of these extracts were investigated. Firstly, the seeds of S. hispanica L. were soaked in commercial bleach for 6 minutes to ensure surface sterilization, and the seeds were germinated in gelrite solidified MS nutrient medium. Root,
leaf and petiole parts of germinating plants were used as explant source and explants were cultured by applying two different protocols. Callus development from explants was encouraged by using different doses of 2,4-D (0,25, 0,5, 0,75, 1, 1,25 mg/l) in the first protocol, and BAP (0,2 mg/l) together with 2,4-D in the second protocol. The most effective callus growth rate and callus weight were obtained in MS nutrient medium containing 0,25 mg/l 2,4-D + 0,2 mg/l BAP at 100% and 27,19 ± 1,50 g weight in leaf explants in the second protocol. After obtaining methanol extracts of calli exposed to UV-C treatment, 3 mg/ml concentrations of the extracts were used. 7 different gram positive (Bacillus subtilis ATCC 6337, Brevibacillus brevis, Bacillus megaterium DSM 32, Bacillus subtilis IM 622, Bacillus cereus EMC 19, Staphylococcus aureus 6538 P, Listeria monocytogenes NCTC 5348), 9 different gram-negative (Salmonella typhimurium NRRLE 4413, Pseudomonas fluorescens, Enterobacter aerogenes CCM 2531, Klebsiella pneumoniae EMCS, Escherichia coli ATCC 25922, Proteus vulgaris FMC II, Pseudomonas aeruginosa DSM 50070, Proteus vulgaris, Salmonella enterica ATCC 13311) bacteria antimicrobial activity was investigated using disk diffusion method. While the most effective antimicrobial activity on Grampositive bacteria was observed with a zone diameter of 12,5±2,04 mm against Listeria monocytogenes NCTC 5348 bacteria, in callus extracts obtained using petiole explants of the second protocol, the least effect was observed with a zone diameter of 7±0 mm for Staphylococcus aureus 6538 P, Bacillus subtilis ATCC 6337 and Bacillus cereus EMC 19 bacteria were detected in the calli of the leaf explant in the first protocol and in the extracts obtained from the calli of the leaf explant in the second protocol. The most effective antimicrobial activity on Gram-negative bacteria, with a zone diameter of 11±0,82 mm, was detected in callus extracts obtained from the petiole explant in the second protocol against Klebsiella pneumoniae EMCS bacteria, while the least effect was observed in Salmonella typhimurium NRRLE 4413 with 5,5±0,41 mm. Anticancer activities on SH-SY5Y human neuroblastoma cells were investigated by using 1000, 500, 250, 125, 62,5, 31,25, 15,625, 7,8125 µg/mL doses of the extracts, and the most effective cytotoxic activity
was determined at the 1000 µg/mL dose of the extracts obtained from both protocols.

Keywords: Salvia hispanica L., callus, UV-C, antimicrobial activity, anticancer activity