Induction of Resveratrol via UV Irradiation Effect in Erciş Callus Culture

Abstract

In this study, the effect of ultraviolet UV irradiation time, incubation time and callus age were investigated for resveratrol induction which is a stilbene compound, in callus cultures of ‘Erciş’ grape cultivar Vitis vinifera L. . Callus tissues were obtained from the leaves of the cuttings grown in greenhouse. Gamborg B-5 media including 2% saccarose, 0.8% agar, 1.0 µM BAP 6-benzylaminopurine and 0.1 µM 2, 4-D 2, 4dichlorophenoxy-acetic acid was used as culture media. Callus tissues were sub cultured two times with 21 days intervals. After the second subculture, 12 and 15 days old callus tissues were exposed to 254 nm UV light at 10 cm distance from the source for 10 and 15 min by opening covers of the petri dishes in sterile cabin. After UV treatment, callus tissues were incubated at 25 oC and in dark conditions. High Pressure Liquid Chromatography HPLC was used for determining of resveratrol production and concentrations were recorded at 0, 24, 48 and 72 hours after beginning of incubation. The highest resveratrol concentration 66.39 µg/g FW was determined at48 hours of 12 days-old callus cultures irradiated for 10 minutes. Generally, resveratrol accumulation in 12 days–old callus cultures was higher than that of 15 days–old. Both 10 min and 15 min UV irradiation periods were found to be effective for induction of resveratrol production and thus callus cultures could be convenient for resveratrol production

Keywords

• Ercişcv. Vitis vinifera L.,stilbene,resveratrol,callus culture,UV irradiation

Ercis üzüm çeşidinin kallus kültürlerinde UV ışını etkisiyle resveratrol üretiminin uyarılması

Abstract

Bu çalışmada; Erciş üzüm çeşidine ait kallus kültürlerinde, ultraviyole UV ışını ile uyarılmış kallus dokularında, bir stilben bileşiği olan resveratrol üretiminin uyarılması üzerine, UV ışını uygulama süresi, inkübasyon süresi ve kallus yaşının etkisi incelenmiştir. Kallus dokuları, serada yetiştirilen çeliklerin yapraklarından elde edilmiştir. Ortam olarak; %2 sakkaroz, % 0.8 agar, 1.0 µM BAP 6-benzilaminopürin ve 0.1 µM 2, 4-D 2, 4- diklorofenosi-asetik asit eklenmiş Gamborg B-5 ortamı kullanılmıştır. Kalluslar, 21 gün ara ile iki defa alt kültüre alınmıştır. İkinci alt kültürden sonra, 12 ve 15 gün yaşlı kalluslara, steril kabin içerisinde petri kutularının kapakları açılarak, 10 cm uzaklıktan 10 ve 15 dakika süreyle 254 nm dalga boyuna sahip UV ışını uygulanmıştır. Uygulamanın ardından kalluslar 25 °C’de ve karanlık koşullarda inkübe edilmiştir. Resveratrol üretiminin belirlenmesi amacıyla, Yüksek Basınçlı Sıvı Kromotografisi HPLC yönteminden yararlanılmış, ölçümler 0., 24., 48. ve 72. saatlerde yapılmıştır. En yüksek resveratrol derişimi; 10 dakika UV ışını uygulanmış, 12 gün yaşlı kallus kültürlerinin 48. saatinde ölçülmüştür 66.39 µg/g YA . Genel olarak, 12 gün yaşlı kallus kültürlerinde elde edilen resveratrol birikiminin 15 gün yaşlı kültürlerden daha yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca, UV ışınının, her iki uygulama zamanında da resveratrol üretimini uyarmak için etkili olduğu ve böylece kallus kültürlerinde resveratrolün üretilebileceği belirlenmiştir

Keywords

• Erciş üzüm çeşidi Vitis vinifera L.,stilben,resveratrol,kallus kültürü,UV ışını

References

1. Adrian M., P. Jeandet, A.C. Douillet-Breuil, L. Tesson and R. Bessis. 2000. Stilbene content of mature Vitis vinifera berries in response to UV-C elicitation. J. Agric. Food Chem. 48: 6103-6105.
2. Charlwood, B.V., K.A. Charlwood and J. Molina-Torres. 1990. Accumulation of secondary compounds by organized plant cultures. p:167-300. Eds.: B.V. Charlwood and M.J.C. Rhodes. In: Secondary Products from Plant Tissue Culture. Clarendon Pres, Oxford.
3. Creasy, L. L. and M. Coffee. 1988. Phytoalexin production potential of grape berries. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 113: 230-234.
4. Cui, J., A. Juhasz, N. Maulik and D.K. Das. 2002. Cardioprotection with grapes. Journal of Cardiovascular Pharmocology 40: 762-769.
5. Dong, Z. 2003. Molecular mechanism of the chemopreventive effect of resveratrol. Mutation Research 523-524: 145- 150.
6. Douillet-Breuil, A.C., P. Jeandet, M. Adrian and R. Bessis. 1999. Changes in the phytoalexin content of various Vitis spp. in response to UV-C elicitation. J. Agric. Food Chem. 47: 4456-4461.
7. Gamborg, O., R. Miller and K. Ojima. 1968. Nutrient requirement suspensions cultures of soybean root cells. Experimental Cell Research 50: 151-158.
8. Jeandet, P., A.C. Breuil, M. Adrian, L.A. Weston, S. Debord, P. Meunier, G. Maume and R. Bessis. 1997. HPLC analysis of grapevine phytoalexins coupling photodiode aray detection and fluorimetry. Anal. Chem. 69 (24): 5172-5177.

9. Keller, M., C.C. Steel and G.L. Creasy. 2000. Stilben accumulation in grapevine tissues: developmental and environmental effects. XXV. International Horticultural Congress, Acta Hort. 514: 275-286.
10. Moriartry, J.M., R. Harmon, A.W. Leslie, R. Bessis, B. Anne- Celine, A. Marielle and P. Jeandet. 2001. Resveratrol content of two Californian table grape cultivars. Vitis 40(1): 43-44.
11. Takayanagi, T., T. Okuda, Y. Mine and K. Yokotsuka. 2004. Induction of resveratrol biosynthesis in skins of three grape cultivars by ultraviolet irradiation. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 73 (3): 193-199.
12. Uyak, C. 2002. Erciş üzüm çeşidinin seleksiyonu üzerine bir araştırma. Y.Y.U Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi (Yayınlanmamış), 31 s., Van.
13. Winer, B. J., R. B. Donald and K. M. Michels. 1991. Statistical principles in experimental design. McGraw -Hill, Inc. Boston USA.