Abstract

This study analyzed the potential of producing Melissa officinalis L. using stem cuttings. Cztery różne hormony (IAA, IBA, NAA i GA3) zastosowano do sadzonek, z pąkami i bez, w dwóch dawkach (1000 mg/L i 5000 mg/L), a po 60 dniach wykryto 10 cech morfologicznych nowo powstałych roślin i przeprowadzono analizę statystyczną. Wyniki badań wskazują, że do produkcji M. officinalis z wykorzystaniem sadzonek łodygowych należy stosować sadzonki z co najmniej jednym pąkiem. Pomimo, że hormony z grupy auksyn (IAA, IBA i NAA) nie mają widocznego wpływu na procent ukorzenienia, wykryto, że hormony te wpływają na cechy morfologiczne nowo powstałych roślin, zwłaszcza na wytwarzanie korzeni. Aplikacja GA3 ma istotny wpływ na wysokość pędów.

1. Wstęp

Balsamka cytrynowa (Melissa officinalis L.) należy do rodziny Lamiaceae i rośnie powszechnie w środkowej i południowej Europie oraz w Azji mniejszej . Występuje również w krajach tropikalnych (Brazylia), gdzie jest popularnie znany jako erva-cidreira i Melissa . Jest to aromatyczne (cytrynowe) zioło wieloletnie, do około 1 m wysokości. Części najczęściej używane są suszone liście, często z kwitnącymi wierzchołkami .

Zielone cytrynowe aromatyzowane liście tej rośliny są używane jako świeże liście, jak również w postaci suszonej w sałatkach, sosach, zupach, z warzywami i mięsem, a także w deserach. Roślina ta używana jest do zaparzania niektórych napojów alkoholowych i nalewek oraz spożywana jako herbata ziołowa. Jest również stosowany jako roślina ozdobna i jako roślina graniczna, zwłaszcza w ogrodach .

M. officinalis został wykorzystany w różnych praktycznych zastosowań w medycynie. Liście zawierają olejki lotne. Liść zawiera również związki polifenolowe: pochodne kwasu kofeinowego w dużych proporcjach, takich jak kwas rozmarynowy, związki trimeryczne, a niektóre flawonoidy.

M. officinalis może modulować szereg działań behawioralnych, ze wskazań w tym podawania jako łagodny środek uspokajający, w zaburzeniach snu, a w łagodzeniu objawów zaburzeń nerwowych, w tym zmniejszenie pobudliwości, niepokoju i stresu. Ekstrakty M. officinalis może złagodzić subiektywne skutki stresu wywołanego przez laboratorium . To może być przydatny lek ziołowy do leczenia skurcze żołądkowo-jelitowe . M. officinalis L. ma działanie przeciwskurczowe i antymeteoryczne, jak wcześniej wykazano u zwierząt i ludzi. Schnitzler i wsp. podali, że olejek M. officinalis może być odpowiedni do miejscowego leczenia zakażeń opryszczkowych. Posiada aktywność receptorów acetylocholiny w ośrodkowym układzie nerwowym, z właściwościami wiążącymi zarówno nikotynowymi, jak i muskarynowymi.

M. officinalis jest sprzedawany głównie w połączeniu z innymi ziołami, na przykład 49 produktów zawierających melisę w aktualnym katalogu leków „Rote Liste” (2001) niemieckiego przemysłu farmaceutycznego. Od wprowadzenia jej przez Maurów do Hiszpanii w VII wieku, jej uprawa i stosowanie rozprzestrzeniły się w całej Europie w wiekach średnich. Jest on uprawiany na całym świecie ze względu na jego właściwości kulinarne .

Dzięki jego znaczenie gospodarcze, roślina ta jest produkowany w dużych polach w kilku krajach europejskich, takich jak Francja, Niemcy, Bułgaria i Rumunia, jak również w Ameryce Północnej. Mimo że roślina melisy naturalnie rozprzestrzenia się na florze naszego kraju, jej poziom rolnictwa nie jest zadowalający, a czasami jest zbierana z natury i eksportowana. Znaczna ilość melisy, która jest szeroko stosowana w Turcji, jest zbierana z naturalnej flory. Obejmuje to uprawę melisy, która ma bardzo duże znaczenie gospodarcze i przynajmniej w pewnym stopniu zapobiegnie nadmiernemu i bezsensownemu niszczeniu naturalnej flory. W niniejszej pracy analizowano możliwości produkcji M. officinalis L. z wykorzystaniem sadzonek łodygowych. W tym celu zastosowano cztery różne hormony na sadzonki łodygowe w dwóch dawkach i przeanalizowano wpływ dziewięciu aplikacji, wraz z grupą kontrolną, na 10 cech morfologicznych.

