Narda Çiçek Tomurcuğu Alım Dönemi, Karanlık Rejimi ve Bitki Büyüme Düzenleyicilerinin Anter Kültürü Üzerine Etkileri

Öz

Nar (Punica granatum L.), Türkiye’de yetiştiriciliği ve ihracatı ile ön plana çıkan bir meyve türüdür. Anter kültürü tekniği ile ıslah çalışmalarının desteklenmesi, özellikle meyve türlerinde zor olan haploidizasyonun sağlanması açısından önemlidir. Narda in vitro androgenesis yöntemi ile haploid bitki elde edilmesi konusunda yayına rastlanılmamıştır. Bu çalışmada, İzmir 1513 nar çeşidinde farklı tomurcuk alım dönemleri, karanlık rejimleri ve bitki büyüme düzenleyicilerinin anter kültürüne olan etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Materyal olarak 1. dönem (25 Mayıs-tam çiçeklenme) ve 2. dönemdeki (10 Haziran-çiçeklenme sonu) A tipi çiçek tomurcukları kullanılmıştır. Kültüre alınan anterlere 4 ve 6 hafta karanlık rejimi uygulanmıştır. Kültür ortamı olarak MS besi ortamına eklenen BAP, 2,4-D ve NAA’nın farklı konsantrasyon ve kombinasyonlarından oluşan 5 farklı ortam denenmiştir. Denemelerin sonucunda uygulamaların hem ana etkisi hem de interaksiyonu istatistiksel açıdan önemli bulunmuştur. En yüksek kallus gelişimi (% 23,33), 2. dönemde alınan çiçek tomurcuklarından elde edilen anterlerin, 4,0 mg/l NAA + 0,4 mg/l BAP ortamında kültüre alınması ve 6 hafta süreyle karanlık uygulamasından elde edilmiştir. Aynı uygulamada sürgün oluşumu da gerçekleşmiştir. Diğer taraftan, oksin içeren ortamlarda kök oluşumları gözlemlenmiştir. Pembe, yeşil, sarı ve beyaz renklerde kalluslar oluşmuştur. Pembe ve yeşil renkli kalluslar kompakt ve sert, sarı ve beyaz renkli kalluslar ise kırılgan ve yumuşak yapılı olarak tespit edilmiştir. Kallus renkleri, bitki büyüme düzenleyicileri konsantrasyonları ve kombinasyonları uygulamalara göre farklılık göstermemiş, oluşan kallusların tamamında farklı embriyojenik dönemler gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Nar,Punica granatum L.,anter kültürü,haploidi,karanlık rejimi,tomurcuk alım dönemi,bitki büyüme düzenleyicileri

Effects of Taken Time of Flower Buds, Dark Regime and Plant Growth Regulators on Anther Culture of Pomegranate

Abstract

Pomegranate (Punica granatum L.) is a fruit species that comes to the forefront with its high amount of cultivation and exportation in Turkey. Supporting the breeding studies with anther culture technique, which is one of the biotechnological methods, is important especially in terms of ensuring the haploidization that is difficult in fruit species. According to the literature research, there has been no publication of haploid plant production on pomegranate by using in vitro androgenesis method in the world. The aim of this study is to determine the effects of taken time of flowers buds, dark regime and plant growth regulators on anther culture of Izmir 1513 pomegranate variety. In this context, type A flower buds in 1^st period (25 May-full flowering) and 2^nd period (10 June-end of flowering) were used. Four and 6 weeks dark regime was implemented on cultivated anthers. MS medium were used with 5 different concentrations and combinations of BAP, 2,4-D and NAA. At the end of the experiments, both the main effect and the interaction of the applications were statistically significant. The highest callus growth (23.33%) was obtained on 4.0 mg/l NAA + 0.4 mg/l BAP culture medium with the taken time of flower buds on 2^nd period and dark application for 6 weeks. In this application, which has the highest callus development, shoot formation has also occurred. Root formations were observed in all auxin-containing mediums. Calluses were colored in 4 different colors; pink, green, yellow and white. However, the pink and green calluses are compact and rigid, while the yellow and white colored calluses are fragile and soft structure. The callus colors did not differ according to the plant growth regulator concentrations and applications, in addition different embryogenic periods were observed in all calluses.

