Comparative Biplot Analysis of Micropropagation of Viking Aronia Cultivar in Different Plant Tissue Culture Media

Year 2024, , 90 - 96, 30.06.2024

Çağlar Kaya Tolga Sarıyer

https://doi.org/10.18615/anadolu.1494423

Abstract

In this study, the effect of different concentrations of some plant growth regulators on the in vitro micropropagation of the Viking aronia variety was investigated. In this context, 15 different culture media were prepared by adding plant growth regulators (BAP, IBA, GA3, TDZ) in various concentrations and combinations to the MS medium (Murashige and Skoog, 1962). Sterilised shoot tips were transferred to the relevant plant tissue culture media in three replications according to the randomized parcels trial pattern, with three explants in each replication. At the end of the four-week development period, average vitrification rate (VIR), average shoot length (SHL) and average number of nodes (NON) parameters were evaluated. Biplot analysis was employed to analyze the data obtained. According to the biplot analysis, B1I002G1T1: (1.0 mg L-1 BAP+0.02 mg L-1 IBA+1.0 mg L-1 GA3+1.0 mg L-1 TDZ), B1I002G1T05: (1.0 mg L-1 BAP+0.02 mg L-1 IBA+1 mg L-1 GA3+0.5 mg L-1 TDZ) and B1I002G05T1: (1.0 mg L-1 BAP + 0.02 mg L-1 IBA+0.5 mg L-1 GA3+1.0 mg L-1 TDZ) had a more positive effect on the number of nodes and shoot length. This study showed that the Viking aronia variety can be easily grown from cuttings by adjusting the plant growth regulator concentrations and combinations. Different media and plant growth regulators are needed for each aronia variety, so more studies are needed to improve success rates.

Keywords

Aronia melanocarpa (Michx.) Elliott, explant, plant growth regulators, plant tissue culture, micropropagation

Viking Aronya Çeşidinin Farklı Bitki Doku Kültürü Ortamlarında Mikroçoğaltımının Karşılaştırmalı Biplot Analizi

Abstract

Bu çalışmada, bazı bitki büyüme düzenleyicilerinin farklı konsantrasyonlarının Viking aronya çeşidinin in vitro mikro çoğaltımı üzerine etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda, MS ortamına (Murashige and Skoog, 1962) farklı konsantrasyon ve kombinasyonlarda bitki büyüme düzenleyicileri (BAP, IBA, GA3, TDZ) ilave edilerek 15 farklı kültür ortamı kullanılmıştır. Sterilize edilmiş sürgün uçları, her tekerrürde 3 eksplant olacak şekilde, tesadüf parselleri deneme desenine göre üç tekerrürlü olacak şekilde ilgili bitki doku kültürü ortamlarına aktarılmıştır. Dört haftalık gelişme süresi sonunda ortalama vitrifikasyon oranı (VIR), ortalama sürgün uzunluğu (SHL) ve ortalama boğum sayısı (NON) parametreleri değerlendirilmiştir. Elde edilen veriler Biplot analizi ile değerlendirilmiştir. Biplot analizine göre B1I002G1T1: (1,0 mg L-1 BAP+0,02 mg L-1 IBA+1,0 mg L-1 GA3+1,0 mg L-1 TDZ), B1I002G1T05: (1,0 mg L-1 BAP+0,02 mg L-1 IBA+1 mg L-1 GA3+0,5 mg L-1 TDZ) ve B1I002G05T1: (1,0 mg L-1 BAP + 0,02 mg L-1 IBA+0,5 mg L-1 GA3+1,0 mg L-1 TDZ) ortamlarının boğum sayısı ve sürgün uzunluğu üzerine daha olumlu etki gösterdiği tespit edilmiştir. Bu çalışma ile Viking aronya çeşidinin mikroçoğaltımının farklı bitki büyüme düzenleyici konsantrasyonları ve kombinasyonları optimize edilerek kolaylıkla gerçekleştirilebileceği belirlenmiştir. Ancak her aronya çeşidinin mikroçoğaltımında farklı kültür ortamına ve bitki büyüme düzenleyicilerine ihtiyaç duyulması başarı oranlarının artırılmasında daha fazla çalışma yapılmasını gerektirmektedir.

Keywords

Aronia melanocarpa (Michx.) Elliott, eksplant, bitki büyüme düzenleyicileri, bitki doku kültürü, mikroçoğaltım

