Abstract

In dieser Studie wurde das Potential der Produktion von Melissa officinalis L. mit Hilfe von Stammstecklingen analysiert. Vier verschiedene Hormone (IAA, IBA, NAA und GA3) wurden in zwei Dosierungen (1000 mg/L und 5000 mg/L) auf die Stecklinge mit und ohne Knospen aufgebracht, und nach 60 Tagen wurden 10 morphologische Merkmale der neu entstandenen Pflanzen festgestellt und eine statistische Analyse durchgeführt. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Stecklinge mit mindestens einer Knospe verwendet werden müssen, um M. officinalis über Stammstecklinge zu vermehren. Obwohl die Hormone der Auxin-Gruppe (IAA, IBA und NAA) keine offensichtlichen Auswirkungen auf den Bewurzelungsanteil haben, wurde festgestellt, dass diese Hormone die morphologischen Merkmale der neu gebildeten Pflanzen, insbesondere die Wurzelbildung, beeinflussen. Die Anwendung von GA3 hat eine beträchtliche Wirkung auf die Stammhöhe.

1. Einleitung

Die Zitronenmelisse (Melissa officinalis L.) gehört zur Familie der Lamiaceae und ist in Mittel- und Südeuropa sowie in Kleinasien weit verbreitet. Sie ist auch in tropischen Ländern (Brasilien) zu finden, wo sie im Volksmund als erva-cidreira und Melisse bekannt ist. Es handelt sich um ein aromatisches (zitroniges), mehrjähriges Kraut, das bis zu 1 m hoch wird. Die meist verwendeten Teile sind getrocknete Blätter, oft mit blühenden Spitzen.

Die grünen, zitronenaromatischen Blätter dieser Pflanze werden sowohl als frische Blätter, als auch in getrockneter Form in Salaten, Soßen, Suppen, zu Gemüse und Fleisch und in Desserts verwendet. Die Pflanze wird für die Herstellung bestimmter alkoholischer Getränke und Liköre verwendet und als Kräutertee getrunken. Sie wird auch als Zierpflanze und als Beetpflanze, vor allem in Gärten, verwendet.

M. officinalis wird in der Medizin auf vielfältige Weise praktisch eingesetzt. Die Blätter enthalten ätherische Öle. Das Blatt enthält auch polyphenolische Verbindungen: Kaffeesäurederivate in großen Anteilen, wie Rosmarinsäure, trimere Verbindungen und einige Flavonoide.

M. officinalis kann eine Reihe von Verhaltensmaßnahmen modulieren, mit Indikationen einschließlich der Verabreichung als mildes Beruhigungsmittel, bei gestörtem Schlaf und bei der Abschwächung der Symptome von nervösen Störungen, einschließlich der Verringerung der Erregbarkeit, Angst und Stress. M. officinalis-Extrakte können die subjektiven Auswirkungen von laborinduziertem Stress abschwächen. Es kann ein nützliches pflanzliches Arzneimittel für die Behandlung von Magen-Darm-Krämpfen sein. M. officinalis L. hat eine krampflösende und antimeteorische Wirkung, wie zuvor bei Tieren und Menschen gezeigt wurde. Schnitzler et al. berichteten, dass M. officinalis-Öl für die topische Behandlung von herpetischen Infektionen geeignet sein könnte. M. officinalis besitzt eine Acetylcholinrezeptor-Aktivität im Zentralnervensystem, die sowohl nikotinische als auch muskarinische Bindungseigenschaften aufweist.

M. officinalis wird überwiegend in Kombination mit anderen Kräutern verkauft; so finden sich im aktuellen Arzneimittelkatalog der deutschen Pharmaindustrie „Rote Liste“ (2001) 49 Produkte, die Melisse enthalten. Nach ihrer Einführung durch die Mauren in Spanien im siebten Jahrhundert verbreitete sich ihr Anbau und ihre Verwendung im Mittelalter in ganz Europa. Wegen ihrer kulinarischen Eigenschaften wird sie in der ganzen Welt angebaut.

