Rubia tinctorum l. (Kök boya) hücre süspansiyon kültürlerinde çeşitli stres faktörlerinin biyokütle miktarı ve sekonder metabolit içerikleri üzerine etkileri
Effect of different stress factors on biomass and secondary metabolite content in madder (Rubia tinctorum l.) cell suspension cultures
- Tez No: 464771
- Danışmanlar: PROF. DR. AYNUR GÜREL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 236
Özet
Çok yıllık bir bitki olan Rubia tinctorum L. (kök boya), köklerinde içerdiği antrakinon yapılı boyar bileşiklerden dolayı önem taşımaktadır. Kök boya bitkisinden elde edilen antrakinonlar, tekstil, gıda sanayi ve tıp alanlarında kullanılmaktadırlar. Projemizde, önemli bir tıbbi bitki olan Rubia tinctorum L. hücre süspansiyon kültürlerinde farklı stres faktörlerinin alizarin ve purpurin içerikleri üzerine etkileri incelenmiş ve son aşamada süspanse hücrelerin büyük ölçekli üretimi gerçekleştirilmiştir. Kallus kültürlerinin oluşturulması için in vitro'da çoğaltılmış bitkilere ait sap eksplantları 0.1 mg/L 2,4-D, 0.5 mg/L Kin ve 0.5 mg/L BAP içeren Murashige ve Skoog (MS) besin ortamında karanlık koşullar altında kültüre alınmışlardır. Bu ortamda %100 kallus rejenerasyonu gözlenmiş ve kallusların geliştirilmesi için de aynı besin ortamı kullanılmıştır. Hücre süspansiyon kültürlerinin kurulması ve geliştirilmesi için 1 mg/L NAA, 0.5 mg/L Kin ve 0.5 mg/L BAP içeren besin ortamı kullanılmıştır. Hücre süspansiyon kültürlerinde sekonder metabolit artışını teşvik etmek amacıyla; MS besin ortamının içeriklerinin değiştirilmesi (azot, fosfor ve vitamin), farklı karbon kaynakları (sükroz, glükoz, mannitol ve fruktoz), elisitörler (metil jasmonat, jasmonik asit, salisilik asit, kitosan, aljinat, pektin, maya ekstraktı, myo-inositol kazein hidrolizat ve glutatyon), ağır metaller (AlCl3, AgNO3 ve demir EDTA) ve pH değerleri (4.8, 5.8 ve 6.8) gibi değişik uygulamalar yapılmıştır. Süspanse kültürler %50 inokülüm miktarına sahip 50 mL besin ortamı içeren 250 mL'lik erlenlerde kurulmuştur. On dört günlük kültür süresinde stres faktörleri ile muameleler, yedi veya on dört gün sürelerde gerçekleştirilmiş ve süspanse hücrelerin alizarin ve purpurin üretim kabiliyetleri belirlenmiştir. Elisitör denemelerinde, en yüksek alizarin içeriği on dört günlük 50 µM jasmonik asit ile elisite edilmiş kültürlerde (3725 µg g-1 KA), en yüksek purpurin içeriği ise on dört gün 100 µM salisilik asit eklenen kültürlerde (1882 µg g-1 KA) belirlenmiştir. MS besin ortamının içeriklerinin değiştirilmesi sonucu en yüksek alizarin içeriği 1NO3:3NH4 içeren besin ortamında (719 µg g-1 KA) ve en yüksek purpurin içeriği 1NO3:2NH4 içeren besin ortamında (1123 µg g-1 KA) tespit edilmiştir. Farklı karbon kaynakları arasında en yüksek alizarin içeriği 45 g/L sükroz içeren besin ortamında (861 µg g-1 KA) ve en yüksek purpurin ise 15 g/L mannitol içeren besin ortamında (2061 µg g-1 KA) elde edilmiştir. Ağır metal denemelerinde ise en yüksek alizarin (635 µg g-1 KA) ve purpurin içeriği (1938 µg g-1 KA) yedi günlük 150 µM AlCl3 denemesinde tespit edilmiştir. Süspanse hücrelerin büyük ölçekli üretimi için 2000 mL'lik kültür şişeler ile çalışılmış, en yüksek alizarin miktarı (2224 µg g-1 KA) ve purpurin miktarı (1581 µg g-1 KA) otuz günlük kültür süreli 50 µM salisilik asit muamelesinde elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Madder (Rubia tinctorum L.) is a perennial herb which is highly valuable for containing anthraquinone pigments in the roots. Anthraquinone pigments of madder roots are using for textile, food industries and medicine. In this project, we aimed to determine the effects of different stress factors on alizarin and purpurin accumulation in cell suspension culture of Rubia tinctorum L. and scaling up of secondary metabolite production via cell suspension cultures. Callus initiation was carried out by using stem explants on Murashige and Skoog (MS) medium containing 0.1 mg/L 2,4-D, 0.5 mg/L BAP and 0.5 mg/L Kin in