Asma Hücrelerine Biyoteknolojik Bakış ve Yeni Çalışmalar

... konulu sunumlar: "Asma Hücrelerine Biyoteknolojik Bakış ve Yeni Çalışmalar"— Sunum transkripti:

1 Asma Hücrelerine Biyoteknolojik Bakış ve Yeni Çalışmalar
7. Ulusal Bahçe Bitkileri Kongresi, Ağustos 2015, ÇANAKKALE Asma Hücrelerine Biyoteknolojik Bakış ve Yeni Çalışmalar Elif Ceren Pehlivan1*, Birhan Kunter2, Sheida Daneshvar-Royandazagh1, Nurhan Keskin3 Asma Hücre Kültürünün Kullanım Alanları Gıda Endüstrisinde Kullanımı Gıda endüstrisinde sekonder metabolitler besin takviyesi, asitliği düzenleyici, aroma geliştirici ve kıvam arttırıcı olarak kullanım olanağı bulmaktadır. Dünya çapında en yaygın antosiyanin kaynağı artık ürün olarak değerlendirilen üzüm posasından elde edilmektedir. Tıp ve Eczacılıkta Kullanımı Tıbbi önemi olan çok sayıdaki alkaloid, terpenoid, steroid, saponin, fenolik, flavonoid ve amino asit: antikanser ilaçlar, rekombinant proteinlerin üretimi Kozmetik Endüstrisinde Kullanımı Asma hücre süspansiyon uygulamalarına olan ticari ilgi de oldukça yüksektir. Bazı ekstraktlar: Nemlendirici, beyazlatma ajanı, antioksidant, renklendirici ve güneş koruyucusu gibi çeşitli kozmetik ürünlerine eklenmektedir. Fransız şirketi “Sederma”’nın in vitro bitki hücre kültürü ürünü: “Resistem” “Mibelle Chemistry” şirketinin Gamay Freaux çeşidinde hücre süspansiyon ürünü: “PhytoCellTec” Sonuç Asmada hücre kültürü tekniği, yapılmış ve ileride yapılacak yeni çalışmalarda farklı alanlarda yer bulmaktadır. Bitki hücre süspansiyonları ve biyoreaktör tasarımlarının geliştirilmesi, biyomühendislikte sağlığa yararlı bileşikleri içeren bitkilerin analizleri, transgenik bitkiler aracılığıyla ve bitki hücrelerinde protein bazlı ilaçların (bitkiden üretilen farmasötikler) üretilmesi ve kriyoprezervasyon ile bitki hücre bankaları kurulması asma hücre kültürünün kullanım alanlarını oluşturmaktadır. Özellikle ticari olarak uygulanabilir ürünlerde hücre süspansiyonu aracılığıyla biyoteknolojik uygulamalarla farklı sekonder metabolitlerin üretimi asmada çalışılan ve çalışmaya devam edilmesi gereken önemli konular arasındadır. Giriş Asma ve besin kaynakları olan ürünleri üzüm, şarap ve şıra; hücre esaslı biyoteknolojik tekniklerin uygulandığı çalışmalara konu olmuştur. Bu kapsamda özellikle sekonder metabolitlerin üretilmesi başta resveratrol, antosiyanin ve tokoferol olmak üzere önemli çalışmalara konu olmuştur. Biyomühendislik ve farmakolojide; düşük miktarlarda üretilen ve biyolojik aktivite gösteren kimyasalların saptanması ve üretiminde, transgenik bitkiler ve bitki hücrelerinde protein bazlı ilaçların üretiminde ve kozmetik endüstrisinde bitki kök hücreleri olarak anılan uygulamalar asma hücre kültüründe yeni alanlar olarak dikkat çekmektedir. Ayrıca, germplazm muhafazasında hücre bankalarının oluşturulmasında; sentetik tohum üretiminde ve stres faktörlerinin mekanizmalarının anlaşılmasında hücre odaklı çalışmalar sürdürülmektedir. Bu çalışmada, asmada hücre esasına