Abstract

In deze studie werd de mogelijkheid geanalyseerd om Melissa officinalis L. te produceren met behulp van stengelstekken. Vier verschillende hormonen (IAA, IBA, NAA en GA3) werden toegepast op de stekken, met en zonder knoppen, in twee doseringen (1000 mg/L en 5000 mg/L), en na 60 dagen werden 10 morfologische kenmerken van de nieuw gegenereerde planten gedetecteerd, en werd een statistische analyse uitgevoerd. Uit de resultaten van de studie blijkt dat stekken met ten minste één knop moeten worden gebruikt om M. officinalis te produceren met behulp van stengelstekken. Hoewel de hormonen van de auxinegroep (IAA, IBA en NAA) geen duidelijk effect hebben op het bewortelingspercentage, werd vastgesteld dat deze hormonen de morfologische kenmerken van de nieuw gegenereerde planten beïnvloeden, met name de wortelvorming. Toepassing van GA3 heeft een aanzienlijk effect op de stengelhoogte.

1. Inleiding

Citroenmelisse (Melissa officinalis L.) behoort tot de familie der Lamiaceae en groeit wijd verbreid in Midden- en Zuid-Europa en in Klein-Azië. Het wordt ook gevonden in tropische landen (Brazilië) waar het in de volksmond bekend staat als erva-cidreira en Melissa . Het is een aromatisch (citroenachtig) overblijvend kruid, tot ongeveer 1 m hoog. De meest gebruikte delen zijn gedroogde bladeren, vaak met bloeiende toppen.

Groene, naar citroen geurende bladeren van deze plant worden gebruikt als verse bladeren, maar ook in gedroogde vorm in salades, sauzen, soepen, bij groenten en vlees, en in desserts. Deze plant wordt gebruikt bij het brouwen van bepaalde alcoholische dranken en likeuren en wordt gedronken als kruidenthee. Hij wordt ook gebruikt als sierplant en als borderplant, vooral in tuinen.

M. officinalis is gebruikt in een verscheidenheid van praktische toepassingen in de medische wetenschap. De bladeren bevatten vluchtige oliën. Het blad bevat ook polyfenolische verbindingen: cafeïnezuur derivaten in grote proporties, zoals rosmarinezuur, trimerische verbindingen, en sommige flavonoïden .

M. officinalis kan een aantal gedragsmaatregelen moduleren, met indicaties waaronder toediening als een mild kalmerend middel, bij een verstoorde slaap, en in de vermindering van de symptomen van zenuwaandoeningen, met inbegrip van de vermindering van prikkelbaarheid, angst, en stress . M. officinalis-extracten kunnen de subjectieve effecten van door laboratoriumonderzoek veroorzaakte stress verminderen. Het kan een nuttig kruidengeneesmiddel zijn voor de behandeling van gastro-intestinale spasmen . M. officinalis L. heeft een krampstillende en antimeteorische activiteit, zoals eerder aangetoond bij dieren en mensen . Schnitzler et al. meldden dat M. officinalis olie geschikt zou kunnen zijn voor de topische behandeling van herpetische infecties. Het heeft acetylcholine receptor activiteit in het centrale zenuwstelsel, met zowel nicotine- als muscarinebindende eigenschappen .

M. officinalis wordt voornamelijk verkocht in combinatie met andere kruiden, met, ter illustratie, 49 producten die citroenmelisse bevatten in de huidige “Rote Liste” (2001) geneesmiddelencatalogus van de Duitse farmaceutische industrie . Na de Moorse introductie in Spanje in de zevende eeuw, verspreidden de teelt en het gebruik zich in de Middeleeuwen over heel Europa. Hij wordt over de hele wereld geteeld vanwege zijn culinaire eigenschappen. Vanwege zijn economisch belang wordt deze plant op grote velden geteeld in verschillende Europese landen, zoals Frankrijk, Duitsland, Bulgarije en Roemenië, en ook in Noord-Amerika. Hoewel de citroenmelisseplant van nature in de flora van ons land voorkomt, is het landbouwniveau ervan niet bevredigend, en af en toe wordt de plant uit de natuur verzameld en geëxporteerd.

Een aanzienlijke hoeveelheid van de citroenmelisse die in Turkije op grote schaal wordt gebruikt, wordt uit de natuurlijke flora verzameld. Dit omvat de teelt van citroenmelisse, die een zeer groot economisch belang heeft en de buitensporige en zinloze vernietiging van de natuurlijke flora zal voorkomen, althans tot op zekere hoogte. In deze studie werd het potentieel van de teelt van M. officinalis L. met behulp van stengelstekken geanalyseerd. Daartoe werden vier verschillende hormonen in twee doses op de stengelstekken aangebracht, en werd het effect van negen toepassingen, samen met de controlegroep, op 10 morfologische kenmerken geanalyseerd.

