The Effects of Callus Age, UV Irradiation and Incubation Time on trans-Resveratrol Production in Grapevine Callus Culture

Year 2009, Volume: 15 Issue: 01, 9 - 13, 01.01.2009

Nurhan Keskin Birhan Kunter

Abstract

In this study, the effects of callus age, ultraviolet UV irradiation and incubation time were investigated for the induction of trans-resveratrol production in callus cultures of Kalecik karası Clone 12 Vitis vinifera L. grape cultivar. Part of leaves ~1 cm were taken from one year old grapevines grown in greenhouse and then were cultured in Gamborg B-5 media including 2% saccarose, 0.8% agar, 1.0 µM BAP 6benzylaminopurine and 0.1 µM 2, 4-D 2, 4-dichlorophenoxy-acetic acid . 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. Trans-resveratrol was measured at 0, 24, 48 and 72 hours of incubation by using High Pressure Liquid Chromatography HPLC . Trans-resveratrol concentration of control callus ranged from 0.56 to 0.96 µg g fw-1. The highest trans-resveratrol production was obtained from 12 and 15 days-old callus irradiated for 10 min. at the 48th hours of incubation 2.42 µg g fw-1 . Considering the highest value of trans-resveratrol concentration in controls and experiments, it was determined that UV irraditation in Kalecik karası elicitated the trans-resveratrol production by 2.5 times

Keywords

Kalecik karası Vitis vinifera L. cv., stilbene, trans-resveratrol, callus culture, UV irradiation

Asma Kallus Kültürlerinde trans-Resveratrol Üretiminin Uyarılması Üzerine Kallus Yaşı, UV Işını Uygulama ve İnkübasyon Sürelerinin Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, Kalecik karası Klon 12 Vitis vinifera L üzüm çeşidine ait kallus kültürlerinde, transresveratrol üretiminin uyarılması üzerine kallus yaşı, ultraviyole UV ışını uygulama ve inkübasyon süresinin etkisi incelenmiştir. Kallus eldesi için serada yetişen bir yaşlı asmalardan alınan yaprak parçaları ~1 cm2 , %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 ortamında kültüre alınmıştır. İkinci alt kültürden sonra, 12 ve 15 gün yaşlı kalluslara, 10 cm uzaklıktan 10 ve 15 dakika süreyle 254 nm dalga boyuna sahip UV ışını uygulanmıştır.Trans-resveratrol üretiminin belirlenmesi amacıyla, Yüksek Basınçlı Sıvı Kromotografisi HPLC yönteminden yararlanılmış, ölçümler 0., 24., 48. ve 72. saatlerde yapılmıştır. Trans-resveratrol konsantrasyonu kontrol kalluslarında, 0.560.96 µg/g fw arasında değişmiştir.En yüksek trans-resveratrol üretimi, 10 dakika UV ışını uygulaması yapılmış 12 ve 15 gün yaşlı kalluslarda 48. saat ölçümlerinde elde edilmiştir 2.42 µg/g fw . Kontrol ve uygulamalarda elde edilen en yüksek trans-resveratrol derişimleri dikkate alındığında UV ışını uygulamasının Kalecik Karası’nda trans-resveratrol birikimini uyardığı ve yaklaşık 2.5 kat artış sağladığı belirlenmiştir

Keywords

Kalecik karası Vitis vinifera L., stilben, trans-resveratrol, kallus kültürü, UV ışını

References

• Adrian, M., P. Jeandet, R. Bessis and M.J. Joubert. 1996. Induction of phytoalexin (resveratrol) synthesis in grapevine leaves treated with Aluminum chloride (AlCl3). J. Agric. Food Chem. 44: 1979-1981.
• Anlı, E., N. Vural, S. Demiray and M. Özkan. 2006. Trans- resveratrol and other phenolic compounds in Turkish red wines with HPLC. J. Wine Research 17: 117-125.
• Bonomelli, A., L. Mercier, J. Franchel, F. Baillieul, E. Benizri and M. C. Mauro. 2004. Response of grapevine defenses to UV-C exposure. Am. J. Enol. Vitic. 55: 51- 59.
• Briviba, K., L. Pan and G. Rechkemmer. 2002. Red wine polyphenols inhibit the growth of colon carcinoma cells and modulate the activation pattern of mitogen- activated protein kinases. J. Nutr. 132: 2814-2818.
• Gamborg, O., R. Miller and K. Ojima. 1968. Nutrient requirement suspensions cultures of soybean root cells. Experimental Cell Research 50: 151-158.
• 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: 5172- 5177.
• Keller, M., C.C. Steel and G.L. Creasy. 2000. Stilben accumulation in grapevine tissues: developmental and environmental effects. XXV. International Horticultural Congress, Part 4: Culture Techniques with Special Emphasis on Environmental Implications, ISHS Acta Horticulturae 514: 275-286.
• Keskin, N. and B. Kunter. 2007. Induction of resveratrol via UV irradiation effect in Erciş callus culture. Tarım Bilimleri Dergisi 13: 379-384.
• Langcake, P. and R.J. Pryce. 1976. The production of resveratrol by Vitis vinifera and other members of the Vitaceace as a response to infection or injury. Physiol. Plant Pathol. 9: 77-86.
• Lila, M. A. 2005. Valuable secondary products from in vitro culture. In: Plant Development and Biotechnology. (Eds. Trigiano, R.N. and Gray D.) CRC, London, New York, Washigton, pp. 285-289.
• Sárdi, É., J.Korbuly, Z.S. Királyné Véghely, and E. Minsovics 2000. Effect of different stresses on the resveratrol level in various parts of Vitis genotypes. VII. International Symposium on Grapevine Genetics and Breeding ISHS Acta Horticulturae 528: 597-603.
• Soleas, G.J., L. Grass, P.D. Josephy, D.M. Goldberg and E.P. anticarcinogenic properties of four red wine polyphenols. Clinical Biochem. 35: 119-124.