dark conditions. Callus regeneration was found 100% and same medium used for callus proliferation. Cell suspension cultures estabilished and developed on medium containing 1 mg/L NAA, 0.5 mg/L Kin and 0.5 BAP. To enhance the production of alizarin and purpurin colorants in cell cultures, MS growth medium nutrient concentration (phosphorus, nitrogen and vitamins), carbon source and concentration (sucrose, glucose, mannitol and fructose) and pH of culture medium (4.8, 5.8 and 6.8) were changed. Also effect of different elicitors (methyl jasmonate, jasmonic acid, salicylic acid, chitosan, alginate, pectin, yeast extract, myo-inositol, glutathione and casein hydrolysate) and heavy metals (AlCL3, AgNO3 and Fe(III)-EDTA) on the colorant production were investigated. Cell suspension cultures were grown in 250 mL erlenmeyer flasks containing 50% cell inoculum in 50 mL of growth medium. Cells were harvested two weeks intervals after 7 days or 14 days of elicitor treatments. The highest anthraquinone accumulation after elicitor treatments in 250 mL erlenmeyer flasks was 3725 µg g-1 DW alizarin in 14 days treatment with 50 µM jasmonic acid and 1882 µg g-1 DW purpurin in 14 days treatment of 100 µM salicylic acid. In different concentration of nutritional factors, secondary metabolite production showed a peak for alizarin (719 µg g-1 DW) in medium with 1NO3:3NH4 and purpurin (1123 µg g-1 DW) in medium with 1NO3:2NH4 ratio. Among different carbon sources highest alizarin content obtained in medium with 45 g/L sucrose (861 µg g-1 DW) where the highest purpurin (2061 µg g-1 DW) was obtained in medium supplemented with 15 g/L mannitol. In heavy metal applications highest alizarin (635 µg g-1 DW) and purpurin (1938 µg g-1 DW) amount obtained from 7 day treatment of 150 µM AlCl3. In large scale of suspended cell production in batch culture systems (1000 mL working volume in 2000 mL flask with aeration), highest secondary metabolite amount was obtained as 2224 µg g-1 DW alizarin and 1581µg g-1 DW purpurin in 30 day treatment with 50 µM salicylic acid.
Benzer Tezler
- Rubia tinctorum L. (kök boya) bitkisinin kök dokularından kallus üretimi
Callus prodiction from roots of Rubia tinctorum L.
ÖZKAN DELİ
- Rubia tinctorum L. (kök boya) bitkisinin ekstraktından partikül sentezi, yapısal karakterizasyonu ve biyoaktivite özellikleri
Investigation of particle synthesis, structural characterization and bioactivity properties from the extract of Rubia tinctorum L. plant
MUSTAFA YAVUZCANLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DUYGU ALPASLAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUBA ERŞEN DUDU
- Kafeik asit ve metil jasmonat uygulamalarının kök boya (Rubia tinctorum) bitkisine ait kök kültürlerinde sekonder metabolit birikimi üzerine etkilerinin belirlenmesi
Effect of caffeic acid and methyl jasmonate applications on secondary metabolite production in madder (Rubia tinctorum) root cultures
PINAR ÖZDAMAR BİÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyoteknolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN GÖKTÜRK BAYDAR
- Doğal boyama materyallerinin üre+amonyak+kalsiyum okzalat mordan sistemi ve diğer mordanlar kullanılarak kökboya (rubia tinctorum L.) ile boyanması üzerinde araştırmalar
Dyeing with madder plant (rubia tinctorum L.) using urea+ammonia+calcium oxalate mordant system and other mordants of natural dyeing materials upon the investigation
İSMAİL KAHVECİ
- Ceviz (Juglans regia L.), kızılağaç (Alnus glutinosa L.), havacıva otu (Alkanna tinctoria L.), muhabbet çiçeği (Reseda luteola L.) ve kök boya (Rubia tinctoria L.) ekstraktlarının doğal saç boyama özelliklerinin incelenmesi ve boya reçetelerinin hazırlanması
Preparing of dyeing prescription and investigation of natural hair dyeing properties of walnut (Juglans regia l.), logwood(Alnus glutinosa L.), alkanet (Alkanna tinctoria L.) madder red (Rubai tinctorum L.) and wouw (Reseda luteola L.) extracts
BİRNUR DEMİR