Keywords

• Pomegranate,Punica granatum L.,anther culture,haploidy,dark regime,taken time of flowers buds,plant growth regulators

References

1. Aksoy, D., and Z. Dalkılıc. 2019. Determination of Blooming, Pollen and Fruit Set Characteristics in Punica granatum. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca 47 (4). Doi: 10.15835/nbha47411216.
2. Arrillaga, I., V. Lerma, P. Pérez-Bermúdez, and J. Segura. 1995. Callus and Somatic Embryogenesis from cultured anthers of service tree (Sorbus domestica L.). Hortscience 30 (5): 1078-1079.
3. Assani, A., F. Bakry, F. Kerbellec, R. Haicour, G. Wenzel, and B. Foroughi-Wehr. 2003. Production of haploids from anther culture of banana [Musa balbisiana (BB)]. Plant Cell Reports 21 (6): 511-516.
4. Chaturvedi, R., M. K. Razdan, and S. S. Bhojwani. 2003. Production of haploids of neem (Azadirachta indica A. Juss.) by anther culture. Plant Cell Rep. 21 (6): 531-7.
5. Chen, Z. 1985. A study on induction of plants from Citrus pollen. Fruit Varieties Journal (USA) 39 (2): 44-50.
6. El-Kassas, S. E., A. M. El-Sese, A. M. El-Salhy, and A. A. Abdalla. 1998. Bearing habits in some pomegranate cultivars. Assiut J. Agric. Sci., 29 (3): 147-162.
7. Erkoyuncu, T. M. ve M. Yorgancılar. 2015. Bitki doku kültürü yöntemleri ile sekonder metabolitlerin üretimi, Selçuk Tarım Bilimleri Dergisi 2 (1): 66-76.
8. Forster, B. P., E. Heberle-Bors, K. J. Kasha, and A. Touraev. 2007. The resurgence of haploids in higher plants. Trends in Plant Science 12 (8): 368-375.

