Zambak (Lilium spp.) Soğan Pullarının, in vitro Koşullarda Köklendirilmesi Üzerine, Farklı Besin Ortamlarının Etkilerinin Belirlenmesi

Abstract

Lilium spp. kesme çiçek yada tıbbi amaçla farklı alanlarda değerlendirilebilen soğanlı bir süs bitkisidir. Zambaklar, vejetatif olarak soğan pulları ayırma, doku kültürü gibi yöntemlerle veya generatif olarak tohumla çoğaltılabilmektedir. Çiçeklenmenin uzun sürmesi ve heterozigot yapıdan kaynaklı genetik açılmalar sebebiyle, bu türün vejetatif çoğaltma teknikleriyle başarılı olarak çoğaltılabilmesi, bitkinin sürdürülebilirliği ve muhafazası açısından oldukça önem taşımaktadır. Ülkemizde süs bitkileri ticaretinde, soğanlı bitkilerin ithalatının oldukça yüksek olduğu göz önünde bulundurulduğunda, soğan üretiminde dışa bağımlığı azaltmak amacıyla yapılan çalışmaların arttırılması, yeni uygulamaların ve mevcut araştırmaların ilerletilmesi gerekmektedir. Bu bağlamda, zambak soğan pullarının in vitro koşullarda köklendirilmesi amacıyla gerçekleştirilen çalışmada, farklı oranlarda Murashige ve Skoog (MS) besin ortamı (1-1/2) ve değişik oranlarda oksin kaynakları (0-0,5-1 mg.l⁻¹ 3-İndol Bütirik Asit (IBA) ve 1-Naftalenil Asetik Asit (NAA)) denenmiştir. Çalışmanın sonuçlarına göre, yaprak uzunluğu (48,62 mm), köklenme oranı (%100), kök uzunluğu (40,32 mm), yaprak sayısı (5,25 adet/bitki) ve pul sayısı (9,17 adet/bitki) açısından en iyi sonuçlar, ½ MS+1 mg.l⁻¹ IBA içerikli ortamda tespit edilirken, bitki yaş ağırlığı (5,46 g) bakımından 0.5 mg.l⁻¹ NAA, soğan çapı (9,65 mm) için ise 1 mg.l⁻¹ NAA takviye edilmiş ortamdan en yüksek sonuçlar belirlenmiştir. Tüm parametreler birlikte değerlendirildiğinde, ½ MS+1 mg.l⁻¹ IBA içerikli ortamın, zambak soğan pullarının in vitro çoğaltımında etkili olduğu sonucuna varılmıştır.

Keywords

• Lilium
• Soğan Pulu
• In Vitro
• Köklendirme.

Thanks

Bu çalışma, İlknur ESKİMEZ’in doktora tez çalışmasından üretilmiştir. Söz konusu doktora öğrencisi, 100/2000 YÖK Doktora Burs Programı kapsamında "Sürdürülebilir Tarım (Yenilikçi-İyi Tarım Uygulamaları)" tematik alanında doktora eğitimine devam etmektedir ve ayrıca TÜBİTAK 2211A Ulusal Doktora Burs Programı tarafından desteklenmektedir. Öğrenciye maddi destek sağlayan her iki kuruma da teşekkür ederiz.

Evaluating the Impact of Various Nutrient Media on the in vitro Rooting Efficiency of Lily (Lilium spp.) Bulb Scales