2. Materialen en Methoden

M. officinalis stekken gebruikt in dit onderzoek werden verzameld uit het Daday district van de provincie Kastamonu in Turkije. De stekken werden verzameld op 8 september, vochtig gemaakt, en opgeslagen in kiemgras. De toepassingen op de naar het laboratorium gebrachte stekken werden uitgevoerd op 9 september, zoals hierna uitgelegd. a) Twee derde van de 3 × 3 × 15 cm polyethyleen buizen werden in het laboratorium gevuld met Klasmann kiemgras. b) De stekken werden gesneden tot 2.5 cm lange stukken met behulp van steriele lancetten en gegroepeerd als stekken met en zonder knoppen.(c)Oplossingen van vier verschillende hormonen in twee verschillende doseringen (1000 mg/L en 5000 mg/L) werden op de stekken aangebracht, respectievelijk, en er werden negen toepassingsgroepen gemaakt, bestaande uit acht toepassingsgroepen met hormonen en een controlegroep. De toepassingen werden uitgevoerd door de stekken gedurende 4 tot 5 minuten in het hormoon te dompelen. Deze toepassing bestond uit 3 replicaties en 15 stekken in elk replicaat (15 stekken met knoppen, en 15 stekken zonder knoppen). Vijf stekken werden zonder enig contact in elk buisje geplaatst, bedekt met ongeveer 2 cm kiemgras, en onmiddellijk bevochtigd. (d) Deze buisjes werden in dozen met gaatjes geplaatst bij kamertemperatuur (20-25°C), kregen geen direct zonlicht en werden gedurende 60 dagen tweemaal per dag bewaterd. Toen de graszoden het verzadigingspunt bereikten, ontstond er geen waterophoping, aangezien de buisjes en de dozen waarin de buisjes waren geplaatst, gaten bevatten en het overtollige water werd afgevoerd. (e) De metingen werden uitgevoerd op 8 november, de 60e dag van de procedure. De turf in de buisjes werd op een laboratoriumtafel gegoten, de wortels werden voorzichtig schoongemaakt, en het aantal wortels werd bepaald. De gemiddelde lengte van de wortels werd gemeten met een digitale microkompas. Na deze procedure werden stengels en bladeren gemeten. Al deze metingen werden uitgevoerd met een digitale microkompas met een nauwkeurigheid van 0,01 mm, en de resultaten werden in een tabel genoteerd. Aan het einde van de studie werden voor elke stek tien morfologische kenmerken bepaald, waaronder bewortelingspercentage (RP), stengellengte (SL), stengellengte zonder tak (SLB), diameter (SD), aantal bladeren (LN), lengte van de bladeren (LL), grootte van het blad (LS), breedte van het blad (LW), aantal wortels (RN), en lengte van de wortel (RL).

Variantie-analyse werd toegepast op de gegevens, met behulp van het SPSS 17.0 pakket programma. De Duncan test werd toegepast voor de kenmerken met ten minste 95% niveau van statistische betrouwbaarheid, en als gevolg daarvan werden homogene groepen verkregen en geïnterpreteerd.

3. Resultaten

Aan het einde van de studie werd geen nieuwe stengel gevormd in de stengelstekken zonder knoppen. Dit resultaat impliceert dat de stekken met knoppen moeten gebruikt worden bij de teelt van Melisa officinalis met stengelstekken. Hormoontoepassingen in verschillende doses hebben een verschillend effect op de kiemingspercentages en op de kenmerken van de gekiemde individuen. De verkregen gegevens met de resultaten van het onderzoek, de resultaten van de op deze gegevens toegepaste variantie-analyse en de Duncan-test staan vermeld in tabel 1.

Wanneer de in de tabel vermelde waarden worden geanalyseerd, wordt geen kiemkracht waargenomen bij het IAA-hormoon bij een dosis van 5000 mg/L. De hoogste waarden voor het kiempercentage werden verkregen bij toepassing van de hormonen 1000 mg/L IAA en 1000 mg/L GA3. De door deze toepassingen verkregen waarden zijn hoger dan de in de controlegroep verkregen kiemkrachtwaarden; volgens de resultaten van de Duncan-test bevinden deze waarden zich echter in dezelfde homogene groep als de controlegroep. Volgens de resultaten van de Duncan-test bestaat de eerste homogene groep uit de toepassing waarbij geen kiemkracht werd waargenomen; de toepassingen van 1000 mg/L IAA en 1000 mg/L GA3 zijn samen met de controlegroep alleen opgenomen in de tweede homogene groep, en de andere toepassingen zijn opgenomen in beide homogene groepen.