Aufgrund ihrer wirtschaftlichen Bedeutung wird die Pflanze in mehreren europäischen Ländern wie Frankreich, Deutschland, Bulgarien und Rumänien sowie in Nordamerika auf großen Feldern angebaut. Obwohl die Zitronenmelisse in der Flora unseres Landes natürlich vorkommt, ist ihr Anbauniveau nicht zufriedenstellend, und gelegentlich wird sie aus der Natur gesammelt und exportiert.

Ein großer Teil der Zitronenmelisse, die in der Türkei weit verbreitet ist, wird aus der natürlichen Flora gesammelt. Dazu gehört auch der Anbau von Zitronenmelisse, der eine sehr große wirtschaftliche Bedeutung hat und die übermäßige und sinnlose Zerstörung der natürlichen Flora zumindest bis zu einem gewissen Grad verhindern wird. In dieser Studie wurde das Potenzial der Produktion von M. officinalis L. mit Hilfe von Stammstecklingen analysiert. Zu diesem Zweck wurden vier verschiedene Hormone in zwei Dosen auf die Stammstecklinge aufgebracht und die Wirkung von neun Anwendungen zusammen mit der Kontrollgruppe auf 10 morphologische Merkmale analysiert.

2. Materialien und Methoden

Die in dieser Studie verwendeten Stecklinge von M. officinalis wurden im Bezirk Daday in der Provinz Kastamonu in der Türkei gesammelt. Die Stecklinge wurden am 8. September geerntet, befeuchtet und in Keimrasen gelagert. Die Anwendungen an den ins Labor gebrachten Stecklingen wurden am 9. September durchgeführt, wie im Folgenden erläutert.(a)Die 3 × 3 × 15 cm großen Polyethylenröhrchen wurden im Labor zu zwei Dritteln mit Klasmann-Keimrasen gefüllt.(b)Die Stecklinge wurden mit Hilfe von sterilem Wasser auf 2.b)Die Stecklinge wurden mit sterilen Lanzetten in 2,5 cm lange Stücke geschnitten und in Stecklinge mit und ohne Knospen eingeteilt. c)Lösungen von vier verschiedenen Hormonen in zwei verschiedenen Dosierungen (1000 mg/L und 5000 mg/L) wurden auf die Stecklinge appliziert, und es wurden neun Applikationsgruppen gebildet, bestehend aus acht Hormonapplikationsgruppen und einer Kontrollgruppe. Die Anwendungen erfolgten, indem die Stecklinge 4 bis 5 Minuten lang in das Hormon getaucht wurden. Diese Anwendung bestand aus 3 Wiederholungen und 15 Stecklingen in jeder Wiederholung (15 Stecklinge mit Knospen und 15 Stecklinge ohne Knospen). In jedes Röhrchen wurden fünf Stecklinge berührungsfrei eingesetzt, mit etwa 2 cm Keimrasen bedeckt und sofort befeuchtet. (d) Diese Röhren wurden bei Raumtemperatur (20-25 °C) in Kästen mit Löchern gestellt, erhielten kein direktes Sonnenlicht und wurden 60 Tage lang zweimal täglich bewässert. Als der Rasen den Sättigungspunkt erreichte, kam es zu keiner Wasseransammlung, da die Röhren und die Kästen, in denen sie untergebracht waren, Löcher hatten und das überschüssige Wasser abfloss. (e) Die Messungen wurden am 8. November, dem 60. Tag des Verfahrens, durchgeführt. Der Rasen in den Röhrchen wurde auf einen Labortisch geschüttet, die Wurzeln wurden vorsichtig gereinigt, und die Anzahl der Wurzeln wurde bestimmt. Die durchschnittliche Länge der Wurzeln wurde mit einem digitalen Mikrozirkel gemessen. Danach wurden die Stängel und Blätter gemessen. Alle diese Messungen wurden mit einem digitalen Mikrozirkel mit einer Genauigkeit von 0,01 mm durchgeführt, und die Ergebnisse wurden in eine Tabelle eingetragen. Am Ende der Studie wurden zehn morphologische Merkmale für jeden Steckling bestimmt, darunter der Verwurzelungsgrad (RP), die Stammlänge (SL), die Stammlänge ohne Verzweigung (SLB), der Durchmesser (SD), die Anzahl der Blätter (LN), die Länge der Blätter (LL), die Größe der Blattspreite (LS), die Breite der Blattspreite (LW), die Anzahl der Wurzeln (RN) und die Länge der Wurzeln (RL).

