Effect of salt stress on alkaloid content (galanthamine and lycorine) and antioxidant activities (enzymatic and non-enzymatic) of snowflake (Leucojum aestivum L.)

Abstract

Göl soğanı (Leucojum aestivum L.) Amaryllidaceae familyasına ait soğanlı bir bitkidir. L. aestivum bir Avrupa-Akdeniz bölgesi bitkisidir ve farmakolojik olarak iyi bilinen alkaloidlerin kaynağıdır. Galantamin yaygın olarak Alzheimer hastalığı olmak üzere nörolojik bozuklukların tedavisinde kullanılan başlıca biyoaktif bileşiktir. Diğer alkaloid likorindir antitümör, antimalaryal, hepatoprotektif, antiviral, antifungal ve antiparazitik aktivitelere sahiptir Bu tezin amacı L. aestivum'da farklı tuz stresi uygulamalarının galantamin ve likorin miktarları, büyüme ve gelişme, enzimatik olmayan antioksidant aktivite (serbest radikal süpürme aktivitesi-DPPH ve toplam fenol-flavonoid içeriği) ve enzimatik antioksidan aktivite (SOD ve CAT) üzerine etkilerinin belirlenmesidir. L. aestivum 3.5 ay boyunca 2 farklı tuz çeşidinin (NaCl ve CaCl2) üç farklı konsantrasyonu (2, 4 ve 8 g/L) ile sulanarak yetiştirilmiştir. Elde edilen yaprak ve yumrular metanol ile özütlenmiş ve HPLC-DAD systemi ile analiz edilmiştir. Galantamin ve likorin miktarları yumrularda 4 g/L CaCl2 ile arttırılmıştır. Yapraklardaki galantamin de 8 g/L NaCl ile çoğaltılmıştır. Tuz stresi uygulamaları gövde boyu, yumru büyüklüğü ve su içerik yüzdesini önemli ölçüde değiştirmemiştir. 4 g/L CaCl2 ile oluşturulan tuz stresi yapraklarda antioksidan aktiviteyi ve yumrularda toplam fenol-flavonoid miktarını arttırmıştır. Antioksidan enzimler de bazı tuz stress uygulamaları ile yumru ve yapraklarda artmıştır.

Summer snowflake (Leucojum aestivum L.) is a bulbous plant belongs to Amaryllidaceae family. L. aestivum is a Euro-Mediterranean region plant and is a well-known source of pharmacologically important alkaloids. Galanthamine is the major bioactive compound that is widely used in the treatment of neurological disorders, including Alzheimer's disease. Another alkaloid lycorine has antitumor, antimalarial, hepatoprotective, antiviral, antifungal and antiparasitic activities. Objective of this study is to determine the effect of different salt stress treatments on galanthamine and lycorine amounts, growth and development, non-enzymatic antioxidant activity (free radical scavenging activity-DPPH and total phenol-flavonoid content) and enzymatic antioxidant activity (SOD and CAT) in L. aestivum. The plant was cultivated for 3.5 months watering with 3 different concentrations (2, 4 and 8 g/L) of 2 different salt types (NaCl and CaCl2). Obtained leaves and bulbs were extracted with methanol and analyzed with HPLC-DAD system. Galanthamine and lycorine amount were enhanced with 4 g/L CaCl2 in the bulbs. Galanthamine in the leaves was also improved with 8 g/L NaCl. Salt stress treatments did not change the shoot length, bulb size and water content percentage significantly. Salt stress caused by 4 g/L CaCl2 increased the antioxidant activity only in the leaves and total phenol-flavonoid content in the bulbs. Antioxidant enzymes also elevated with some salt stress treatments in the bulbs and leaves.