9. Fougat, R. S., S. B. Pandya, T. Ahmad, and P. R. Godhani. 1997. In Vitro studies in pomegranate (Punica granatum L.) Journal-of Applied-Horticulture-Navsari 3 (1-2): 23-29.
10. Germanà, M. A. 2005. Protocol of somatic embryogenesis from Citrus spp. anther culture. pp. 191-207. In: S. M. Jain, and P. K. Gupta (Eds.). Protocol for Somatic Embryogenesis in Woody Plants. Springer, Dordrecht.
11. Germanà, M. A., B. Chiancone, D. Padoan, I. Bárány, M. C. Risueno, and P. S. Testillano. 2011. First stages of microspore reprogramming to embryogenesis through anther culture in Prunus armeniaca L. Environmental and Experimental Botany 71 (2): 152-157.
12. Gozlekci, S., and L. Kaynak. 2000. Investigations on pollen production and quality in some standard pomegranate (Punica granatum L.) cultivars. CIHEAM Options Méditerranéennes: Série A. Séminaires Méditerranéens n. 42, p. 71-77.
13. Hassawai, D. S., J. Qi, and G. H. Liang. 1990. Effects of Growth Regulatorand Genotype of Production of Wheat and Triticale Polyhaploids from Anther Culture. Plant Breeding 104 (1): 40 45.
14. Hidano, Y. 1982. Callus and embryoid ınduction by anther culture of apple. Bull. Fac. Educ. Hirosaki Univ. 48: 69-74.
15. Hoekstra, S., S. Hoekstra, I. R. Hoekstra, R. A. Hoekstra, and E. Hoekstra. 1996. The ınteraction of 2,4-d application and mannitol pretreatment in anther and microspore culture of Hordeum vulgare L. cv. Igri. Journal of Plant Physiology 148 (6): 696-700.
16. Hoefer, M., and V. Hanke. 1990. Induction of androgenesis in vitro in apple and sweet cherry. Acta Horticulturae 280: 333-336. Doi.10.17660/ActaHortic.1990.280.56.
17. Jain, S. M., S. K. Sopory, and R. E. Veilleux. 1997. In Vitro Haploid Production in Higher Plants, Vol. 5, Kluwer Academic Publisher, Dordrecht, The Netherlands, London.
18. Jaramillo, J., and W. L. Summers. 1991. Dark-light treatments ınfluence ınduction of tomato anther callus. Hortscience 26 (7): 915-916.
19. Kadota, M., and Y. Niimi. 2004. Production of triploid plants of Japanese pear (Pyrus pyrifolia Nakai) by anther culture. Euphytica 138 (2): 141-147.
20. Kadota, M., D. Han, and Y. Niimi. 2002. Plant regeneration from anther-derived embryos of apple and pear. HortScience 37 (6): 962-965.
21. Küçük, E. 2003. Bazı nar (Punica granatum L.) çeşitlerinin kendine verimlilik durumlarının saptanması. Yüksek Lisans Tezi (basılmamış). Ege Üniv. F.B.E. Bahçe Bitkileri ABD, Bornova/İzmir, 38s.
22. Mascarenhas, A. F., S. Nair, R. S. Iyer, and P. K. Gupta. 1988. Genetic improvement of fruit crops through tissue culture. pp 41. In: Genetic manipulation in crops - Proceedings of the international symposium on genetic manipulation in crops, the third international symposium on haploidy; the first international symposium on somatic cell genetics in crops. Cassell Tycooly.
23. Mićić, N., G. Durić, M. Dublić, and G. Dacić G. 1996. Haploid induction from anther culture of stone fruits. Acta Agriculturae Serbica 1 (2): 21-30.
24. Moriguchi, T., M. Omura, N. Matsula, and J. Kozaki. 1987. In vitro adventitious shoot formation from anthers of pomegranate. HortScience 22 (5): 947-948.
25. Murashige, T. and F. A. Skoog. 1962. Revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15 (3): 473-497.
26. Naik, S. K. and P. K. Chand. 2011. Tissue culture-mediated biotechnological intervention in pomegranate: a review. Plant Cell Reports 30 (5): 707-721. Doi: 10.1007/s00299-010-0969-7.
27. Nguyen, T. X., Song, Y., Park, S. M., 2012. Haploid plant production through anther culture in day-neutral strawberry (Fragaria x Ananassa Duch) Cv. Albion. J. ISSAAS 18 (1): 173-184.
28. Ochatt, S. J., and Y. X. Zhang. 1996. In vitro haploidization of fruit trees. pp. 193-210. In: Jain, S, Sopory, S.K., Veilleux, R.E. (Eds.) In Vitro Haploid Production in Higher Plants, ISBN 978-94-017-1860-8 (eBook).
29. Onur, C. 1988. Nar. Derim Özel Sayı 5 (4): 147-191.
30. Perera, P. I. P., D. M. D. Yakandawala, V. Hoccher, J. L. Verdeil, and L. K. Weerakoon. 2009. Effect of growth regulators on microspore embryogenesis in coconut anther. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 96 (2): 171-180.
31. Pescitelli, S. M., C. D. Johnson, and J. F. Petolino. 1990. Isolated microspore culture of maize: effect of isolation technique, reduced temperature, and sucrose level. Plant Cell Reports 8 (10): 628-631.
32. Peixe, A., J. Barroso, A. Potes, and M. S. Pais. 2004. Induction of haploid morphogenic calluses from in vitro cultured anthers of Prunus armeniaca cv.‘Harcot’. Plant Cell, Tissue And Organ Culture 77 (1): 35-41.
33. Radojevic, L. and A. Koovor. 1986. Induction of haploids, pp. 65-86. In: Y.P.S. Bajaj (ed.). Biotechnology in agriculture and forestry. Trees I. vol. I. Springer-Verlag, Berlin.
34. Shulman, Y., L. Fain Berstein, and S. Lavee. 1984. Pomegranate fruit development and maturation. J. Hort. Sci. 59 (2): 265-274.
35. Smýkalová, I., P. Smirous, Jr., M. Kubosiová, N. Gasmanová, and M. Griga. 2009. Double haploid production via anther culture in annual, winter type of caraway (Carum carvi L.). Acta Physiol. Plant. 31 (1): 21-31.
36. Steel, R. G. D., and J. H. Torrie. 1980. Principles and Procedures of Statistics. Second Ed. McGraw-Hill Book Company Inc., New York.
37. Stiles, H. D., Biggs, R. H., Sherman W. B. 1980. Some factors affectıng callus productıon by peach anthers. Proc. Fla. State Hort. Soc. 93: 106-108.
38. Todorovic, R. R., P. D. Mišic, D. M. Petrovic, and M. A. Mirkovic. 1990. Anther culture of peach cultıvars 'cresthaven' and' vesna'. In Vitro Culture, XXIII IHC 300, 331-334.
39. Wetzstein, H. Y., N. Ravid, E. Wilkins, and A. P. Martinelli. 2011. A morphological and histological characterization of bisexual and male flower types in pomegranate. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 136 (2): 83-92.
40. Yurtsever, N. 1984. Deneysel Istatistik Metotları. Köy Hizmetleri Toprak ve Gübre Arş. Enst. Müdürlüğü Yavınları Genel Yayın No. l21 Ankara.
41. Zhang, Y. X., Y. Lespinasse, and E. Chevreau. 1989. Induction of haploidy in fruit trees. In: I International Symposium on In Vitro Culture and Horticultural Breeding. ISHS Acta Horticulturae 280: 293-306. Doi: 10.17660/ActaHortic.1990.280.51.