Melatonin ve serotoninin Stevia rebaudiana (şeker otu) bitkisinde in vitro ortamda steviol glikozitleri ve antioksidan bileşiklerin birikimi üzerine etkisi
Effect of melatonin and serotonin on the accumulation of steviol glycosides and antioxidant compounds in Stevia rebaudiana (sugar grass) in vitro
- Tez No: 996563
- Danışmanlar: PROF. DR. YASEMİN COŞKUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biyoloji, Biotechnology, Biology
- Anahtar Kelimeler: Kallus kültürü, Melatonin, Serotonin, Stevia rebaudiana, Callus culture, Melatonin, Serotonin, Stevia rebaudiana
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bitki doku kültürü teknikleri, kontrollü koşullar altında kallus ve hücre kültürleri aracılığıyla sekonder metabolit üretimini artırmak için yaygın olarak kullanılan etkili yöntemler arasında yer almaktadır. Son yıllarda bitkilerde büyüme, gelişme ve stres yanıtlarında rol oynadığı bilinen melatonin (MEL) ve serotonin (SER) gibi indolaminlerin, bitki doku kültürlerinde kallus oluşumu ve sekonder metabolit birikimi üzerindeki etkileri dikkat çekmektedir. Stevia rebaudiana, yapraklarında yüksek oranda steviosid ve çeşitli antioksidan özellikteki fenolik ve aromatik bileşikleri barındırması nedeniyle hem gıda hem de farmasötik açıdan önemli bir bitkidir. Bu bağlamda, MEL ve SER uygulamalarının stevia kallus kültürlerindeki fizyolojik ve biyokimyasal yanıtlar üzerindeki etkilerinin ortaya konulması önem taşımaktadır. Bu araştırma, S. rebaudiana bitkisinin yaprak eksplantlarına farklı konsantrasyonlarda uygulanan MEL ve SER'in kallus oluşum oranı, ağırlığı, çapı, yapısı ve rengi ile kalluslarda steviosid ve çeşitli sekonder metabolitlerin birikimi üzerindeki etkilerini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Bu amaçla, genç stevia yaprak eksplantları 2,0 mg/L NAA (naftalen asetik asit) ve 1,0 mg/L BAP (benzil amino pürin) içeren temel besiyerine, farklı konsantrasyonlarda MEL ve SER (0, 50 ve 100 μM SER; 50 ve 100 μM MEL; 50/50 μM SER/MEL) ilave edilerek kültüre alınmıştır. Eksplantlar, 25±2 °C sıcaklıkta ve karanlık koşullarda 30–35 gün süreyle inkübatörde tutulmuştur. İnkübasyon süresi sonunda oluşan kallusların kallus oluşum oranları (%), ağırlıkları (mg) ve çapları (cm) ölçülmüş; kallusların yapısal özellikleri ve renkleri görsel olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca elde edilen kalluslarda, antioksidan özellikteki fenolik bileşiklerin (klorojenik asit, gallik asit, kuersetin, kamferol, rutin ve kafeik asit), antioksidan özellikteki aromatik bileşiklerin (linalol, karyofilen, β-pinen, limonen, β-elemen, α-bergamoten, α-humulen, β-selinen, α-himakalen ve okaliptol) ve steviosidin miktarları analiz edilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre, en yüksek kallus oluşum oranı (%95,89) 50/50 μM SER/MEL kombinasyonu içeren besiyerinde elde edilmiştir. En fazla kallus taze ağırlığı (sırasıyla 358,35 ve 356,77 mg) ve en büyük kallus çapı (1,36 ve 1,338 cm) ise 50/50 μM SER/MEL ve 50 μM MEL uygulamalarında belirlenmiştir. Tüm uygulamalarda kallus yapısı sıkı olarak gözlenmiş; kallus oluşumunun en yüksek olduğu 50/50 μM SER/MEL uygulamasında kallus rengi çoğunlukla açık sarı (%51,4) olarak belirlenmiştir. Buna karşılık, steviosid miktarı (0,48 mg/g) ile antioksidan özellikteki fenolik ve çoğu aromatik bileşiğin en yüksek düzeyde biriktiği uygulamanın 100 μM MEL olduğu saptanmıştır. Sonuç olarak, bu çalışma MEL ve SER uygulamalarının S. rebaudiana kallus kültürlerinde kallus oluşumunu teşvik ettiğini ve özellikle steviosid ile antioksidan özellikteki fenolik ve aromatik bileşiklerin üretimini artırmada etkili olduğunu ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, MEL ve SER'in stevia kallus kültürlerinde sekonder metabolit üretimini uyaran ve biyokimyasal yanıtları güçlendiren uygulamalar olarak değerlendirilebileceğini göstermekte olup, ileride gerçekleştirilecek doku kültürü, biyoteknolojik ve metabolomik çalışmalar için güçlü bir temel oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
