Eşme Ayvasının Doku Kültüründe Farklı Karbonhidrat Formlarının Sürgün Çoğalması Üzerine Etkileri

Öz

Ayva üretiminde ilk sıralarda olduğumuz bir meyvedir ve Eşme ayvası yetiştirilen çeşitler arasında öne çıkmaktadır. Ayvada ıslah çalışmaları önemlidir. Doku kültürü ıslah çalışmalarında birçok kolaylığı sunmakta, ıslah süresini kısaltabilmektedir. Doku kültüründe başarı da uygun materyal, besin ortamının seçilmesi, uygun kültür koşullarının ve alıştırma ortamının belirlenmesi ile mümkün olabilmektedir. Bu çalışmada eşme ayvası çeşidinin doku kültürü ile üretiminde çoğaltma aşamasında kullanılan farklı şeker çeşitlerinin etkileri incelenmiştir. Eşme ayvasının in vitro çoğaltılan sürgünleri çoğaltma aşamasında 2 mg.l⁻¹ BA+0,25 mg.l⁻¹ GA₃ içeren MS besin ortamında kültüre alınmış, ortama 7 g.l⁻¹ agar ilave edilmiştir. Şeker kaynağı olarak sakkaroz, fruktoz, glikoz ve D-sorbitolün 30, 50 veya 70 g.l⁻¹ dozları ortama eklenmiştir. Çalışma sonunda sürgünlerin yaşama oranına kullanılan şekerlerin ve dozlarının etkileri önemli bulunmazken, sürgün çoğalması kullanılan şeker kaynağından etkilenmiştir. Sürgünlerin çoğalma oranı şeker çeşitlerinin 30 g.l⁻¹ dozunda yüksek bulunmuştur. En yüksek sürgün çoğalması 30 g.l⁻¹ fruktoz (4,67 adet) meydana gelirken, bunu 3,22 adet ile 50 g.l⁻¹ sakkaroz takip etmiştir. Sürgün boyları ise 70 g.l⁻¹ glikozda daha yüksek bulunmuştur. Kültürlerde kallus oluşumu ve vitrifikasyon görülmüştür. Sakkarozun dozunun artması vitrifikasyonu teşvik etmiş, fruktoz içeren ortamlarda sürgünlerde daha az vitrifikasyon oluşmuştur. Elde edilen sonuçlar farklı şekerlerin sürgün kalitesi üzerine etkili olduğunu ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Eşme ayvası
• doku kültürü
• proliferasyon
• karbonhidrat

Ayva üretiminde ilk sıralarda olduğumuz bir meyvedir ve Eşme ayvası yetiştirilen çeşitler arasında öne çıkmaktadır. Ayvada ıslah çalışmaları önemlidir. Doku kültürü ıslah çalışmalarında birçok kolaylığı sunmakta, ıslah süresini kısaltabilmektedir. Doku kültüründe başarı da uygun materyal, besin ortamının seçilmesi, uygun kültür koşullarının ve alıştırma ortamının belirlenmesi ile mümkün olabilmektedir. Bu çalışmada eşme ayvası çeşidinin doku kültürü ile üretiminde çoğaltma aşamasında kullanılan farklı şeker çeşitlerinin etkileri incelenmiştir. Eşme ayvasının in vitro çoğaltılan sürgünleri çoğaltma aşamasında 2 mg.l⁻¹ BA+0,25 mg.l⁻¹ GA₃ içeren MS besin ortamında kültüre alınmış, ortama 7 g.l⁻¹ agar ilave edilmiştir. Şeker kaynağı olarak sakkaroz, fruktoz, glikoz ve D-sorbitolün 30, 50 veya 70 g.l⁻¹ dozları ortama eklenmiştir. Çalışma sonunda sürgünlerin yaşama oranına kullanılan şekerlerin ve dozlarının etkileri önemli bulunmazken, sürgün çoğalması kullanılan şeker kaynağından etkilenmiştir. Sürgünlerin çoğalma oranı şeker çeşitlerinin 30 g.l⁻¹ dozunda yüksek bulunmuştur. En yüksek sürgün çoğalması 30 g.l⁻¹ fruktoz (4,67 adet) meydana gelirken, bunu 3,22 adet ile 50 g.l⁻¹ sakkaroz takip etmiştir. Sürgün boyları ise 70 g.l⁻¹ glikozda daha yüksek bulunmuştur. Kültürlerde kallus oluşumu ve vitrifikasyon görülmüştür. Sakkarozun dozunun artması vitrifikasyonu teşvik etmiş, fruktoz içeren ortamlarda sürgünlerde daha az vitrifikasyon oluşmuştur. Elde edilen sonuçlar farklı şekerlerin sürgün kalitesi üzerine etkili olduğunu ortaya koymaktadır.

Abstract

Türkiye takes the first place in quince production in the world and Eşme cultivar is one of the most grown quince cultivars. Breeding studies need to improve for new quince cultivars. Tissue culture serve as a good tool by shortened the breeding process and offers many conveniences in breeding studies. The success of tissue culture depends on choosing the appropriate material, suitable nutrient medium, and needs to determine the appropriate culture conditions and acclimation environment. In the study presented here, the effects of different carbohydrate types were investigated in the shoot proliferation culture of Quince cultivar ‘Eşme’. Micro shoots of Eşme cultivar were cultured in MS nutrient medium containing 2 mg.l⁻¹ BA+0,25 mg.l⁻¹ GA₃ and 7 g.l⁻¹ agar was added into the medium. One of 30, 50 or 70 g.l⁻¹ of sucrose, fructose, glucose and D-sorbitol were added as carbohydrate sources. While the effects of the sugars and their doses were not made a significant effect on the survival rate of the shoots, shoot proliferation was affected by the carbohydrate type. The shoot proliferation rates increased at 30 g.l⁻¹ dose of each sugar. 30 g.l⁻¹ fructose gave the highest shoot proliferation (4,67 units), followed by 50 g.l⁻¹ sucrose with 3,22 units. Shoot lengths increased at 70 g.l⁻¹ glucose. Callus formation and vitrification were observed during the cultures. Vitrification rates were increased by the increasing doses of sucrose while less vitrification rates were occurred in shoots in environments containing fructose. The results clearly show that different carbohydrates affected micro shoot proliferation rates and quality.