References

• Aydin, B. 2023. Türkiye'de aronya tuketimi ve gelecek potansiyeli. Tarım ve Gıda Dergisi 15 (2): 123-135.
• Bakır, K. 2019. Aronya (Aronia melanocarpa sp. Viking) meyvesi bazlı cay ve nutrasotik urunlerde fenolik antioksidanların detaylı tayini: Antiproliferatif ve antikarsinojenik gıda takviyeleri olarak kullanılabilirliğinin arastirilmasi. Yüksek Lisans Tezi. Manisa Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitusu Gıda Mühendisligi Anabilim Dalı Manisa.
• Bolling, B. W., R. Taheri, R. Pei, S. Kranz, M. Yu, S. N. Durocher, M.H. Brand. 2015. Harvest date affects Aronia juice polyphenols, sugars, and antioxidant activity, but not anthocyanin stability. Food Chem. 187: 189–196.
• Chrubasik, C., G. Li, S. Chrubasik. 2010. The clinical effectiveness of chokeberry: A systematic review. Phytotherapy Research 24: 1107-14. doi:https://doi.org/10.1002/ ptr.3226 9.
• Çelik, H. 2022. Aronya urunlerinin ic pazar ve ihracattaki önemi. Gıda Teknolojisi Dergisi 10 (4): 78-89.
• Çulhacı, E. and M. Yıldırım Yalcın. 2022. Aronya meyvesinin besinsel özellikleri ve biyoaktif bilesenleri. E-bildiri, 12. Gıda Muhendisligi Ogrenci Kongresi. 21-22 Mart 2022. Bursa.
• Daskalova, E., S. Delchev, M. Topolov, S. Dimitrova, Y. Uzunova, S., Valcheva-Kuzmanova, M. Kratchanova, L. VladimirovaKitova, P. Denev. 2019. Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot fruit juice reveals neuroprotective effect and improves cognitive and locomotor functions of aged rats. Food and Chemical Toxicology. 132: 110-674. doi: https://doi.org/10.1016/j.fct. 2019.110674
• Demir, M. 2019. Türkiye'de aronya yetiştiriciliği ve devlet teşvikleri. Tarim Ekonomisi Araştırma Enstitüsü Yayınları. 7 (3): 45-58.
• Dogan, M. and B. Emsen. 2018. Anti-cytotoxic-genotoxic influences of in vitro propagated Bacopa monnieri L. Pennell in cultured human lymphocytes. Eurasian Journal of Biological and Chemical Sciences 1 (2): 48-53.
• Fidancı, A. 2015. Türkiye için yeni bir minor meyve: Aronia bitkisi ve yetiştirme teknikleri. VII. Ulusal Bahce Bitkileri Kongresi. 25-29 Agustos Çanakkale. 1177-1180.
• Gao, N., C. Shu, Y. Wang, J. Tian, Y. Lang, C. Jin, X. Cui, H. Jiang, S. Liu, Z. Li, W. Chen, H. Xu, B. Li. 2024. Polyphenol components in black chokeberry (Aronia melanocarpa) as clinically proven diseases control factors—an overview. Food Science and Human Wellness 13(3): 1152-1167. https://doi.org/10.26599/FSHW.2022.9250096
• Golovinskaia, O. and C.K. Wang. 2021. Review of functional and pharmacological activities of berries. Molecules. 26 (13): 3904.
• Güçlü, F., F. Koyuncu, B. Şan. 2010. Bazı klon kiraz anaçlarının doku kültürü yöntemiyle çoğaltılması. Süleyman Demirel Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 14 (2): 144-147.
• Jurikova, T., J. Mlcek, S. Skrovankova, D. Sumczynski, J. Sochor, I. Hlavacova, L. Snopek, J. Orsavova. 2017. Fruits of black chokeberry Aronia melanocarpa in the prevention of chronic diseases. Molecules 22(6): 944. https://doi.org/ 10.3390/molecules 22060944
• Kadıoglu, Y. and Y.Yilmaz. 2023. Samsun örneğinde klimatik özelliklerin aronya yetistiriciligi açısından analizi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi 10 (4): 1137-1146. https://doi.org/ 10.30910/turkjans.1311377
• Kapci, B., E. Neradová, H. Čížková, M. Voldřich, A. Rajchl, E. Capanoglu. 2013. Investigating the antioxidant potential of chokeberry (Aronia melanocarpa) products. J. Food Nutr. Res. 52: 219–229.
• Kaya, A. 2021. Çiftcilerin aronya yetiştiriciliğinde karşılaştığı sorunlar ve çözüm önerileri. Ziraat Fakültesi Dergisi 13 (1): 99-112.
• Kaya, C., T. Sariyer, E. Sahin. 2023. Determination of effective surface sterilization protocol in in vitro tissue culture for Giant Snowdrop (Galanthus elwesii Hook) bulbs. International Journal of Agriculture Environment and Food Sciences 7 (2): 345-348. https://doi.org/10.31015 /jaefs.2023.2.12
• Kırmızıkuşak, D. 2023. Fonksiyonel bir gıda: Üzüm meyveleri. Kahramanmaraş Istiklal Universitesi Sosyal Bilimler Dergisi 1 (1): 34-44. https://doi.org/10.5281/zenodo. 10449615
• Kulling, S. E., and H. M. Rawel. 2008. Chokeberry (Aronia melanocarpa)–A review on the characteristic components and potential health effects. Planta medica. 74 (13): 1625-1634.