Abstract

Lilium spp. is a bulbous ornamental plant that can be utilized in different areas for cut flowers or medicinal purposes. Lilies can be propagated vegetatively by methods such as bulb scale separation, tissue culture or generatively by seed. Due to the long flowering period and genetic openings caused by heterozygous structure, the successful propagation of this species with clonal propagation techniques is significant for the sustainability and conservation of the plant. Considering that the import of bulbous plants is quite high in the ornamental plants trade in our country, it is necessary to increase the studies carried out so as to reduce the foreign dependence on onion production, to advance new applications and existing researches. In this context, MS nutrient medium (1-1/2) at different ratios and auxin sources (0-0,5-1 mg.l⁻¹ IBA and NAA) at different ratios were tried in the study carried out for rooting of lily bulbs under in vitro conditions. Based on the findings of the study, the best results in relation to leaf length (48,62 mm), rooting rate (100%), root length (40,32 mm), number of leaves (5.25 pcs/plant) and number of scales (9.17 pcs/plant) were obtained from ½ MS+1 mg.l⁻¹ IBA, while for plant fresh weight (5,46 g), 0.5 mg.l⁻¹ NAA and for bulb diameter (9,65 mm), the highest results were obtained from 1 mg.l⁻¹ NAA supplemented medium. In the comprehensive evaluation of all parameters, it was concluded that the composition that consists of ½ MS+1 mg.l⁻¹ IBA was effective in micropropagation of lily bulb scales.

Keywords

• Lilium
• Bulb Scale
• In Vitro
• Rooting.

References

1. Máthé, Á., Turgut, K. 2023. Introduction to medicinal and aromatic plants in Türkiye. Cham: Springer International Publishing, 1-30.
2. Avcı, M. 2005. Çeşitlilik ve endemizm açısından Türkiye’nin bitki örtüsü. İstanbul Üniversitesi Edebiyat Fakültesi Coğrafya Bölümü Coğrafya Dergisi 13:43-4.
3. Murthy, H.N., Yadav, G.G., Paek, K.Y., Park, S.Y. 2024. Importance of underground storage organs in plants (for their survival and perpetuation and for human welfare). In Bioactive Compounds in the Storage Organs of Plants, Cham: Springer Nature Switzerland, 3-34.
4. Kumari, N., Kumari Manhas, S., Jose-Santhi, J., Kalia, D., Sheikh, F.R., Singh, R.K. 2024. Emerging into the world: regulation and control of dormancy and sprouting in geophytes. Journal of Experimental Botany 216.
5. Howard, C.C., Folk, R.A., Beaulieu, J.M., Cellinese, N. 2019. The monocotyledonous underground: global climatic and phylogenetic patterns of geophyte diversity. American Journal of Botany 106(6):850-863.
6. Wu, Y., Cui, J., Zhang, K., Jia, Y. 2012. Cloning of SCA gene related to pollen tube adhesion and oriented growth and analysis of gene diversity in Lilium spp. Molecular Plant Breeding, 2.
7. Wu, Y., Sun, M., Zhang, J., Zhang, L., Ren, Z., Min, R., Xia, Y. 2019. Differential effects of paclobutrazol on the bulblet growth of oriental lily cultured in vitro: growth behavior, carbohydrate metabolism, and antioxidant capacity. Journal of Plant Growth Regulation 38:359-372.
8. Mammadov, T., Deniz, N., Rakhimzhanova, A., Kılınçarslan, Ö., Mammadov, R. 2017. Studies on lilium species. International Journal of Secondary Metabolite 4(1):47-60.