2. Materiały i metody

Sadzonki M. officinalis użyte w tych badaniach zostały zebrane z dystryktu Daday w prowincji Kastamonu w Turcji. Sadzonki zostały zebrane 8 września, nawilżone i przechowywane w murawie do kiełkowania. Aplikacje na sadzonkach przywiezionych do laboratorium przeprowadzono 9 września, jak wyjaśniono poniżej. a) Dwie trzecie polietylenowych probówek o wymiarach 3 × 3 × 15 cm wypełniono w laboratorium darnią kiełkującą Klasmanna. b) Sadzonki pocięto na kawałki o długości 2.c) Roztwory czterech różnych hormonów w dwóch różnych dawkach (1000 mg/L i 5000 mg/L) zostały zaaplikowane na sadzonki, odpowiednio, i utworzono dziewięć grup aplikacyjnych, składających się z ośmiu grup stosujących hormony i grupy kontrolnej. Aplikację przeprowadzono poprzez zanurzenie sadzonek w hormonie na 4 do 5 minut. Aplikacja ta składała się z 3 powtórzeń i 15 sadzonek w każdym powtórzeniu (15 sadzonek z pąkami i 15 sadzonek bez pąków). W każdej probówce umieszczono bezdotykowo pięć sadzonek, przykryto je około 2 cm warstwą darni kiełkującej i natychmiast nawilżono. (d) Probówki te umieszczono w pudełkach z otworami w temperaturze pokojowej (20-25°C), nie otrzymywały one bezpośredniego światła słonecznego i były podlewane dwa razy dziennie przez 60 dni. W miarę jak darń osiągała punkt nasycenia, nie dochodziło do gromadzenia się wody, ponieważ rurki i pudełka, w których je umieszczono, zawierały otwory, a nadmiar wody był uwalniany. (e) Pomiary przeprowadzono w dniu 8 listopada, który jest 60. dniem procedury. Murawa w probówkach została wysypana na stół laboratoryjny, korzenie zostały ostrożnie oczyszczone, określono ich liczbę. Średnią długość korzeni zmierzono za pomocą mikrokompasu cyfrowego. Po tym zabiegu zmierzono łodygi i liście. Wszystkie te pomiary wykonano za pomocą mikrokompasu cyfrowego z dokładnością do 0,01 mm, a wyniki wpisano do tabeli. Na koniec badań określono dziesięć cech morfologicznych dla każdej sadzonki, w tym procent ukorzenienia (RP), długość łodygi (SL), długość łodygi bez rozgałęzienia (SLB), średnicę (SD), liczbę liści (LN), długość liści (LL), wielkość blaszki liściowej (LS), szerokość blaszki liściowej (LW), liczbę korzeni (RN) i długość korzenia (RL).

Na uzyskanych danych przeprowadzono analizę wariancji, wykorzystując program pakietu SPSS 17.0. Test Duncana zastosowano dla cech z co najmniej 95% poziomem ufności statystycznej, w wyniku czego uzyskano i zinterpretowano grupy jednorodne.

3. Wyniki

Na koniec badań w sadzonkach bez pąków nie wytworzyła się nowa łodyga. Wynik ten sugeruje, że przy produkcji Melisa officinalis z sadzonek pędowych należy stosować sadzonki z pąkami. Zastosowanie hormonów w różnych dawkach wpływa na procent kiełkowania, jak również na cechy kiełkujących osobników, na różnym poziomie. Dane uzyskane wraz z wynikami badań, wyniki analizy wariancji zastosowanej na tych danych oraz test Duncana zamieszczono w tabeli 1.

Poddając analizie wartości podane w tabeli, w przypadku hormonu IAA w dawce 5000 mg/L nie obserwuje się kiełkowania. Najwyższe wartości procentowe kiełkowania uzyskano przy zastosowaniu hormonów IAA w dawce 1000 mg/L i GA3 w dawce 1000 mg/L. Wartości uzyskane w wyniku tych aplikacji są wyższe od wartości kiełkowania uzyskanych w grupie kontrolnej, jednak zgodnie z wynikami testu Duncana wartości te znajdują się w tej samej grupie jednorodnej z grupą kontrolną. Zgodnie z wynikami testu Duncana, pierwsza grupa jednorodna składa się z aplikacji, w której nie zaobserwowano kiełkowania; aplikacje 1000 mg/L IAA i 1000 mg/L GA3 wraz z grupą kontrolną znalazły się tylko w drugiej grupie jednorodnej, a pozostałe aplikacje znalazły się w obu grupach jednorodnych.