• Kumlay, A. M. and T. Eryigit. 2011. Bitkilerde büyüme ve gelismeyi düzenleyici maddeler: Bitki hormonları. Journal of the Institute of Science and Technology 1 (2): 47-56.
• Kunzekweguta, M., K. M. Rich, M. C. Lyne. 2017. Factors affecting adoption and intensity of conservation agriculture techniques applied by smallholders in Masvingo district, Zimbabwe. Agrekon. 56 (4): 330-346.
• Lackner, S., A. Mahnert, C. Moissl-Eichinger, T. Madl, H. Habisch, N. Meier-Allard, C. Kumpitsch, T. Lahousen, A. Kohlhammer-Dohr, S. Mörkl, H. Strobl, S. Holasek. 2024. Interindividual differences in aronia juice tolerability linked to gut microbiome and metabolome changes—secondary analysis of a randomized placebo-controlled parallel intervention trial. Microbiome. 12: 49. https://doi.org/ 10.1186/s40168-024-01774-4
• Martin, D.A., R. Taheri, M.H. Brand, A. Draghi, F.A. Sylvester, B.W. Bolling. 2014. Anti-inflammatory activity of aronia berry extracts in murine splenocytes. Journal of Functional Foods 8: 68-75.
• Mertoglu, C., M. T. Huyut, Y. Arslan, Y. Ceylan, T. A. Coban. 2021. How do routine laboratory tests change in coronavirus disease 2019?. Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation 81 (1): 24-33.
• Özturk, E. 2020. Aronya meyvesinin antioksidan özellikleri ve sağlık faydaları. Saglik Bilimleri Dergisi 8 (2): 210-223.
• Özzambak, M., E. Zeybekoğlu, G. Izzet, T. Kılıç. 2018. Spathiphyllum’un in vitro mikro çogaltımı üzerine şeker konsantrasyonlarının etkileri. Sakarya University Journal of Science 22 (3): 1015-1023.
• Rauf, A., Imran, M., T. Abu-Izneid, I. Haq, S. Patel, X. Pan, S. Naz, A. Silva, F. Saeed, H. Suleria. 2019. Proanthocyanidins: A compre hensive review. Biomed Pharmacother 116: 108999.
• Sattler, C., Nagel, U. J. 2010. Factors affecting farmers’ acceptance of conservation measures-A case study from north-eastern Germany. Land Use Policy 27 (1): 70–77. https://doi.org/ 10.1016/j.landusepol.2008.02.002
• Sayılır, A., Özzambak, E., Ö. Erefnur, D. Eşiyok. 2007. Kapari turlerinin (Capparis L.) tohumla ve doku kültürü ile çogaltılması uzerine araştırmalar. Celal Bayar Üniversitesi. Fen Bilimleri Dergisi 3 (1): 71- 80.
• Shahin, L., S.S. Phaal, B.N. Vaidya, J.E. Brown, N.Joshee. 2019. Aronia (Chokeberry): An underutilized, highly nutraceutical plant. Journal of Medicinally Active Plants 8 (4): 46-63.
• Sharif, T., M. Alhosin, C. Auger, C. Minker, J.H. Kim, N. EtienneSelloum, P. Bories, H. Gronemeyer, A. Lobstein, C. Bronner, G. Fuhrmann, V. B. Schini-Kerth. 2012. Aronia melanocarpa juice induces a redox-sensitive p73- related caspase 3- dependent apoptosis in human leukemia cells. PLoS One. 7 (3): 32526. doi: https://doi.org/ 10.1371/journal.pone.0032526 PMid:22412883.
• Singh, A. 2015. Micropropagation of plants. Plant biology and biotechnology: Volume II: Plant genomics and biotechnology 329-346.
• Soylu, A. and U. Erturk. 1999. Researches on micropropagation of chestnut. Acta Hort. 494: 247-253.
• Szopa, A., R. Ekiert, and H. Ekiert. 2017. Current knowledge of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill.(Chinese magnolia vine) as a medicinal plant species: a review on the bioactive components, pharmacological properties, analytical and biotechnological studies. Phytochemistry Reviews 16: 195-218.
• Şengül, E. 2012. Karadutun (Morus nigra L.) in vitro cogaltimi. Master's thesis. Bursa Uludag University (Turkey). Vagiri, M., and M. Jensen. 2017. Influence of juice processing factors on quality of black chokeberry pomace as a future resource for colour extraction. Food Chem. 217: 409–417.
• Yang, B. and M.Kortesniemi, 2015. Clinical evidence on potential health benefits of berries. Current Opinion in Food Science 2: 36-42.
• Yilmaz, A., E. Guler, H.E. Soydemir, S, Demirel, S. Mollahaliloglu, V. Ciftci, T. Karadeniz. 2021. Miracle Plant: Black Chokeberry (Aronia melanocarpa). MAS Journal of Applied Sciences 6 (1): 83-94.
• Yilmaz, R. 2020. Karadeniz Bölgesi'nde aronya yetiştiriciliği. Tarımsal Üretim ve Teknoloji Dergisi 11 (5): 33-47.
• Yilmaz-Gokdogan, E., and E. Kaya. 2017. Short, medium and long-term conservation of plant biodiversity: Biotechnology and cryopreservation. Journal of Agricultural Faculty of Mustafa Kemal University 22 (1):87-111.