Wpływ elicitorów biotycznych na produkcję polifenoli w kulturach wytrząsanych Aronia x prunifolia (Marsh.) Rehd

Polyphenols occurring in the plant kingdom, including among others flavonoids, anthocyanins, phenolic acids and catechins are a focus of numerous pharmacological and biotechnological studies due to their strong antioxidant properties.The aim of this work was to obtain as high as possible contents of one of the above-mentioned polyphenol subgroups, namely phenolic acids, in agitated microshoot cultures of Aronia x prunifolia. Induction of stress conditions in an in vitro culture can be a guarantee to obtain high contents of plant metabolites. In this study, two stress factors were tested, namely the addition of biotic elicitors: yeast extract (1 mg/L) and chitosan (100 mg/L) to culture flasks.The cultures were maintained on the Murashige-Skoog medium (1 mg/L BAP and 1 mg/L NAA). Elicitors were added on the 12th day of culture. Elicitation lasted 1, 2, 4, 6 and 8 days. Extracts of biomass collected at these time points were tested for the contents of 27 phenolic acids using DAD-HPLC method.All extracts under study both control cultures and experimental cultures were documented to contain the same 10 phenolic acids. The main compounds were chlorogenic acid and isochlorogenic acid. Their contents differed depending on the duration of elicitation. The contents of chlorogenic acid ranged from 179.39 to 276.11 mg/100g d.w. (yeast extract) and from 183.46 to 250.96 mg/100g d.w. (chitosan). The contents of isochlorogenic acid were also diverse ranging from 155.40 to 247.29 mg/100g d.w. (yeast extract) and from 277.59 to 349.84 mg/100g d.w. (chitosan). The total contents of phenolic acids varied according to the duration of elicitation from 450.31 to 692.67 mg/100g d.w. (yeast extract) and from 662.70 to 833.23 mg/100g d.w. (chitosan), respectively. In control cultures (maintained separately for experimental cultures with each elicitor), the total contents of phenolic aids amounted to 506.85 and 736.35 mg/100g d.w.The addition of elicitors did not inhibit biomass growth.

Polifenole występujące w świecie roślin, obejmujące m.in. flawonoidy, antocyjany, kwasy fenolowe i katechiny, ze względu na ich silne właściwości antyoksydacyjne, są obiektem licznych badań farmakologicznych i biotechnologicznych.Celem pracy było uzyskanie jak największej zawartości jednej z wymienionych podgrup polifenoli – kwasów fenolowych, w mikropędowych kulturach wytrząsanych Aronia x prunifolia. Stworzenie w kulturze in vitro warunków stresu może być gwarancją uzyskania wysokiej zawartości roślinnych metabolitów. W pracy testowano dwa czynniki stresowe – dodatek do kolb hodowlanych elicitorów biotycznych – ekstraktu drożdżowego (1 mg/L) i chitozanu (100 mg/L).Kultury były prowadzone na podłożu Murashige-Skooga (1 mg/L BAP i 1 mg/L NAA). Elicitory dodawano w 12. dniu trwania hodowli. Elicytację prowadzono przez okres 1, 2, 4, 6 i 8 dni. W ekstraktach z biomasy zebranej w wymienionych punktach czasowych oznaczano ilościowo 27 kwasów fenolowych metodą DAD-HPLC.We wszystkich badanych ekstraktach zarówno z kultur kontrolnych, jak i z kultur eksperymentalnych udokumentowano obecność tych samych 10 kwasów fenolowych. Głównymi związkami były kwas chlorogenowy i kwas izochlorogenowy. Ich zawartości zmieniały się zależnie od czasu trwania elicytacji. Zawartość kwasu chlorogenowego wahała się w granicach 179,39 – 276,11 mg/100g s.m. (ekstrakt drożdżowy) oraz od 183,46 do 250,96 mg/100g s.m. (chitozan). Zawartość kwasu izochlorogenowego była też zróżnicowana, od 155,40 do 247,29 mg/100g s.m. (ekstrakt drożdżowy) oraz 277,59 do 349,84 mg/100g s.m. (chitozan). Całkowita zawartość kwasów fenolowych w zależności od czasu trwania elicytacji wahała się odpowiednio od 450,31 do 692,67 mg/100g s.m. (ekstrakt drożdżowy) oraz od 662,70 do 833,23 mg/100g s.m. (chitozan). W kulturach kontrolnych (oddzielnych dla kultur prowadzonych z każdym z elicitorów) całkowita zawartość kwasów fenolowych wynosiła 506,85 oraz 736,35 mg/100g s.m.Dodatek elicitorów nie hamował przyrostów biomasy.