Genetic Transformation of Common Beans at Four Leaves Stage Under In Vitro Conditions

Year 2005, Volume: 18 Issue: 2, 291 - 294, 01.09.2005

S. Sağlam C. Y. Çiftçi K. M. Khawar M. Atak S. Özcan

Abstract

Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is highly rich in protein and is the most cultivated and consumed crop in the world. Two cultivars Aras and Eskişehir-855 of common bean were germinated under the laboratory conditions and inoculated with oncogenic A281 and non oncogenic GV2260 & EHA 105 lines of Agrobacterium tumefaciens at the four leaf stage at stems above the upper most node. As a result of inoculation with line A281, tumors were observed in cultivars Aras and Eskişehir-855. No abnormality was observed on roots of respective cultivars. When these cultivars were inoculated with non oncogenic GV2260 and EHA105 lines of A. tumefaciens, the leaves were clearly mosaic and yellow. These were tested for GUS gene but were not GUS positive. When the same cultivars were inoculated with the 15834 line of A. rhizogenes, they resulted in roots at the points of inoculation. No rooting was observed on the non inoculated control plants. The tumor formation and induction of roots with oncogenic lines of Agrobacterium indicate the possibility of genetic transformation under in planta conditions. The result of this study provides a necessary background for genetic transformation of common beans. It is expected that the method used for the gene transfer of oncogenes and nononcogenic marker genes could be effectively used for the genetic transformation to obtain resistant plants against agricultural chemicals, cold, disease and pests in the future.

Keywords

Four Leaved Plantlets, In Vitro, Genetic Transformation, Common Bean, Agrobacterium

İn Vitro Koşullarda Fasulye Bitkisine Dört Yapraklı Aşamada Transformasyon Çalışmaları

Abstract

Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) dünya verilerine göre en fazla ekim alanına ve üretime sahip, yararlanma ve kullanma bakımından özellikle proteince zengin bir yemeklik tane baklagil bitkisidir. Fasulyenin Aras ve Eskişehir855 çeşitleri laboratuvar koşullarında çimlendirilmiş ve dört yapraklı döneme geldiklerinde gövdeleri Agrobacterium tumefaciens’in onkogenik A281 hattı ve non-onkogenik GV2260, EHA105 hatları ile aşılanmıştır. Aşılama sonucunda A281 ile muamele edilmiş Aras ve Eskişehir-855 çeşitlerinde tümörler görülmüştür. Kökler üzerinde herhangi bir olumsuz etkisine rastlanmamış ve köklerin normal gelişimine devam ettiği görülmüştür. Aynı şekilde her iki çeşidin A. tumefaciens’in non-onkogenik GV2260 ve EHA105 hatları ile aşılanması sonucunda bitkilerin yapraklarında mozaiklik ve sararma görülmüştür. Bunlar GUS testine tabi tutulmuş fakat GUS pozitif sonuçlar elde edilememiştir. Bitkiler dört yapraklı aşamada iken A. rhizogenes’in 15834 hattı ile de aşılanmış ve bitkilerin gövdelerinde kökler görülmüştür. Bakteri aşılanmamış kontrol bitkilerinde köklenme görülmemiştir. A. tumefaciens’in onkogenik hatları ile bitkilerde tümör ve kök oluşumu in planta koşullarda gen aktarılabileceğini göstermektedir. Bu çalışmanın sonuçları fasulye bitkisinde genetik mühendisliği için gerekli alt yapıyı oluşturmaktadır. Onkogenik ve işaret genlerinin aktarılması sırasında kullanılan yöntem ilerde tarımsal ilaçlara, soğuğa, hastalık ve zararlılara dayanıklılık genlerinin fasulye bitkisine aktarılması yolunda da izlenebilecektir

Keywords

Dört Yapraklı Bitkicik, In Vitro, Gen Aktarımı, Fasulye, Agrobacterium

References

• Elçi, Ş., Kolsarıcı, Ö. ve Geçit, H. H. 1994. Tarla bitkileri. Ankara Üni. Zir. Fak. Yayınları: 1385, Ankara, s, 239
• Havas, I., Bisztray, G. Y. D. and Velich, I. 2004. Attempts for the transformation of bean (Phaseolus vulgaris) 5th IVHCB symposium. In vitro culture and horticultural breeding. Biotechnology as theory and practice in horticulture. Debrecen. Hungary, s, 15.
• Hepburn, A. G., Clarke, R. E., Pearson, L. and White, J. 1983. The role of cytosine methylation in the control of nopaline synthase gene expression in a plant tumor, J Mol. Appl. Genet., 2: 315-329.
• Hood, E. E., Helmer, G. L., Fraley, R. T. and Chilton, M. D. 1986. The hyper virulence of Agrobacterium tumefaciens A281 is encoded in a region of pTi Bo542 outside of T- DNA. J. Bacteriol., 168: 1291-1301.
• Jefferson, R. A. 1987. Assaying chimeric genes in plants: the GUS gene fusion system. Plant Mol. Biol. Rep., 5: 387-405.
• Murashige, T. and Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plantarum., 15: 473- 497.
• Özcan, S. 1993. Tissue culture in pea and engineering a marker gene for specific expression in target cells for plant transformation (Ph.D. Thesis), University of Leicester, U.K.
• Şehirali, S. 1988. Yemeklik Dane Baklagiller. Ankara Üni. Zir. Fak. Yayınları: 1089, Ankara.