Zgodnie z wartościami podanymi w tabeli, pomiędzy aplikacjami powstały istotne różnice z 95% poziomem ufności statystycznej, natomiast poziom ufności statystycznej różnic powstałych według pozostałych cech wyniósł 99,9%. Wynik ten wskazuje, że mimo iż aplikacje hormonów nie wykazały oczekiwanego wpływu na procent kiełkowania, to mają one znaczący wpływ na inne cechy.

Poddając analizie wartości podane w tabeli zauważono, że najdłuższe siewki o długości łodygi bez rozgałęzień 81,72 i całkowitej długości łodygi 96,75 wyprodukowano przy zastosowaniu 5000 mg/L GA3. Sadzonki wyprodukowane w grupie kontrolnej mają 55,57 długości całkowitej i 30,12 długości łodygi bez rozgałęzień. W tym przypadku długość siewek z 5000 mg/L GA3 jest 2,71 razy większa od grupy kontrolnej pod względem długości łodygi bez rozgałęzień i 74% większa w długości całkowitej. Podobnie, długość siewek po aplikacji 1000 mg/L GA3 jest o 87% większa od siewek z grupy kontrolnej pod względem długości łodygi bez rozgałęzień i o 38% większa pod względem długości całkowitej. Natomiast siewki wytworzone w wyniku innych aplikacji są albo krótsze od grupy kontrolnej, albo zaliczone do tych samych jednorodnych grup z grupą kontrolną zgodnie z wynikiem testu Duncana.

Najwyższe wartości średnicy siewek i liczby liści uzyskano przy zastosowaniu 5000 mg/L IBA, natomiast jedną z największych wartości liczby liści uzyskano w grupie kontrolnej. W związku z tym można stwierdzić, że aplikacje hormonalne nie mają pozytywnego wpływu, zwłaszcza na liczbę liści.

Poddając analizie wpływ aplikacji hormonalnych na wielkość liści zauważono, że aplikacje IBA mają duży wpływ na wielkość i szerokość liści. Zaobserwowano, że liście poddane działaniu 1000 mg/L IBA są o 55% dłuższe i o 45% szersze w porównaniu do grupy kontrolnej. Liście poddane działaniu 5000 mg/L IBA są o 31% dłuższe i o 44% szersze niż w grupie kontrolnej. Zauważono, że aplikacja 5000 mg/L IBA jest wysoce efektywna pod względem całkowitego rozmiaru liści. Liście wyprodukowane w grupie kontrolnej mają 18,84 mm, podczas gdy liczba ta wynosi 27,38 mm w aplikacji 5000 mg/L IBA i 23,1 mm w aplikacji 5000 mg/L GA3, co jest wysoce efektywne pod względem wzrostu długości sadzonek.

Nawet jeśli długość pnia jest ważnym wskaźnikiem jakości sadzonki, stosunek korzeni do pnia jest bardzo ważny dla zdrowej sadzonki. Sadzonki, które mogą generować owłosione korzenie są ogólnie akceptowane jako zdrowsze, a sadzonki, które mogą generować korzeń palowy w krótkim okresie czasu łatwiej docierają do wody gruntowej w środowisku naturalnym, a tym samym zwiększa się ich szansa na przeżycie.

Zgodnie z powyższym, generowanie korzeni jest jednym z najważniejszych wskaźników jakości sadzonek. Zgodnie z wynikami badań, sadzonki w grupie kontrolnej wykształciły 2,67 korzeni o średniej długości 10,32, natomiast sadzonki otrzymujące aplikację 1000 mg/L IBA wykształciły 4 korzenie o średniej długości 54,02. Sadzonki, które otrzymały aplikację 5000 mg/L IBA miały 5,5 korzeni o średniej długości 21,35. Sadzonki, które otrzymały aplikację 5000 mg/L GA3 wykształciły 4 korzenie o średniej długości 13,81.