Plant tissue culture techniques are among the most effective and widely used methods for enhancing secondary metabolite production through callus and cell cultures under controlled conditions. In recent years, indoleamines such as melatonin (MEL) and serotonin (SER), which are known to play important roles in plant growth, development, and stress responses, have attracted increasing attention due to their effects on callus formation and secondary metabolite accumulation in plant tissue cultures. Stevia rebaudiana is a plant of considerable importance in both the food and pharmaceutical industries, as its leaves contain high levels of stevioside as well as various antioxidant phenolic and aromatic compounds. In this context, elucidating the effects of MEL and SER applications on the physiological and biochemical responses of stevia callus cultures is of particular significance. This study was conducted to determine the effects of MEL and SER applied at different concentrations to leaf explants of S. rebaudiana on callus induction rate, callus weight, diameter, structure, and color, as well as on the accumulation of stevioside and various secondary metabolites in the callus tissues. For this purpose, young stevia leaf explants were cultured on a basal medium supplemented with 2.0 mg/L NAA (naphthaleneacetic acid) and 1.0 mg/L BAP (benzylaminopurine), along with different concentrations of MEL and SER (0, 50, and 100 μM SER; 50 and 100 μM MEL; and 50/50 μM SER/MEL). The explants were incubated in the dark at 25 ± 2 °C for 30–35 days. At the end of the incubation period, callus induction rate (%), callus fresh weight (mg), and callus diameter (cm) were measured, while callus structural characteristics and color were visually evaluated. In addition, the contents of antioxidant phenolic compounds (chlorogenic acid, gallic acid, quercetin, kaempferol, rutin, and caffeic acid), antioxidant aromatic compounds (linalool, caryophyllene, β-pinene, limonene, β-elemene, α-bergamotene, α-humulene, β-selinene, α-himachalene, and eucalyptol), and stevioside were analyzed in the callus tissues. According to the results, the highest callus induction rate (95.89%) was obtained in the culture medium containing the 50/50 μM SER/MEL combination. The greatest callus fresh weight (358.35 and 356.77 mg, respectively) and the largest callus diameter (1.36 and 1.338 cm) were determined in the 50/50 μM SER/MEL and 50 μM MEL treatments, respectively. In all treatments, the callus structure was observed to be compact; in the 50/50 μM SER/MEL treatment, which exhibited the highest callus formation, the callus color was predominantly light yellow (51.4%). In contrast, the highest accumulation of stevioside (0.48 mg/g) as well as antioxidant- related phenolic and most aromatic compounds was observed in the 100 μM MEL treatment. In conclusion, this study demonstrated that MEL and SER applications promote callus formation in S. rebaudiana callus cultures and are particularly effective in enhancing the production of stevioside as well as antioxidant-related phenolic and aromatic compounds. The findings indicate that MEL and SER can be considered as applications that stimulate secondary metabolite production and strengthen biochemical responses in stevia callus cultures, thereby providing a strong foundation for future tissue culture, biotechnological, and metabolomic studies.
Benzer Tezler
- Biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere melatonin ve serotonin'in eş zamanlı tayini için polimerik sensörlerin geliştirilmesi
Development of polymeric sensors for simultaneous determination of melatonin and serotonin for use in biomedical applications
ENSAR EREL
- Östrus senkronizasyonu yapılan tuj ırkı koyunlarda üreme sezonu içinde ve üreme sezonu dışında plazma östrojen, progesteron, melatonin, serotonin ve nitrik oksit düzeylerinin belirlenmesi.
Determination of plasma estrogen, progesterone, melatonin, serotonin and nitric oxide levels in and out of the breeding season in oestrus synchronized tuj ewes
ÇAĞLAR OKULMUŞ
- Melatoninin fare ince ve kalin bağirsak motilitesi üzerine etkisi
Effects of melatonin on the motility of mouse small and large intestine
ZEHRA ELVAN ERALP
Doktora
Türkçe
2009
Veteriner HekimliğiAnkara ÜniversitesiVeterinerlik Fizyolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKSİN PİŞKİN
- Plazma magnezyum düzeyleri ile infantil kolik arasındaki ilişki
The relationship between plasma magnesium levels and infantile colic
FULYA BÜYÜKGEDİKLİ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2016
Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıErciyes ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEDA KONDOLOT
- Oksidatif strese bağlı kromozom hasarlarının oluşumunda nörotransmitterlerin koruyucu etkilerinin araştırılması
Investigation of the protective effects of neurotransmitters in the oxidative stress induced chromosomal damage
GÖZDE KILIÇ