Volgens de waarden in de tabel ontstonden er significante verschillen met een statistisch betrouwbaarheidsniveau van 95% tussen de toepassingen; het statistisch betrouwbaarheidsniveau van de verschillen die volgens de andere kenmerken ontstonden, bedroeg echter 99,9%. Dit resultaat geeft aan dat de hormoontoepassingen weliswaar niet het verwachte effect op het kiempercentage hebben gehad, maar wel een aanzienlijk effect op de andere kenmerken.

Wanneer de in de tabel vermelde waarden worden geanalyseerd, blijkt dat de langste zaailingen met 81,72 stengellengte zonder takken en 96,75 totale stengellengte werden geproduceerd met de 5000 mg/L GA3-toepassing. De zaailingen uit de controlegroep hebben een totale lengte van 55,57 en een totale stengellengte zonder takken van 30,12. In dit geval is de lengte van de 5000 mg/L GA3 zaailingen 2,71 keer groter dan de controlegroep in termen van stengellengte zonder takken en 74% groter in totale lengte. Evenzo is de lengte van 1000 mg/L GA3 toegepaste zaailingen 87% groter dan die van de zaailingen in de controlegroep, wat de stengellengte zonder takken betreft, en 38% groter wat de totale lengte betreft. De zaailingen geproduceerd als gevolg van andere toepassingen zijn echter ofwel korter dan de controlegroep ofwel opgenomen in dezelfde homogene groepen met de controlegroep volgens het resultaat van de Duncan test.

De hoogste waarden van zaailingdiameter en aantal bladeren werden verkregen met de 5000 mg/L IBA-toepassing; een van de grootste waarden van het aantal bladeren werd echter verkregen in de controlegroep. Bijgevolg kan worden geconcludeerd dat de hormoontoepassingen geen positief effect hebben, vooral niet op het aantal bladeren.

Wanneer het effect van de hormoontoepassingen op de bladgrootte wordt geanalyseerd, wordt vastgesteld dat de IBA-toepassingen een groot effect hebben op de bladgrootte en -breedte. Er werd vastgesteld dat de bladeren blootgesteld aan de 1000 mg/L IBA-toepassing 55% langer en 45% breder zijn in vergelijking met de controlegroep. De bladeren blootgesteld aan de 5000 mg/L IBA-toepassing zijn 31% langer en 44% breder dan de controlegroep. Er wordt geconstateerd dat de 5000 mg/L IBA-toepassing zeer effectief is wat betreft de totale bladgrootte. De bladeren in de controlegroep zijn 18,84 mm, terwijl dit cijfer 27,38 mm is bij de 5000 mg/L IBA-toepassing en 23,1 mm bij de 5000 mg/L GA3-toepassing, wat zeer effectief is in termen van toename van de lengte van de zaailingen.

Hoewel de stengellengte een belangrijke indicator is voor de kwaliteit van de jonge boompjes, is de wortel/stam verhouding zeer belangrijk voor een gezonde jonge boompjes. De jonge boompjes die harige wortels kunnen maken, worden over het algemeen als gezonder beschouwd, en de jonge boompjes die in korte tijd penwortels kunnen maken, bereiken in de natuurlijke omgeving gemakkelijker het grondwater, waardoor hun overlevingskans toeneemt.

Wortelvorming is dus een van de belangrijkste kwaliteitsindicatoren voor jonge boompjes. Volgens de resultaten van de studie ontwikkelden de jonge boompjes in de controlegroep 2,67 wortels met een gemiddelde lengte van 10,32, terwijl de jonge boompjes die de 1000 mg/L IBA-toepassing kregen 4 wortels ontwikkelden met een gemiddelde lengte van 54,02. De jonge boompjes die de 5000 mg/L IBA toegediend kregen, ontwikkelden 5,5 wortels met een gemiddelde lengte van 21,35. De jonge boompjes die de 5000 mg/L GA3 toepassing kregen ontwikkelden 4 wortels met een gemiddelde lengte van 13,81.