dayalı biyoteknolojik uygulamalar konusunda yeni çalışmalar derlenerek bağcılık ve farklı alanlardaki kullanım olanakları sunulmuştur. Bitki Hücre Yetiştiriciliği ve bitki rejenerasyonu Kallus ve hücre süspansiyon kültüründe sekonder metabolit üretimi veya rekombinant protein, aşı üretimi Amaç Referans Yıl Asma kök ve galdan üretilen tek hücre klonlarının doku kültüründe üretilmesi Arya vd. 1961 Antosiyanin üretimi/ sukroz uygulaması Yamakawa vd. 1983 Monoterpenlerin biyosentezi Cormier vd. 1987 Antosiyanin birikiminin artırılması/ su stresi, sukroz, mannitol elisitörleri Do ve Cormier 1990 İzopenten difosfat alımının artırılması/ (vakum filtrasyon ve silikon yağlı filtre) Soler vd. 1993 Kallus kültüründe antosiyanin üretimi Calderon vd. 1994 Biyoreaktörlerde antosiyanin, kateşin vb. üretimi Decendit vd. 1996 Antosiyanin birikiminin artırılması/ JA ve ışık elisitörleri Zhang vd. 2002 Antosiyanin üretimi / JA ve düşük radyasyon elisitörü Curtin vd. 2003 Kallus kültüründe resveratrol üretimi/ UV-C radyasyon Keskin ve Kunter 2008 Resveratrol üretimi/ JA ve sakkaroz Belhadj vd. Biyotransformasyon (monoterpen vb. üretimi) Mathieu vd. 2009 Hücre kültüründe üretilen stilbenoid sentezi/ HPLC analizi Mulinacci vd. 2010 Asma hücre kültüründe elisitör uyg. ardından farklı, insan kanserli hücre hatlarına etkisi Perez 2012 Hücre süspansiyon kültüründe fenolik bileşikler/ kadmiyum uygulaması Çetin vd. 2013 Trans-resveratrol ile MeJA ve cyclodextrins korelasyonu Almagro vd. 2014 Neden asmada hücre kültürü yapılıyor? Yüksek değer katan bileşiklerin üretimi Büyük ölçekli uygulama yaklaşımları İmmobilizasyon tekniklerinin kullanımı Bitki protoplastı uygulamaları Mikroprotoplast-aracılı kromozom transferi (MMCT), koruyucu hücre protoplastları vb. Amaç Referans Yıl Üzüm perikarpında protoplast kültüründe kallus üretimi Skene 1975 Protoplast kültürü ile hücre canlılığını artırmak ve hücre duvarı sentezi Katsirdakis ve Angelakis 1992 Genetik ve transformasyon uygulamaları Agrobacterium aracılı transformasyon, Sekonder bileşiklerde sentez gen ekspresyonu Amaç Referans Yıl Arginin dekarboksilaz cDNA’nın klonlanması ve ekspresyonu Primikirtos ve Angelakis 1999 Savunma geni aktivitesi/ elisitör Repka 2001 rolB transgenik hücre kültüründe PAL aktivitesi ve stilben sentez gen ekspresyonu Kiselev vd. 2009 PAL aktivitesi ve stilben sentez gen ekspresyonu/ SA elisitörü 2010 Asma hücrelerinin protein profilleri/ chitosan etkisi Ferri vd. 2014 Botrytis cinerea enfekte edilmiş hücrelerde proteom ve transkript analizi Dadakova vd. 2015 Muhafaza Kriyoprezervasyon: yavaş büyüme depolaması ve uzun süreli germplazm muhafazası vb. Amaç Referans Yıl Kriyoprezervasyon (enkapsülasyon ve vitrifikasyon) Wang 2004 Dehidrasyon ve enkapsülasyon teknikleri Amar vd. 2013 1Namık Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü TEKİRDAĞ 2 Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü Dışkapı ANKARA 3Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü VAN