Keywords

• Eşme Quince
• tissue culture
• proliferation
• carbohydrate

References

1. Bell, R.L., Leitao, J. 2011. Cydonia In: Kole, C., eds. “Wild Crop Relatives: Genomic and Breeding Resources” Berlin, Germany: Springer-Verlag, pp:1-16.
2. Özçağıran, R., Ünal, A., Özeker, E., İsfendiyaroglu, M., 2011. Ilıman İklim Meyve Türleri, Yumuşak Çekirdekli Meyveler. Cilt:2. Ege Üniversitesi, İzmir, s:109-126.
3. FAO, 2023. https://www.fao.org/faostat/en/#data/ qcl (Erişim Tarihi 15.10.2023).
4. TUİK, 2023. https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn= 92&locale=tr (Erişim Tarihi 15.10.2023).
5. Rodriguez-Guisado, I., Hernández, F., Melgarejo, P., Legua, P., Martínez, R., Martínez, J.J. 2009. Chemical, morphological and organoleptically characterization of five Spanish quince tree clones (Cydonia oblonga Miller). Scientia Horticulturae, 122, 491-496.
6. Hegedûs, A., Papp, N., Stefanovits-Bányai, É. 2013. A review of nutritional value and putative health-effects of quince (Cydonia oblonga Mill.) fruit. International Journal of Horticultural Science 19(3-4):29-32.
7. Sun, J., Chu Y.F., Wu, X., Liu, R.H. 2002. Antioxidant and antiproliferative activities of common fruits. J. Agric. Food Chem. 50:7449-7454.
8. Alvarenga, A.A., Abrahao, E., Pio, R. et. al. 2008. Comparison among marmalades produced from different fruit quince species (Cydonia oblonga Miller and Chaenomeles sinensis Koehne) and cultivars. Cienc Agrotecnol 32:302-307.

9. Kafkas, S., Imrak, B., Kafkas, N.E., Sarıer, A., Kuden, A. 2018. Quince (Cydonia oblonga Mill.) breeding: Springer International Publishing AG, Part of Springer Nature. Al-Khayri J.M. et al. (eds.), Advances in Plant Breeding Strategies: Fruits doi.org/10.1007/978-3-319-91944-7-7. 3: 277-304.
10. Ercan, N., Özkarakaş, İ. 2005. Ege Bölgesinden toplanan bazı ayva (Cydonia vulgaris Pers.) materyalinin adaptasyonu ve değerlendirilmesi. Anadolu Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü Dergisi 15(2):27-42.
11. Atay, E., Gargın, S., Çalhan, Ö., Atay, N.A., Butar, A. 2011. Propagation of ege-2, ege-22 and Eşme quince varieties by hardwood cuttings. Uluslararası Katılımlı 1. Ali Numan Kıraç Tarım Kongresi ve Fuarı, pp:2441-2444.
12. Özbek, S. 1978. Özel Meyvecilik. Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Yayın No:128, Adana, 485 s.
13. Westwoood, M.N., 1993. Temperate-Zone Pomology: Physiology and Culture. Timber Press, Portland, Oregon, USA, 523 s.
14. Borkowska, B., Szczerba, J. 1991. Influence of different carbon sources on invertase activity and growth of sour cherry (Prunus cerasus L.) shoot cultures. J. Exp. Bot. 42:911-915.
15. Sülüşoğlu Durul, M., Korana Aktaş, T. 2023. In vitro propagation of Cydonia oblonga cv. Esme. Turk J. Agric. for (2023) 47:578-589. doi:10.55730/1300-011x.3110.
16. Gibson, S.I. 2000. Plant sugar-response pathways. Part of a complex regulatory web. Plant Physiol. 124:1532-9.
17. Baskaran, P., Jayabalan, N. 2005. Role of basal media, carbon sources and growth regulators in micropropagation of Eclipta alba- A valuable medicinal herb. KMITl Sci. J. 2005; 5:469-82.
18. Praveena, C., Veeresham, C. 2014. Multiple shoot regeneration and effect of sugars on growth and nitidine accumulation in shoot cultures of Toddalia asiatica. Pharmacogn Mag. 2014 Aug; doi:10.4103/0973-1296.139777. 10(Suppl 3):480-486.
19. Marino, G., Bertazza, G., Magnanini, E., Doro Altan, A. 1993. Comparative effects of sorbitol and sucrose as main carbon energy sources in micropropagation of apricot. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 34:235-244.
20. Ślesak, H., Skoczowski, A, Przywara, L. 2004. Exogenous carbohydrate utilization by explants of Brassica napusltt; Cultured in vitro. Plant Cell Tiss Org. 79:45-51.
21. Pua, E.C., Chong, C. 1984. Requirement for sorbitol (D-glucitol) as carbon source for in vitro propagation of Malus robusta No.5. Canadian Journal of Botany 62(7):1545-1549.
22. Mohamed, M.A.H., Alsadon, A. 2010. Influence of ventilation and sucrose on growth and leaf anatomy of micropropagated potato plantlets. Scientia Horticulturae doi:10.1016/j.scienta.2009. 09.014. 123(3):295-300.
23. Redei, G.P. 1974. Fructose effect in higher plants. Annals of Botany, New Series. 38(155):287-297.