De resultaten van de studie tonen aan dat de hormoontoepassingen een groot effect hebben op de wortelontwikkeling. Het feit dat alleen het aantal wortels van de zaailingen ontwikkeld met de 1000 mg/L GA3 toepassing lager is dan die van de controlegroep, terwijl alle toepassingen langere wortels ontwikkelden in vergelijking met de controlegroep, en de wortels van de jonge boompjes ontwikkeld met de 1000 mg/L IBA toepassing meer dan vijf keer langer zijn dan die van de controlegroep geeft aan dat de hormoontoepassingen een groot effect hebben op de wortelontwikkeling.

4. Discussie

De resultaten van de studie tonen aan dat stekken met ten minste één knop moeten worden gebruikt om M. officinalis te produceren met behulp van stengelstekken. Bij de stengelstekken zonder knoppen ontwikkelde zich geen beworteling.

De resultaten van de toepassingen tonen aan dat de auxine groep van hormonen (IAA, IBA, en NAA), het onderwerp van deze studie, geen duidelijk effect hebben op de bewortelingssnelheid, maar wel op de morfologische kenmerken van de nieuw gegenereerde planten. Met name de wortelontwikkeling bereikte significant andere waarden bij de planten die de auxinegroep van hormonen ontvingen.

Het proces van adventieve wortelvorming wordt beïnvloed door een aantal interne en externe factoren. Onder de interne factoren wordt de belangrijkste rol toegeschreven aan fytohormonen, in het bijzonder de auxines. Algemeen wordt aangenomen dat auxines een zekere rol spelen bij de initiatie van de beworteling. Auxines controleren de groei en ontwikkeling in planten, met inbegrip van de laterale wortelinitiatie en de wortelzwaartekrachtreactie. Veel studies hebben aangetoond dat exogene toediening van auxines resulteert in een verhoogde initiatie van zijwortels en dat de ontwikkeling van zijwortels sterk afhankelijk is van auxine en auxinetransport .

De effecten van hormonen uit de auxinegroep op de beworteling en de ontwikkeling van planten zijn in verschillende studies besproken. Alvarez et al. analyseerden de doeltreffendheid van IAA en IBA in Malus pumila; Štefančič et al. bestudeerden de doeltreffendheid van IAA en IBA in Prunus spp. en van IBA en NAA in Pseudotsuga menziesii; Hossain et al. analyseerden de doeltreffendheid van IBA in Swietenia macrophylla en Chukrasia velutina; Hussain en Khan analyseerden de doeltreffendheid van IAA en IBA in Rosa-soorten; Ozel et al. analyseerden de doeltreffendheid van IAA en NAA in Centaurea tchihatcheffii; Chhun et al. onderzochten de doeltreffendheid van IAA, IBA en NAA in Oryza sativa; De Klerk et al. analyseerden de doeltreffendheid van IAA, IBA en NAA in Malus; Martin bestudeerde de doeltreffendheid van IBA in Holostemma ada-kodien; Nordström et al. onderzochten de doeltreffendheid van IAA en IBA in Pisum sativum; Tchoundjeu et al. analyseerden de doeltreffendheid van IBA in Prunus Africana; Swamy et al. bestudeerden de doeltreffendheid van IBA en NAA in zowel Robinia pseudoacacia als Grewia optiva. Uit deze studies blijkt dat de hormonen van de auxinegroep in het algemeen een effect hebben op de beworteling. Dit resultaat is in overeenstemming met de resultaten van deze studie.

Gibberellinen staan met een aandeel van 17% op de derde plaats van de meest gebruikte plantaardige hormonen binnen de natuurlijke plantengroeiregulatoren. Commercieel gezien is GA3 het meest gebruikte gibberelline, en het wordt gebruikt om de lengte van de plant te vergroten of de opbrengst van de plant te verhogen. Uit de resultaten van de studie blijkt dat de lengte van de zaailingen die 5000 mg/L GA3 toegediend kregen, 2,71 keer groter is dan die van de controlegroep wat de stengellengte zonder takken betreft en 74% groter wat de totale lengte betreft. Dit resultaat is ook in overeenstemming met de literatuurresultaten.

Effect van GA3 op beworteling werd ook geanalyseerd in verschillende studies. De doeltreffendheid van GA3 op Prunus avium L. en Prunus mahaleb werd geanalyseerd door Hepaksoy , door Aygün en Dumanoğlu op Cydonia oblonga, door Coşge et al. op Capparis ovata en Capparis spinosa, en door Selby et al. op Picea sitchensis. Bij verschillende soorten werd echter geen duidelijke GA3-efficiëntie op de beworteling vastgesteld.