Tissue culture and aromatic profile of essential oil in Salvia dolomitica Codd.

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Demetrio Masi
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1 Tissue culture and aromatic profile of essential oil in Salvia dolomitica Codd. Bassolino L, Giacomelli E, Giovanelli S, Pistelli L, Cassetti A, Damonte G, Bisio A, Ruffoni B. PCTOC, 2014 Pescia, 29 Maggio 2017

Salvia dolomitica Codd La Salvia dolomitica (Lamiaceae) è originaria del Sud Africa (provincia Nord-est di Transvaal) Resistente alle alte temperature Forte aroma dovuto all emissione di VOCs

2 Salvia dolomitica Codd La Salvia dolomitica (Lamiaceae) è originaria del Sud Africa (provincia Nord-est di Transvaal) Resistente alle alte temperature Forte aroma dovuto all emissione di VOCs (Volatile Organic Compounds) Profilo aromatico di EO estratti da piante in vivo è stato caratterizzato da (Kamatou et al., 2007, 2008, 2010) Il profilo di EO è influenzato da genotipo/chemotipo e condizioni ambientali/stagionalità

3 Le tecniche di coltura in vitro sono un valido strumento biotecnologico per: 1. Preservare la biodiversità 2. Modello di studio sull effetto delle variazioni climatiche sull emissione di VOCs

4 Produzione di biomassa in vitro A B C Figura 1: (A) espianti nodali coltivati su MSO addizzionato con BA, (B) callo piastrato su MSO addizzionato con 2,4-D e Kinetina. (C) Sviluppo del callo di S. dolomitica su MSO+2,4-D ed accrescimento nel tempo(media ES)

5 Produzione di biomassa in vivo A D B C Figura 2: (A) preparazione di talee di S. dolomitica, (B) sviluppo dell apparato radicale(c) infiorescenza, (D) piante coltivate en plein air dopo 20 giorni.

6 Istologia tricomi ghiandolari in S. dolomitica sede di accumulo di OE La superfice della lamina fogliare (piante in vitro) è ricoperta da tricomi ghiandolari (peltati e capitati) dove a livello di una cavità subcuticolare si accumulano OE ed un elevato numero di tricomi non ghiandolari (bar 5 µm).

7 L elicitazione in vitro di piante di S. dolomtica è in grado di modulare il profilo aromatico in OE? Piante allevate in vitro (30 µe m -2 s -1 ) Profilo OE Piante allevate in vitro ed elicitate (45 µe m -2 s -1 ) Profilo OE Elicitore abiotico: alta luce Analisi HS-SPME Analisi HS-SPME

8 Resa in oli essenziali Growth condition In vivo In vitro In vitro HL EO Yield (% w/v) 0,10 0,17 0,30 La micropropagazione abbinata all elicitazione influenza la resa in oli essenziali

9 Profilo OE Analisi SPME

10 Composizione degli OE (Analisi GC e GC-MS) Growth condition In vivo In vitro In vitro HL Non terpenic compounds 0,0 0,0 0,0 Hydrogenated monoterpenes 9,48 33,54 39,06 Oxygenated monoterpene 2, Hydrogenated sesquiterpenes 71, ,62 Oxygenated sesquiterpenes 13,64 10,11 11,11 Diterpene hydrocarbons 0,17 0,00 0,00 Total 97,52 99, La micropropagazione abbinata all elicitazione influenza quantiqualitativamente la composizione dell olio essenziale di S. dolomitica

11 HS-SPME Growth condition In vivo In vitro In vitro HL Non terpenic compounds 0,0 0,0 0,0 Hydrogenated monoterpenes 38,86 63,07 66,72 Oxygenated monoterpene 1,38 1,43 2,77 Hydrogenated sesquiterpenes 54,41 34,41 23,47 Oxygenated sesquiterpenes 4,93 1,22 5,30 Total 99,58 100,13 98,26 Le tecniche di micropropagazione ed elicitazione consentono di modulare l accumulo dei metaboliti secondari

12 Analisi HS-SPME Fig. 4 Profili HS-SPME Campione A (nero) piante in vivo; B (grigio) piante cultivate in vitro e C (bianco) piante elicitate in vitro. I dati sono una media di tre replicati ± SE Le tecniche di micropropagazione ed elicitazione consentono di modulare l accumulo di specifici metaboliti (myricene e α-pinene)

13 Conclusioni Lo stress da alta luce modula pathway dei terpenoidi determinando nelle piante micropropagate un aumento di monoterpeni. Alcuni composti quale il borneolo aumentano nelle piante allevate in vitro suggerendo che le tecniche di propagazione in vitro possono determinare l accumulo di composti specifici. Prima evidenzia sperimentale che le tecniche di coltura in vitro abbinate a metodi di elicitazione possono essere utilizzate in Salvia per modulare il contenuto in OE. Sarebbe interessante effettuare saggi per verificare l attività antimicrobica di questi OE e valutarne la tossicità in quanto essendo privi di canfora possono essere inseriti nelle preparazioni alimentari; nonché testare altri elicitori

14 Grazie per la vostra attenzione

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