In vitro propagation of Gypsophila germanicopolitana Hub.-Mor. an endangered and edaphic endemic in Çankırı

Abstract

In this study, in vitro propagation of Gypsophila germanicopolitana HUB.- MOR., which grows on gypsum hills within the limits of Çankırı province was taken as an aim. The species is included in the list of plants under “critical extinction (CR)” according to the International Union for Conservation of Nature and Natural Resources red list category. Shoot tips and internodes of the plant were used as explant sources for in vitro propagation, as basal nutrient medium 1) Murashige and Skoog (MS) 2) Nitsch & Nitsch (NN) were chosen, as plant growth regulators 1) 6-benzylaminopurine (BAP) (0 mg/L, 0.5 mg/L, 1 mg/L) and 2) Kinetin (KIN) (0 mg/L, 0.5 mg/L, 1 mg/L) were used as cytokinin source as well as 3) Indole-3-butyric acid (IBA) (0 mg/L) L, 0.25 mg/L, 0.5 mg/L) and 4) α-naphthalene acetic acid (NAA) (0 mg/L, 0.25 mg/L, 0.5 mg/L) were as auxin sources. After that 36 combinations with different doses were established. Gelrite (2.1 g/L) was used as a gelling agent and 30 g/L of sucrose was added as a carbon source to the nutrient media. As a result, the best shoot regeneration was observed in Nitsch & Nitsch (NN) nutrient medium with a combination of 0 mg/L KIN + 0.5 mg/L NAA plant growth regulator. Root regeneration was more successfully present within the explants cultured in MS nutrient medium than in NN nutrient medium. No other in vitro propagation studies have been carried out on this endemic species before and so it has a unique value in serving as a basis for future studies.

Keywords

• Çankırı
• Gypsophila germanicopolitana
• In vitro techniques
• Internode
• shoot tip

ÇANKIRI İLİNDE YOK OLMA TEHLİKESİ ALTINDAKİ VE EDAFİK ENDEMİK GYPSOPHILA GERMANICOPOLITANA HUB.-MOR.’UN IN VITRO KOŞULLARDA ÇOĞALTIMI

Abstract

Bu çalışmada, Çankırı ili sınırları içerisindeki jipsli tepeler üzerinde yayılış gösteren ve Uluslararası Doğa ve Doğal Kaynakları Koruma Birliği kırmızı liste kategorisine göre “kritik yok olma tehlikesi (CR)” altındaki bitkiler listesinde yer alan Gypsophila germanicopolitana HUB.-MOR. bitkisinin in vitro koşullarda çoğaltımı amaçlanmıştır. Eksplant kaynağı olarak bitkinin sürgün uçları ve sürgünler üzerindeki boğum araları kullanılmıştır. In vitro çoğaltım için temel besin ortamları olarak 1) Murashige ve Skoog (MS) 2) Nitsch & Nitsch (NN), bitki büyüme düzenleyicilerinden sitokinin kaynağı olarak 1) 6-benzylaminopurin (BAP) (0 mg/L, 0,5 mg/L, 1 mg/L) ve 2) Kinetin (KIN) (0 mg/L, 0,5 mg/L, 1 mg/L)’in yanı sıra oksin kaynağı olarak da 3) Indol-3-bütirik asit (IBA) (0 mg/L, 0,25 mg/L, 0,5 mg/L) ve 4) α-naftalen asetik asit (NAA) (0 mg/L, 0,25 mg/L, 0,5 mg/L) dozları 36 farklı madde kombinasyonu halinde ilave edilmiştir. Besin ortamlarına katılaştırıcı olarak gelrite (2,1 g/L) ve karbon kaynağı olarak 30 g/L sakaroz eklenmiştir. Sonuç olarak En yüksek sayıda sürgün rejenerasyonu, 0 mg/L KIN + 0,5 mg/L NAA bitki büyüme düzenleyici madde kombinasyonu ilave edilmiş Nitsch & Nitsch (NN) besin ortamında gözlenmiştir. MS besin ortamında kültüre alınmış eksplantlarda ise köklenme NN besin ortamına göre daha başarılı olmuştur. Daha önce bu endemik türe ait herhangi bir in vitro çoğaltım çalışmasının yapılmamış olması ve ileride yapılacak çalışmalara temel oluşturması bakımından özgün değer taşımaktadır.

Keywords

• Çankırı
• Gypsophila germanicopolitana
• In vitro teknikler
• Boğum arası
• Sürgün ucu

References

1. Reference1 Ahroni, A., Zuker, A., Rozen, Y., Shejtman, H., Vainstein, A. 1997. An efficient method for adventitious shoot regeneration from stem-segment explants of gypsophila. Plant Cell Tissue and Organ Culture 49,101-106.
2. Reference2 Aslam F., Rashid S., Ilyas S., Naz S., Ali A. 2012. In vitro propagation of Gypsophila paniculata L. through plant tissue culture techniques. Pakistan Journal of Science 64, 6-10.
3. Reference3 Ataşlar, E. 1999. Batı Anadolu Gypsophila L. Türleri üzerinde biyosistematik çalışmalar. Doctoral thesis. Osmangazi Üniv. Fen Bilimleri, 128 p, Eskişehir.
4. Reference4 Avcı, M. 2005. Çeşitlilik ve Endemizm Açısından Türkiye’nin Bitki Örtüsü, İstanbul Üniv. Edebiyat Fak. Coğrafya Bölümü, Coğrafya Dergisi 13, 27-55.
5. Reference5 Ayeh, K.O., Selliah, R., Hvoslef-Eide, A.K. 2009. Effect of media on some in vitro and ex-vitro parameters in micropropagation of Gypsophila paniculata L. Academic J. Plant Sci. 2, 260-266.
6. Reference6 Babaoğlu, M., Gezgin, S., Topal, A., Sade, B., Dural, H. 2004. Gypsophila sphaerocephala Fenzl ex Tchihat. a boron hyperaccumulator plant species that may phytoremediate soils with toxic B levels. Turkish Journal of Botany 28, 273-278.
7. Reference7 Çördük, N., Akı, C., 2010, Direct shoot organogenesis of Digitalis trojana Ivan., an endemic medicinal herb of Turkey African Journal of Biotechnology 9,1587- 1591.
8. Reference8 Ekim, T., Koyuncu, M., Vural, M., Duman, H., Aytaç, Z., Adıgüzel, N. 2000. Türkiye bitkileri kırmızı kitabı (eğrelti ve tohumlu bitkiler) Red data book of Turkish plants (Pteridophta and Spermatophyta) Türkiye Tabiatını Koruma Derneği ve Yüzüncü Yıl Üniv. 246p. Ankara.

