Διερεύνηση του βλαστικού πολλαπλασιασμού του δασικού είδους Pyrus spinosa Forskk. και της περιεκτικότητάς του σε ενδογενείς χημικές ουσίες με φαρμακευτική δράση

Abstract

For the first time Pyrus spinosa Forskk., was studied in the first part of this work: for the leaf content in total phenols and its antioxidant capacity during June-October 2020 for three mature trees, from Agia Anastasia, Chalkidiki. The highest concentrations of total phenols were found in the large leaves of June for all the studied trees (26.65, 31.40 and 41.30 mg GAE/g fresh leaf, for trees 1, 2 and 3 respectively). Antioxidant activity reached its highest value in the large leaves of July for tree 1 (43.12 μg AAE/g fresh leaf), of September for tree 2 (55.20 μg AAE/g fresh leaf) and June for tree 3 (60.00 μg AAE/g fresh leaf). Total phenols and antioxidant capacity of the large leaves of the same trees were, also, researched for two successive years, in the months of June and July (2020, 2021). In June, the studied substances and their antioxidant activity remained stable from year to year for all. The determination of total phenols and antioxidant capacity was conducted for the large leaves of 32 mature genotypes from four regions of Central Macedonia in June 2021. Two genotypes from Agia Anastasia, AA2 and AA3, exhibited the highest total phenol content (44,86 and 46,32 mg GAE/g fresh leaf, respectively) and antioxidant capacity (70.31 and 71.21 μg AAE/g fresh leaf, respectively). Genotype X4 of Chalkidiki reached, also, the highest antioxidant level (71.11 μg AAE/g fresh leaf). The genetic diversity was analysed by ISSR markers and the 32 genotypes were separated into four distinct groups per region. Correlation analysis was conducted among morphological traits, total phenol content and antioxidant capacity with ISSRs by means of multiple regression analysis. In the second part of this work: a micropropagation protocol for almond-leaved pear was researched and developed. In the multiplication stage, the exposure of explants to 10 μmol m-2 s-1 for one week followed by exposure to 35 μmol m-2 s-1 for another four weeks and their establishment on Pear Medium 1 with 5 μΜ ΒΑP proved the most efficient. Rooting on modified rooting MS medium and Pear Medium 1 in combination with 20ʺ-quick-dip in 49.0 μΜ IΒΑ was equally effective: 79% and 80%, respectively. In addition, the effect of luffa dry fiber (Luffa cylindrica L.) in liquid substrate compared to solid was investigated for the first time. The best results for the elongation of explants observed on liquid Pear Medium 1 with 5 μΜ ΒΑP (4.74 cm), while 10 μΜ ΒΑP produced the largest number of new shoots /explant (9.45). Elevated chlorophyll levels certified, also, the positive effect of the liquid culture. The best rooting (100%) and development of rooting system included a rooting induction stage on solid modified rooting ΜS followed by a stage of root development on liquid medium. Acclimatization of plantlets was successfully conducted (87.5%) on perlite. The superiority of the liquid substrate along with luffa was evident in cost terms (reduced by 52%), in operational terms and in parallel, the production and development of better quality plant material.

