Production of saffron (Crocus sativus L.) and its secondary metabolites under in vitro conditions
Safran (Crocus sativus L.) ve sekonder metabolitlerinin in vitro koşullar altında üretimi
- Tez No: 922909
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BAHAR SOĞUTMAZ ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Crocus sativus L., çiçeğinin kurutulmuş tepeciklerinden elde edilen safran baharatına olan talep nedeniyle dünyadaki en önemli bitkilerden biridir. Krosin, pikrokrosin ve safranal, safran çiçeğindeki başlıca sekonder metabolitlerdir. Bu çalışma safran bitkisinden kallus hücre hattı geliştirerek, krosin ve safranal gibi önemli sekonder metabolitlerin üretimi için devamlılığı olan bir hücre süspansiyon kültürü optimize etmeyi ve elisitasyon ile bu kültürlerde sekonder metabolit üretimini arttırmayı amaçlamıştır. En yüksek sterilizasyon başarısı %0,1 HgCl2 uygulanmış tepe tomurcuğunda elde edilmiştir. 2 mg/L NAA ve 0,5 mg/L TDZ eklenmiş MS besiyerinin %91,3 kallus indüksiyon başarı oranıyla en etkili besiyeri olduğu gösterilmiştir. Tepe tomurcuklarından elde edilen kallus, safran hücre süspansiyon kültürünü başlatmak için kullanılmıştır. Safran hücre süspansiyon kültürünün büyüme eğrisi 44 gün boyunca yaş ve kuru ağırlık ölçümü alınarak oluşturulmuş ve hücre canlılık düzeyleri FDA testi ile doğrulanmıştır. Farklı elisitör konsantrasyonlarının ve elisitasyon uygulama zamanının sekonder metabolit üretimi üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla, kültürün 10., 14. ve 18. günlerinde 0, 0,1, 0,25 ve 0,5 mM MeJA kültüre uygulanmış ve elisitasyondan sonraki 4. ve 8. günler olmak üzere iki farklı zamanda örnek alınarak sekonder metabolit üretim miktarı belirlenmiştir. En yüksek krosin konsantrasyonları, 9,49 mg/g kuru hücre ağırlığı ile 18. günde 0,5 mM MeJA uygulanmış hücrelerden ve 8,61 mg/g kuru hücre ağırlığı ile 10. günde 0,1 mM MeJA uygulanmış hücrelerden, her iki durumda da elisitasyondan sonraki 4. günde örnekleme yapıldığında elde edilmiştir. Safran süspansiyon kültürü hücreleri üzerinde ilk defa bu çalışmada kullanılan MeJA'nın, krosin üretimi için etkili ve gelecek vadeden bir elisitör olduğu kanıtlanmıştır. Sekonder metabolit üretim verimliliği üzerinde elisitasyon ve örnekleme zamanlarının anahtar faktörler olduğu gösterilmiştir. 10. ve 18. günlerde 0,1 mM ve 0,25 mM MeJA ile elisitasyon uygulamak üretimi arttırmış, elisitasyondan sonraki 4. günde örnekleme yapmak ise verimliliği sağlamıştır. Krosin üretimi elisitasyon uygulamasına safranala göre daha duyarlı olmakla birlikte ikisinin de üretim seviyeleri literatürün çok üstündedir. Elisitasyon metodunun ve zaman akışının optimize edilmesi, sekonder metabolit üretimini daha da arttırarak iklim, sezon ve yetiştiriciliğe bağlı zorlukların üstesinden gelmek için ümit vadeden bir strateji olabilir.
Özet (Çeviri)
Crocus sativus L. is one of the most important plants in the world because of the demand for its spice obtained from the dried stigmas of the flower called saffron. Crocin, picrocrocin, and safranal are the main secondary metabolites of the saffron flower. This study aimed to develop a callus cell line from the saffron plant to optimize a continuous cell suspension culture for producing crucial secondary metabolites, crocin and safranal, while increasing the efficiency of production by elicitation. The highest sterilization success was achieved with apical bud explants treated with 0.1% HgCl₂ MS media supplemented with 2 mg/L NAA and 0.5 mg/L TDZ proved to be the most effective, resulting in a 91.3% success rate for callus induction. Apical bud-derived callus was used to initiate the saffron cell suspension culture. The growth curve was constructed by fresh weight and dry weight measured for 44 days and the cell viability was validated by FDA test. To determine the effect of different elicitor concentrations and elicitation days, 0, 0.1, 0.25, and 0.5 mM MeJA were applied to the cultures on the 10th, 14th, and 18th days of the cultures, and sampling was performed on two different time points, on the 4th and 8th days after the elicitation to quantify the secondary metabolite production. The highest crocin concentrations were obtained from the cells treated with 0.5 mM MeJA on the 18th day of the culture with 9.49 mg/g dry cell weight and the cells treated with 0.1 mM MeJA on the 10th day of the culture with 8.61 mg/g dry cell weight where sampling was performed on the 4th day after the elicitation for both treatments. MeJA, which was used on the saffron cell suspension cultures for the first time in this study, was proven to be an effective and promising elicitor for secondary metabolite production. Elicitation and sampling time were key factors influencing the yield of secondary metabolite production. Elicitation with 0.1 mM and 0.25 mM MeJA on the 18th and 10th days of the culture enhanced production, while sampling on the 4th day after the elicitation ensured yield. Crocin production was more responsive than safranal, with both exceeding literature-reported levels. Optimizing elicitation methods and timelines can further improve secondary metabolite production, offering a promising strategy to address challenges in climate, seasonality, and cultivation.
Benzer Tezler
- Safran (Crocus sativus L.) bitkisi üretiminin enerji kullanım etkinliğinin belirlenmesi ve tarımsal yaşam döngüsü değerlendirme
Determination of energy use efficiency and agricultural life cycle assessment of saffron (Crocus sativus L.) crop production
GİZEM AYVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiBiyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER EREN
- Safranın biyopolimerlerle kaplanmış nanolipozomal sistemlerle enkapsülasyonu
Encapsulation of saffron with biopolymers coated nanoliposomal systems
BÜŞRA ATALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Gıda MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE KARADAĞ
- Safrandan gıda boyası üretimi ve mikroenkapsülasyonu
Food colorant production and microencapculation from saffron
YÜKSEL BAYRAM
Doktora
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN SAĞDIÇ
- Tekirdağ koşullarında safran(Crocus sativus L.)'ın verim ve bazı bitkisel özelliklerinin belirlenmesi
Determination of yield and some plant characteristics in saffron (Çrocus sativus L.)'in tekirdağ conditions
YASEMİN YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
ZiraatNamık Kemal ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEVİYE YAVER
- Zeaksantin öncül maddesini kullanarak safran apokarotenoidlerinin heterolog mikrobiyal biyosentezi
Heterologous microbial biocynthesis of saffron apocarotenoids using zeaxanthin previous substance
ESRA ÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyomühendislikFırat ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VENHAR ÇELİK ÖZGEN