9. Reference9 İnan, M. 2006. Çukurova Koşullarında Farklı kökenli çöven (Gypsophila sp.) türlerinde kök verimleri ve saponin içeriklerinin araştırılması. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi, 90p, Adana.
10. Reference10 Kapdan, E., Sezgin, M. 2021. In vitro propagation to conserve the local endemic and endangered medicinal plant Helianthemum germanicopolitanum Bornm. Brazilian Archives of Biology and Technology 64,1-14.
11. Reference11 Kiani, M., Zarghami, H., Memariani, F., Tehranifar. A. 2012. In vitro propagation and conservation of Diaphanoptera khorasanica (Caryophyllaceae), a threatened endemic and potential ornamental species in northeast of Iran. Journal of Cell and Molecular Research 4, 89-96.
12. Reference12 Kocaoğlu, G. B. 2004. Saponinler ve biyolojik önemi. Erciyes Üniv. Vet. Fak. Derg., 1, 125-131.
13. Reference13 Korkmaz, M. 2007. Türkiye’de yetişen tek yıllık Gypsophila L. (Caryophyllaceae) taksonları üzerinde biyosistematik çalışmalar. Doctoral Thesis, S. Demirel Üniv, 248p, Isparta.
14. Reference14 Korkmaz, M. 2012. Türkiye’nin bazı Gypsophila L. (Caryophyllaceae) taksonlarının habitat özellikleri. Biyoloji Bilimleri Araştırma Dergisi 5, 111-125.
15. Reference15 Korkmaz, M. Özçelik, H. 2011. Contributes to the ecological characteristics of Turkey Gypsophila L. (Caryophyllaceae) taxa. Biological Diversity and Conservation 15, 148-160.
16. Reference16 Miranda, J., Konschuh, M., Yeung, C., Chinnappa, C. 1999. In vitro plantlet regeneration from hypocotyl explants of Stellaria longipes (Caryophyllaceae). Canadian Journal of Botany 77, 318-322.
17. Reference17 Morariu, A., Chelariu, E., Căuleţ R. 2008. In vitro micropropagation of gypsophila muralis from cotyledon explants. University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Iasi, pp:269-274.
18. Reference18 Özçelik, H., Özgökçe, F. 1999. Gypsophila bitlisensis Bark. ve Gypsophila elegans Bieb. üzerinde morfolojik, taksonomik ve ekolojik araştırmalar. First International Symposium on Protection of Natural Environment and Ehrami Karaçam, pp.295- 313.
19. Reference19 Özçelik, H., Yıldırım, B. 2011. Türkiye çövenlerinin (Gypsophila L. ve Ankyropetalum Fenzl spp.) ekonomik önemi, kullanım olanakları ve korunması üzerine düşünceler, SDÜ Orman Fakültesi Dergisi 12, 57-61.
20. Reference20 Shaulo, D.N, Erst, A.A., Erst, A.S. 2014. In vitro Propagation of Dianthus mainensis, an endemic plant from the West Sayan (North Asia). Taiwania. 59, 106‒110.
21. Reference21 Tejavathi, D.H., Indira, M.N. 2013. Regeneratıon of shoots from leaf callus cultures of drymarıa cordata (L) willd ex roem and schult indian. Journal Of Fundamental And Applied Life Sciences. 3, 111-115.
22. Reference22 Teteryuk, L.V., Mikhovich Z.E. 2020, In vitro culture of the Ural endemic Gypsophila uralensis Less. (Caryophyllaceae) Turczaninowia. 23, 29–35.
23. Reference23 Thiem, B., Maliñski, M., Tomczyk, M. 2013. In vitro propagation of Lychnis flos- cuculi L., a plant with potential medicinal value. National Conference “In Vitro Cultures In Plant Physiology”, pp:55-66.
24. Reference24 Toaima, N., Bosila, H., Abd El-Fattah El-Ateeq, A. 2013. In vitro growth regulators, gelling agents and sucrose levels affect micropropagation of Gypsophila paniculata L. Middle East Journal of Agriculture Research. 5, 313- 323.
25. Reference25 Xiong, J., Fisher, W., Inoue, K., Nakahara, M., Bauer, C. 2000. Molecular evidence for the early evolution of phytosythesis. Science 289, 1724-1730.
26. Reference26 Yıldız, K. 2012. Silene L., in: Guner, A., Aslan, S., Ekim, T., Vural, M., Babaç, M.T. (eds) Türkiye Bitkileri Listesi (Damarlı Bitkiler). İstanbul Nezahat Gökyiğit Botanik Bahçesi Yayınları, pp. 354–365.