Engerek otu (Echium italicum L.) bitkisinin geçici daldırma biyoreaktör sistemleri kullanılarak kitle çoğaltımı

Abstract

Bitki kimyasal bileşikleri sentezlendikleri metabolik yol ve fonksiyonlarına göre primer ve sekonder olmak üzere ikiye ayrılırlar. Sekonder metabolitler primer metabolitlere nazaran daha kompleks yapıda olma eğilimindedirler. Bu maddeler, çoğu durumda bitkilerde çok az miktarda bulunan düşük molekül ağırlıklı bileşiklerdir. Fakat biyoteknolojik olarak sekonder metabolit miktarının bitki hücre ve organlarında arttırılmaya çalışılmasında biyoreaktör kullanımı en güncel yaklaşımlardandır. Bu kapsamda tezin amacı, ilaç endüstrisinin de ilgilendiği şikonin ve rozmarinik asit gibi çeşitli sekonder metabolitlerin üretildiği engerek otu (Echium italicum L.) gibi ekonomik değere sahip yerel bitki kaynaklarının mikroçoğaltımı için uygun besiyeri ve bitki büyüme düzenleyicisi içeriğinin yarı-katı kültür sisteminde belirlenmesi ve optimize edilen besiyeri içeriğinin güncel çoğaltım teknikleri olan sıvı ve geçici daldırma biyoreaktör sistemlerinde denenmesi böylece biyoteknolojik yöntemlerle sürdürülebilirliklerinin sağlanmasıdır. Tez kapsamında öncelikle farklı besi ortamı içerikleri [MS (Murashige ve Skoog besiyeri,1962) ve B5 (Gamborg besiyeri)], sitokinin tipleri [BA (6-benziladenin), TDZ (Tidiazuron), KIN( Kinetin), 2-iP (2-izopentiladenin)] ve miktarları (1, 2, 4 mg 1-1) yarı-katı besiortamında denenmiştir. Engerek otu bitkisine ait gövde uçlarından en yüksek proliferasyon (%100), 1 mg 1-1 BA ile desteklenen yarı katı B5 besiortamında elde edilmiştir. Gövde ucu eksplantlarının geçici daldırma biyoreaktör sisteminde sıvı besiortamı ile 24 saatte bir kez 24 dakikalığına temas etmesi (24s/24') ile %100 proliferasyonun elde edilmesinin yanı sıra çoklu gövde oluşumunda istatistiksel olarak anlamlı artış sağlanmıştır. Geçici daldırma biyoreaktör uygulamaları sonucu vitrifikasyon oluşmamıştır. Oluşan gövdeler de en yüksek köklenme (%100), 2 mg 1-1 indol-3-butrik asit (IBA) ile desteklenen yarı-katı besi ortamında sağlanmıştır. Köklenen gövdeler, daha sonra in vivo koşullara iklimlendirilmiştir. Geliştirilen mikroçoğaltım tekniklerinin, engerek otunun yer aldığı Boraginaceae ailesinde bulunan diğer türlerin de in vitro koşullarda çoğaltımı için model oluşturma potansiyeli bulunmaktadır

Plant chemical compounds is divided to primer and secondary metabolites according tothe their synthezied metabolic pathway and functions. Secondary metabolites tend to be more complex in regard to primer ones. These metabolites are low molecular weighted compounds that usually exist in relatively lower amounts. In this context, the aim of the thesis concerns the determination of the optimum media and plant growth regulator type and amount in semi-solid media which is followed by assessment of this optimized medium content in temporary immersion bioreactor for the micropropagation of local plant sources like Echium italicum L. that produced shikonin and rosemarinic acid secondary metabolites. In the scope of the thesis, initially, different nutrient media contents [MS (Murashige and Skoog nutrient, 1962) and B5 (Gamborg nutrient)], cytokinin types [BA (6-benzyladenine), TDZ (Tidiazuron), KIN (Kinetin),2-iP (2-izopentyladenine)] and amounts (1, 2, 4 mg 1-1) were tested in a semi-solid media. The highest proliferation (%100) was obtained in semi-solid B5 medium supplemented with 1 mg 1-1 BA. Body end explants temporary immersion bioreactor system in the liquid feeding environment once every 24 hours up to 24 minutes of contact (24h / 24 ') with %100 proliferation is achieved. As a result of temporary immersion bioreactor applications, no vitrification occurred. Proliferated microshoots showed the highest rooting percentage (%100) in 2 mg 1-1 indole-3-butryric acid (IBA) supplemented semi-solid medium. The rooted microshoots were then acclimatized to in vivo conditions. Improved micropropagation techniques, have potential to be used a model for the in vitro mass propagation of other other species of the Boraginaceae family.