Wyniki badań pokazują, że aplikacje hormonalne mają duży wpływ na rozwój korzeni. Fakt, że tylko liczba korzeni sadzonek rozwiniętych z aplikacją 1000 mg/L GA3 jest niższa niż w grupie kontrolnej, podczas gdy wszystkie aplikacje rozwinęły dłuższe korzenie w porównaniu z grupą kontrolną, a korzenie sadzonek rozwiniętych z aplikacją 1000 mg/L IBA są ponad pięciokrotnie dłuższe niż w grupie kontrolnej wskazuje, że aplikacje hormonalne mają duży wpływ na rozwój korzeni.

4. Dyskusja

Wyniki badań pokazują, że do produkcji M. officinalis przy użyciu sadzonek łodygowych należy używać sadzonek z co najmniej jednym pąkiem. Sadzonki łodygowe bez pąków nie ukorzeniały się.

Wyniki badań wskazują, że hormony z grupy auksyn (IAA, IBA i NAA), będące przedmiotem niniejszej pracy, nie mają widocznego wpływu na szybkość ukorzeniania, ale mają wpływ na cechy morfologiczne nowo powstałych roślin. Zwłaszcza rozwój korzeni osiągał istotnie różne wartości u roślin, którym podawano hormony z grupy auksyn.

Proces powstawania korzeni przybyszowych jest uwarunkowany wieloma czynnikami wewnętrznymi i zewnętrznymi. Wśród czynników wewnętrznych najważniejszą rolę przypisuje się fitohormonom, zwłaszcza auksynom. Powszechnie uważa się, że auksyny odgrywają pewną rolę w inicjacji ukorzeniania. Auksyny kontrolują wzrost i rozwój roślin, w tym inicjację korzeni bocznych i odpowiedź grawitacyjną korzeni. Wiele badań wykazało, że egzogenne stosowanie auksyn powoduje zwiększoną inicjację korzeni bocznych i że rozwój korzeni bocznych jest wysoce zależny od auksyny i transportu auksyny.

Wpływ hormonów z grupy auksyn na ukorzenianie i rozwój roślin został omówiony w kilku badaniach. Alvarez i wsp. analizowali efektywność IAA i IBA u Malus pumila; Štefančič i wsp. badali efektywność IAA i IBA u Prunus spp. oraz IBA i NAA u Pseudotsuga menziesii; Hossain i wsp. analizował skuteczność IBA w Swietenia macrophylla i Chukrasia velutina; Hussain i Khan analizowali skuteczność IAA i IBA w gatunkach Rosa; Ozel i wsp. analizowali skuteczność IAA i NAA w Centaurea tchihatcheffii; Chhun i wsp. badali skuteczność IAA, IBA i NAA w Oryza sativa; De Klerk i in. analizowali skuteczność IAA, IBA i NAA w Malus; Martin badał skuteczność IBA w Holostemma ada-kodien; Nordström i in. badali skuteczność IAA i IBA w Pisum sativum; Tchoundjeu i wsp. analizowali skuteczność IBA w Prunus Africana; Swamy i wsp. badali skuteczność IBA i NAA zarówno w Robinia pseudoacacia, jak i Grewia optiva. Z badań tych wynika, że generalnie grupa hormonów auksynowych ma wpływ na ukorzenianie. Wynik ten jest zgodny z wynikami niniejszych badań.

Gibereliny znajdują się na trzecim miejscu z 17% udziałem wśród najczęściej stosowanych hormonów roślinnych w grupie naturalnych regulatorów wzrostu roślin. Komercyjnie najczęściej stosowaną gibereliną jest GA3 i jest ona stosowana w celu zwiększenia długości roślin lub zwiększenia plonu roślin. Wyniki badań pokazują, że długość siewek otrzymujących aplikację 5000 mg/L GA3 jest 2,71 razy większa niż w grupie kontrolnej pod względem długości łodygi bez rozgałęzień i 74% większa w długości całkowitej. Wynik ten jest również zgodny z wynikami literaturowymi.

Efekt GA3 na ukorzenianie był również analizowany w kilku badaniach. Skuteczność GA3 na Prunus avium L. i Prunus mahaleb była analizowana przez Hepaksoy , przez Aygün i Dumanoğlu na Cydonia oblonga, przez Coşge et al. na Capparis ovata i Capparis spinosa, a przez Selby et al. na Picea sitchensis. Jednakże u kilku gatunków nie stwierdzono wyraźnej skuteczności GA3 w ukorzenianiu.