Die Daten wurden einer Varianzanalyse unterzogen, wobei das Programm SPSS 17.0 verwendet wurde. Der Duncan-Test wurde für die Merkmale mit einer statistischen Zuverlässigkeit von mindestens 95 % angewandt, so dass homogene Gruppen gebildet und interpretiert werden konnten.

3. Ergebnisse

Am Ende der Studie wurde bei den Stecklingen ohne Knospen kein neuer Stamm gebildet. Dieses Ergebnis impliziert, dass bei der Produktion von Melisa officinalis mit Stammstecklingen die Stecklinge mit Knospen verwendet werden müssen. Die Anwendung von Hormonen in unterschiedlichen Dosierungen wirkt sich in unterschiedlichem Maße auf den Prozentsatz der Keimung sowie auf die Merkmale der gekeimten Individuen aus. Die mit den Ergebnissen der Studie gewonnenen Daten, die Ergebnisse der auf diese Daten angewandten Varianzanalyse und der Duncan-Test sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Wenn die in der Tabelle angegebenen Werte analysiert werden, wird keine Keimung beim IAA-Hormon bei einer Dosis von 5000 mg/L beobachtet. Die höchsten prozentualen Keimungswerte wurden bei der Anwendung der Hormone 1000 mg/L IAA und 1000 mg/L GA3 erzielt. Die mit diesen Anwendungen erzielten Werte sind höher als die Keimungswerte der Kontrollgruppe; nach den Ergebnissen des Duncan-Tests liegen diese Werte jedoch in der gleichen homogenen Gruppe wie die Kontrollgruppe. Gemäß den Ergebnissen des Duncan-Tests besteht die erste homogene Gruppe aus der Anwendung, bei der keine Keimung beobachtet wurde; 1000 mg/L IAA- und 1000 mg/L GA3-Anwendungen zusammen mit der Kontrollgruppe sind nur in der zweiten homogenen Gruppe enthalten, und die anderen Anwendungen waren in beiden homogenen Gruppen enthalten.

Nach den in der Tabelle angegebenen Werten ergaben sich zwischen den Anwendungen signifikante Unterschiede mit einem statistischen Zuverlässigkeitsniveau von 95 %; das statistische Zuverlässigkeitsniveau der nach den anderen Merkmalen ermittelten Unterschiede betrug jedoch 99,9 %. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass die Hormonanwendungen zwar nicht die erwartete Wirkung auf den Keimungsprozentsatz zeigten, dass sie aber eine erhebliche Wirkung auf andere Merkmale haben.

Bei der Analyse der in der Tabelle angegebenen Werte wird festgestellt, dass die längsten Sämlinge mit 81,72 Stammlängen ohne Verzweigungen und 96,75 Gesamtstammlängen bei der Anwendung von 5000 mg/L GA3 erzeugt wurden. Die in der Kontrollgruppe produzierten Sämlinge haben eine Gesamtlänge von 55,57 und eine Stiellänge ohne Äste von 30,12. In diesem Fall ist die Länge der 5000 mg/L GA3-Sämlinge 2,71-mal größer als die der Kontrollgruppe, was die Stammlänge ohne Äste und die Gesamtlänge betrifft, die um 74 % größer ist. In ähnlicher Weise ist die Länge der mit 1000 mg/L GA3 behandelten Sämlinge um 87 % größer als die der Sämlinge der Kontrollgruppe, was die Stammlänge ohne Äste und die Gesamtlänge um 38 % betrifft. Die Sämlinge, die als Ergebnis anderer Anwendungen produziert wurden, sind jedoch entweder kürzer als die Kontrollgruppe oder in den gleichen homogenen Gruppen wie die Kontrollgruppe gemäß dem Ergebnis des Duncan-Tests enthalten.

