Solanum Linnaeanum Tüylü Kök Hatlarının Geliştirilmesi ve Karakterizasyonu

Abstract

Solanum lınnaeanum, birçok Afrika ülkesinde geleneksel olarak tedavi edici özellikleri nedeniyle sıkça kullanılır ve Solanum melongena'nın yabani bir akrabasıdır. Fenolik bileşikler ve glikoalkaloitler de dahil olmak üzere bu bitkinin ürettiği birçok ikincil metabolit, antibakteriyel, antifungal ve antiviral özellikler gösterir. Tüylü kök kültürleri ikincil metabolitlerin üretimi ve bitkinin metabolik yolaklarının çalışılması için sıkça kullanılan bir bitki doku kültürü yöntemidir. Bu çalışmada, S. l?nnaeanum ve S. melongena eksplantlarından tüylü kök hatları oluşturmak için Agrobacter?um rh?zogenes'in agropin suşlarından biri olan ATCC 43057 kullanıldı. İstatistiksel olarak anlamlı olmamasına rağmen, transformasyon verimliliği iki tür için de hipokotil eksplantlarında kotiledon eksplantlarına göre daha yüksek olarak bulundu. T-DNA bölgesinin bitki genomuna entegrasyonu PCR ile doğrulandıktan sonra, transforme edilen tüylü kökler sıvı MS besi yerinde büyütüldü ve biyokimyasal analizler yapıldı. Analizler sonucunda, S. melongena tüylü kök hatlarıyla karşılaştırıldığında, S. l?nnaeanum tüylü kök hatlarında total fenolik (5,75 mg/g kuru ağırlık) ve total flavonoid (14,85 mg/g kuru ağırlık) içeriğinin ve total antioksidan kapasitesinin (11,45 mg/g kuru ağırlık) daha yüksek olduğu gözlemlendi. Ayrıca, myb1, HQT ve Game9 genlerinin ekspresyon analizi S. l?nnaeanum tüylü kök kültürlerinde daha fazla mRNA seviyeleri gösterdi. Bu sonuçlar, ikincil metabolit üretimi için S. l?nnaeanum tüylü kök kültürlerinin, elisitörler veya biyoreaktörler kullanılarak daha da geliştirilebilecek potansiyel bir kaynak olabileceğini göstermektedir.

Solanum linnaeanum, a wild relative of Solanum melongena, is native to several African countries and traditionally used for its therapeutic properties. This plant produces various secondary metabolites, such as phenolic compounds and glycoalkaloids, known for their antibiotic, antifungal, and antiviral activities. Hairy root culture, a common technique in plant tissue culture, is employed to produce these metabolites and study plant metabolic processes. In this study, an agropine strain of Agrobacterium rhizogenes (ATCC 43057) was used to induce hairy root cultures in S. linnaeanum and S. melongena. Transformation efficiency was higher in hypocotyl explants (22.22-31.92%) compared to cotyledon explants (18.67-26.11%), although the difference was not statistically significant. T-DNA integration was confirmed via PCR, and the transformed roots were grown in MS liquid medium for biochemical analysis. The study found that S. linnaeanum hairy root cultures had higher average total phenolic content (5.75 mg/g DW), flavonoid content (14.85 mg/g DW), and total antioxidant capacity (11.45 mg/g DW) compared to S. melongena hairy root cultures, which had 3.83 mg/g DW phenolic content, 9.32 mg/g DW flavonoid content, and 9.76 mg/g DW antioxidant capacity. Expression analysis of the myb1, HQT, and Game9 genes showed higher expression levels in S. linnaeanum hairy roots than in hairy root cultures of S. melongena. These results indicate that S. linnaeanum hairy root cultures could be a promising source for secondary metabolite production, which could be further enhanced using elicitors or bioreactors.