Στην παρούσα εργασία, για πρώτη φορά, αποκλειστικά για το είδος Pyrus spinosa Forskk. στο πρώτο μέρος της εργασίας: προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα σε ολικές φαινόλες και η αντιοξειδωτική ικανότητα των φύλλων γκορτσιάς για τους μήνες Ιούνιο-Οκτώβριο 2020 για τρία ώριμα άτομα της περιοχής της Αγίας Αναστασίας Χαλκιδικής. Και στα τρία δέντρα οι υψηλότερες συγκεντρώσεις ολικών φαινολών βρέθηκαν στα μεγάλα φύλλα του Ιουνίου (26,65, 31,40 και 41,30 mg GAE/g χλωρού φύλλου, στα δέντρα 1, 2 και 3 αντίστοιχα). Οι υψηλότερες τιμές αντιοξειδωτικής ικανότητας προσδιορίστηκαν στα μεγάλα φύλλα όλων των δέντρων τον Ιούλιο για το δέντρο 1 (43,12 μg AAE/g χλωρού φύλλου), το Σεπτέμβριο για το δέντρο 2 (55,20 μg AAE/g χλωρού φύλλου), ενώ για το δέντρο 3 τον Ιούνιο (60,00 μg AAE/g χλωρού φύλλου). Διερευνήθηκε, επίσης, η περιεκτικότητα στις ενδογενείς αυτές ουσίες των μεγάλων φύλλων των τριών δέντρων για τους μήνες Ιούνιο και Ιούλιο σε δύο διαδοχικά έτη (2020, 2021). Βρέθηκε ότι τον Ιούνιο τόσο οι ολικές φαινόλες όσο και η αντιοξειδωτική τους ικανότητα διατηρήθηκαν στα ίδια επίπεδα και στα δύο έτη. Πραγματοποιήθηκε προσδιορισμός των παραπάνω ενδογενών ουσιών και της αντιοξειδωτικής τους ικανότητας σε μεγάλα φύλλα 32 ώριμων γενοτύπων γκορτσιάς τεσσάρων διαφορετικών περιοχών της Κεντρικής Μακεδονίας κατά τον Ιούνιο 2021. Τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ολικές φαινόλες και αντιοξειδωτική ικανότητα παρουσίασαν oι γενότυποι ΑΑ2 και ΑΑ3 (ολικές φαινόλες:44,86 και 46,32 mg GAE/g χλωρού φύλλου, αντίστοιχα), (αντιοξειδωτική ικανότητα ΑΑ2: 70,31 και ΑΑ3:71,21 μg AAE/g χλωρού φύλλου) της περιοχής της Αγίας Αναστασίας. Υψηλή αντιοξειδωτική ικανότητα παρουσίασε και ένας γενότυπος της Χαλκιδικής (Χ4: 71,11 μg AAE/g χλωρού φύλλου). Από την ανάλυση της γενετικής ποικιλότητας 32 ώριμων γενοτύπων των τεσσάρων περιοχών με τη χρήση μοριακών δεικτών ISSR βρέθηκε ότι σχηματίζουν τέσσερεις διακριτές ομάδες ανά περιοχή. Έγινε συσχέτιση των μορφολογικών γνωρισμάτων, των ολικών φαινολών και της αντιοξειδωτικής ικανότητας των γενοτύπων αυτών με τους μοριακούς δείκτες. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας: διερευνήθηκε και αναπτύχθηκε πρωτόκολλο μικροπολλαπλασιασμού της γκορτσιάς. Στο στάδιο της παραγωγής πολλαπλών βλαστών βρέθηκε ότι η παραμονή τους για μία εβδομάδα σε ένταση φωτισμού 10 μmol.m-2 s-1 και στη συνέχεια για άλλες 4 εβδομάδες σε 35 μmol.m-2s-1 ήταν η καλύτερη με τοποθέτηση των εκφύτων στο υπόστρωμα Pear Medium 1 με 5 μΜ ΒΑΡ. Καλύτερη ριζοβολία επιτεύχθηκε με την διαδικασία της γρήγορης εμβάπτισης 20’’ σε 49,0 μΜ ΙΒΑ εξίσου στα υποστρώματα τροποποιημένου MS ρίζωσης (79%) και Pear Medium 1 (80%). Μελετήθηκε, επίσης, για πρώτη φορά η χρήση αποξηραμένων ινών λούφας (Luffa cylindrica L.) σε υγρό υπόστρωμα και συγκρίθηκε με στερεά υποστρώματα. Τα καλύτερα αποτελέσματα για την επιμήκυνση παρατηρήθηκαν σε υγρό υπόστρωμα Pear medium 1 με 5 μΜ ΒΑΡ (4,74 εκ.), ενώ η προσθήκη 10 μΜ ΒΑΡ απέδωσε τους περισσότερους βλαστούς/έκφυτο (9,45). Η θετική επίδραση του υγρού υποστρώματος επιβεβαιώθηκε και από τα υψηλότερα επίπεδα χλωροφύλλης. Η βέλτιστη διαδικασία ρίζωσης (100%) και ανάπτυξης ριζικού συστήματος περιλάμβανε το στάδιο έναρξης ριζοβολίας σε στερεό υπόστρωμα και το στάδιο ανάπτυξης ριζών σε υγρό. Τα φυτάρια εγκλιματίστηκαν επιτυχώς (87,5%) σε περλίτη. Αναδείχθηκαν οι ωφέλειες της χρήσης υγρού υποστρώματος με λούφα σε οικονομικό επίπεδο (μείωση κόστους κατά 52%), επίπεδο χειρισμών, ανάπτυξης και ποιότητας φυτικού υλικού.