Investigation of relationship between stress factors and certain metabolites including cardenolides in callus cultures of endemic Turkish digitalis L. species

Digitalis L., çiçeklerinin şeklinden dolayı yüksük otu olarak bilinen ve Plantaginaceace familyasına ait iki veya çok yıllık bir bitkidir. Tıbbi ve ekonomik açıdan oldukça önemli olan bu türler, taşıdığı kalp üzerine etkili glikozitler nedeniyle miyokardiyal enfarktüs, ödem, anjin, kalp yetmezliği, arteryel hipertansiyon, kardiyak hipertrofi gibi kalp hastalıklarının tedavisinde kullanılmaktadırlar. Geleneksel tarım yöntemleri ile biyoaktif sekonder metabolitlerin ticari üretiminin yetersiz olmasından dolayı bu metabolitlerin üretimini arttırmak için in vitro kültür tekniklerine dayalı stratejiler kullanılmaktadır. Bu çalışmada, farklı stress uygulamaları ile ilaç endüstrisi için ticari değeri olan kalp glikozitleri (digoksigenin, gitoksigenin, lanatosit C, digoksin ve digitoksin) arasındaki ilişki ve strese karşı oluşan antioksidan metabolitleri belirlemek amaçlanmıştır. HPLC analizleri, stresskoşullarının, D. lamarckii Ivanina, D. trojana Ivanina, D. davisiana Heywood ve D. cariensis Boiss. ex Jaub. et Spach türlerine ait kardenolit üretiminin artışı üzerinde, kontrol gruplarına göre %5 anlamlılık düzeyinde önemli ölçüde etkili olduğunu ortaya koymuştur. Stres sonucu üretilen en etkili kardenolit Lan C'dir. Kontrol grupları da dahil olmak üzere, tüm uygulamalarda digoksin tespit edilememiştir. Ayrıca, bu çalışmada strese karşı oluşan toplam fenolik miktarı, prolin içeriği ve antioxidant enzim aktiviteleri tespit edilmiştir. Sonuçlar tüm stres uygulamalarının toplam fenolik miktarını ve prolin içeriğini önemli ölçüde arttırdığını ortaya koymuştur. Bunun yanısıra, sıcaklık stresi dışında tüm stres uygulamalarının, CAT ve SOD aktivitelerini arttırdığı gözlemlenmiştir. Sıcaklık stresi ise CAT ve SOD aktivitelerinde azalışa neden olmuştur. Tüm bu sonuçlar, stres uygulamalarının, kallus hücrelerindeki redoks durumunda değişikliğe neden olduğunu ve bu değişikliğin Digitalis türlerinde kardenolit oluşumunu tetiklediğini göstermiştir.