Die höchsten Werte des Keimlingsdurchmessers und der Blattzahl wurden mit der 5000 mg/L IBA-Anwendung erzielt; einer der höchsten Werte der Blattzahl wurde jedoch in der Kontrollgruppe erzielt. Daraus lässt sich schließen, dass die Hormonanwendungen keine positive Wirkung haben, insbesondere nicht auf die Anzahl der Blätter.

Wenn die Wirkung der Hormonanwendungen auf die Blattgröße analysiert wird, wird festgestellt, dass die IBA-Anwendungen eine hohe Wirkung auf die Blattgröße und -breite haben. Es wurde festgestellt, dass die Blätter, die der 1000 mg/L IBA-Anwendung ausgesetzt waren, im Vergleich zur Kontrollgruppe 55% länger und 45% breiter sind. Die Blätter, die der 5000 mg/L IBA-Anwendung ausgesetzt waren, sind 31 % länger und 44 % breiter als die der Kontrollgruppe. Es wird festgestellt, dass die 5000 mg/L IBA-Anwendung in Bezug auf die Gesamtblattgröße sehr effektiv ist. Die in der Kontrollgruppe erzeugten Blätter sind 18,84 mm groß, während diese Zahl bei der 5000 mg/L IBA-Anwendung 27,38 mm und bei der 5000 mg/L GA3-Anwendung 23,1 mm beträgt, was im Hinblick auf die Zunahme der Länge der Sämlinge sehr effektiv ist.

Auch wenn die Stammlänge ein wichtiger Indikator für die Qualität des Schösslings ist, ist das Wurzel/Stamm-Verhältnis sehr wichtig für einen gesunden Schössling. Schösslinge, die haarige Wurzeln ausbilden können, gelten im Allgemeinen als gesünder, und Schösslinge, die in kurzer Zeit Pfahlwurzeln ausbilden können, erreichen in der natürlichen Umgebung leichter das Grundwasser, wodurch ihre Überlebenschancen steigen.

Dementsprechend ist die Wurzelbildung einer der wichtigsten Indikatoren für die Qualität von Setzlingen. Nach den Ergebnissen der Studie entwickelten die Setzlinge in der Kontrollgruppe 2,67 Wurzeln mit einer durchschnittlichen Länge von 10,32, während die Setzlinge, die die 1000 mg/L IBA-Anwendung erhielten, 4 Wurzeln mit einer durchschnittlichen Länge von 54,02 entwickelten. Die Setzlinge, die mit 5000 mg/L IBA behandelt wurden, hatten 5,5 Wurzeln mit einer durchschnittlichen Länge von 21,35. Die Setzlinge, die die 5000 mg/L GA3-Anwendung erhielten, entwickelten 4 Wurzeln mit einer durchschnittlichen Länge von 13,81.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Hormonanwendungen einen großen Einfluss auf die Wurzelentwicklung haben. Die Tatsache, dass nur die Anzahl der Wurzeln der Setzlinge, die mit der 1000 mg/L GA3-Anwendung entwickelt wurden, niedriger ist als die der Kontrollgruppe, während alle Anwendungen im Vergleich zur Kontrollgruppe längere Wurzeln entwickelten, und die Wurzeln der Setzlinge, die mit der 1000 mg/L IBA-Anwendung entwickelt wurden, mehr als fünfmal länger sind als die der Kontrollgruppe, zeigt, dass die Hormonanwendungen eine große Wirkung auf die Wurzelentwicklung haben.

4. Diskussion

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Stecklinge mit mindestens einer Knospe verwendet werden müssen, um M. officinalis mit Hilfe von Stammstecklingen zu produzieren. Bei den Stammstecklingen ohne Knospen entwickelte sich keine Bewurzelung.

