Induction of hairy root culture in eggplant with rhizobium rhizogenes

Abstract

In this study, It has been used two agropine strains (ATCC 15834 and ATCC 43057) of R. rhizogenes to compare hairy root induction in hypocotyl and cotyledon explants of eggplant. Transformation frequency was found to be the highest in hypocotyl explants (49.4%) infected with ATCC 15834. Thirty nine hairy root clones were selected based on their hairy root phenotype. The transgenic status of 15 of these clones was tested by PCR using rol gene primers. Hairy roots infected with ATCC 15834 were grown for 8 weeks in MS liquid medium. At the end of this growth period, the growth ratio of the hairy roots was measured. The root biomass was 6.52 g/DW for hypocotyl and 9.83 g/DW for cotyledon-derived clones. Biochemical analyses of clones were performed. Total phenolic contents were evaluated for hypocotyl and cotyledon-derived clones yielding 8.56 mg/g DW and 8.81 mg/g DW, respectively. The average total flavonoid content was 2.12 mg/g DW in hypocotyl-derived clones, and 1.90 mg/g DW in cotyledon-derived clones. On average, these amounts of both phenolic and flavonoid contents were significantly higher than those obtained for untransformed eggplant roots. Overall the results indicated that eggplant hairy roots are a useful source of secondary metabolites. In the future, the production of metabolites of interest such as steroidal glycoalkaloids or phenolics can be improved using elicitors in eggplant.

Bu çalışmada, Patlıcan'ın hipokotil ve kotiledon eksplantlarında tüylü kök indüksiyonunu kıyaslamak için iki agropin suşu kullanılmıştır. Transformasyon frekansı ATCC 15834 ile enfekte edilmiş hipokotil eksplantında (49.4%) en yüksek bulunmuştur. Tüylü kök fenotipine göre 39 tüylü kök klonu seçilmiştir. Bu klonların 15 tanesinin transgenik durumu rol gen primerleri kullanarak PCR ile değerlendirilmiştir. ATCC 15834 ile enfekte edilmiş eksplantlardan ortaya çıkan tüylü kökler MS sıvı ortamda 8 hafta boyunca büyütülmüştür. Bu büyüme süresi sonunda, tüylü köklerin büyüme oranı ölçülmüştür. Kök biyokütlesi hipokotil kökenli 6.52 g/kuru ağırlık ve kotiledon kökenli klonlar için 9.83 g/kuru ağırlıktır. Klonların biyokimyasal analizleri yapılmıştır. Toplam fenolik içerikler hipokotil ve kotiledon için değerlendirilmiştir (8.56 mg/g kuru ağırlık, 8.81 mg/g kuru ağırlık, sırasıyla). Ortalama flavonoid içerik hipokotil kökenli klon için 2.12 mg/g kuru ağırlık, kotiledon kökenli klon için ise 1.90 mg/g kuru ağırlıktır. Ortalama olarak, fenolik ve flavonoid içeriklerinin bu miktarları transforme olmamış patlıcan köklerinde sağlanandan önemli derecede daha yüksektir. Genel olarak bu sonuçlar patlıcan kök kültürlerinin sekonder metabolitlerin yararlı bir kaynağı olduğunu göstermiştir. Gelecekte, patlıcanda steroid yapıda olan glikoalkaloit veya fenolik gibi ilgilenilen metabolitlerin üretimi, elisitörler kullanılarak geliştirilebilir.