Die Ergebnisse der Anwendungen zeigen, dass die Gruppe der Auxin-Hormone (IAA, IBA und NAA), die Gegenstand dieser Studie sind, keinen offensichtlichen Einfluss auf die Bewurzelungsrate haben, aber einen Einfluss auf die morphologischen Merkmale der neu gebildeten Pflanzen. Insbesondere die Wurzelentwicklung erreichte signifikant unterschiedliche Werte bei den Pflanzen, die die Hormongruppe Auxin erhielten.

Der Prozess der Adventivwurzelbildung wird durch eine Reihe von internen und externen Faktoren beeinflusst. Unter den internen Faktoren wird den Phytohormonen, insbesondere den Auxinen, die wichtigste Rolle zugeschrieben. Es ist allgemein anerkannt, dass Auxine eine gewisse Rolle bei der Initiierung der Wurzelbildung spielen. Auxine steuern das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen, einschließlich der Bildung von Seitenwurzeln und der Reaktion auf die Schwerkraft der Wurzeln. Viele Studien haben gezeigt, dass die exogene Anwendung von Auxinen zu einer verstärkten Initiierung von Seitenwurzeln führt und dass die Entwicklung von Seitenwurzeln in hohem Maße von Auxin und dem Auxintransport abhängig ist .

Die Auswirkungen der Hormongruppe der Auxine auf die Bewurzelung und die Pflanzenentwicklung wurden in mehreren Studien diskutiert. Alvarez et al. analysierten die Wirksamkeit von IAA und IBA in Malus pumila; Štefančič et al. untersuchten die Wirksamkeit von IAA und IBA in Prunus spp. sowie IBA und NAA in Pseudotsuga menziesii; Hossain et al. analysierten die Wirksamkeit von IBA in Swietenia macrophylla und Chukrasia velutina; Hussain und Khan analysierten die Wirksamkeit von IAA und IBA in Rosa-Arten; Ozel et al. analysierten die Wirksamkeit von IAA und NAA in Centaurea tchihatcheffii; Chhun et al. untersuchten die Wirksamkeit von IAA, IBA und NAA in Oryza sativa; De Klerk et al. analysierten die Wirksamkeit von IAA, IBA und NAA in Malus; Martin studierte die Wirksamkeit von IBA in Holostemma ada-kodien; Nordström et al. untersuchten die Wirksamkeit von IAA und IBA in Pisum sativum; Tchoundjeu et al. analysierten die Wirksamkeit von IBA in Prunus Africana; Swamy et al. untersuchten die Wirksamkeit von IBA und NAA sowohl in Robinia pseudoacacia als auch in Grewia optiva. Die Studien zeigen, dass die Auxin-Gruppe der Hormone im Allgemeinen eine Wirkung auf die Bewurzelung hat. Dieses Ergebnis stimmt mit den Resultaten der vorliegenden Studie überein.

Gibberelline stehen mit einem Anteil von 17% an dritter Stelle der am häufigsten verwendeten pflanzlichen Hormone innerhalb der natürlichen Pflanzenwachstumsregulatoren. Das kommerziell am häufigsten verwendete Gibberellin ist GA3, das zur Steigerung der Pflanzenlänge oder zur Erhöhung des Pflanzenertrags eingesetzt wird. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Länge der Sämlinge, die mit 5000 mg/L GA3 behandelt wurden, um das 2,71-fache größer ist als die der Kontrollgruppe, was die Länge der Stängel ohne Verzweigungen betrifft, und um 74 % größer in der Gesamtlänge. Dieses Ergebnis steht auch im Einklang mit den Ergebnissen der Literatur.

Die Wirkung von GA3 auf die Bewurzelung wurde ebenfalls in mehreren Studien untersucht. Die Wirksamkeit von GA3 auf Prunus avium L. und Prunus mahaleb wurde von Hepaksoy, von Aygün und Dumanoğlu auf Cydonia oblonga, von Coşge et al. auf Capparis ovata und Capparis spinosa und von Selby et al. auf Picea sitchensis untersucht. Bei mehreren Arten wurde jedoch keine offensichtliche Wirksamkeit von GA3 auf die Bewurzelung festgestellt.