9. Patocka, J., Navratilova, Z., Yokozawa, T. 2019. Bioactivity of Lilium candidum LA mini review. Biomedical Journal of Scientific & Technical Result 18(5):13859-62.
10. Marinangeli, P.A., Hernández, L.F., Pellegrini, C.P., Curvetto, N.R. 2003. Bulblet differentiation after scale propagation of Lilium longiflorum. Journal of the American Society for Horticultural Science 128(3):324-329.
11. Nasimova, Z., Tashpulatov, Y., Mukumov, I., Hasanov, M., Shernazarov, S. 2024. Assessment of the influence of external factors on the growth of roots and bulb scales of some varieties of Lilium L. In E3S Web of Conferences EDP Sciences 510:03016.
12. Karagüzel, Ö., Aydınşakir, K., Kaya, A. 2007. Dünyada ve Türkiye’de çiçek soğanları sektörünün durumu. Derim 24(1):1-10.
13. Buschman, J.C.M. 2004. Production of bulbs and bulb cut flowers in the world present and future. 9. International Symposium on Flower Bulbs, 19-22 April 2004, Japan.
14. Yasemin, S., Beruto, M. 2024. A review on flower bulb micropropagation: challenges and opportunities. Horticulturae 10(3):284.
15. Lapiz-Culqui, Y.K., Meléndez-Mori, J.B., Mállap-Detquizán, G., Tejada-Alvarado, J.J., Vilca-Valqui, N.C., Huaman-Human, E., Goñas, M. 2022. In vitro bulbification of five lily varieties: an effective method to produce quality seeds and flowers. International Journal of Agronomy 2022(1):8775989.
16. Samantaray, P., Nayak, A., Pradhan, I., Pattanaik, A., Sahoo, R., Mohanty, S. 2024. Lilium: a high-value cut flower production guide for lucrative return. Journal of Scientific Research and Reports 30(6):67-86.
17. Bakhshaie, M., Khosravi, S., Azadi, P., Bagheri, H., Van Tuyl, J.M. 2016. Biotechnological advances in Lilium. Plant Cell Reports 35(9):1799-1826.
18. Arslan, M., Karadeniz, T., Arslan, E.A. 2019. Doğal olarak yetişen zambakların (Lilium spp.) bazı morfolojik özellikleri. 2. Uluslararası Tarım Kongresi, 21-24 Kasım, Ankara.
19. Liu, Y., Zhang, M., Chen, X., Chen, X., Hu, Y., Gao, J., Zhang, X. 2021. Developing an efficient DNA barcoding system to differentiate between Lilium species. BMC Plant Biology 21:1-13.
20. Du, F., Wang, T., Fan, J.M., Liu, Z.Z., Zong, J.X., Fan, W.X., Grierson, D. 2019. Volatile composition and classification of Lilium flower aroma types and identification, polymorphisms, and alternative splicing of their monoterpene synthase genes. Horticulture Research, 6.
21. Torres-Pio, K., De la Cruz-Guzmán, G.H., Arévalo-Galarza, M.D.L., Aguilar-Rodríguez, S., Grego-Valencia, D., Arriaga-Frías, A., Mandujano-Piña, M. 2021. Morphological and anatomical changes in Lilium cv. arcachon in response to plant growth regulators. Horticulture, Environment and Biotechnology 62:325-335.
22. Qian, Z.Y., Yang, G.Z., Zhang, J.Y., Zhang, J.K., Wang, W.Z., Yang, S.X., Zhang, Z. 2020. Differences in phenological characteristics and phenotypic traits of different cut lily varieties. Journal of Southern Agriculture 51:1152-1158.
23. Zhou, J., An, R., Huang, X. 2021. Genus Lilium: a review on traditional uses, phytochemistry and pharmacology. Journal of Ethnopharmacology, 270, 113852.
24. Johnson, T.S., Schwieterman, M.L., Kim, J.Y., Cho, K.H., Clark, D.G., Colquhoun, T.A. 2016. Lilium floral fragrance: a biochemical and genetic resource for aroma and flavor. Phytochemistry 122:103-112.
25. Eskimez, İ., Polat, M. 2023. Aronya (Aronia melanocarpa (Michx.) Elliott)’nın mikro çoğaltımında bitki büyüme düzenleyicilerinin etkileri. Meyve Bilimi 10(Özel Sayı):92-99.
26. Polat, M., Eskimez, İ. 2022. The effects of different hormone combinations on in vitro micropropagation of aronia (Aronia melanocarpa (Michx.) Elliott). Fresenius Environmental Bulletin 31(01A):1219-1227.
27. Çelebi, V.M.C. 2023. Farklı bitki büyüme düzenleyicilerinin in vitro koşullarda üretilen ak zambak (Lilium candidum L.) bitkilerinin bazı özelliklerine etkileri. Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Tarla Bitkileri Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, s:51.
28. Zar, J.H. 2013. Biostatistical analysis. Pearson New International Edition, Pearson Higher Ed.
29. Pasternak, T.P., Steinmacher, D. 2024. Plant growth regulation in cell and tissue culture in vitro. Plants 13(2):327.
30. Mojtahedi, N., Koobaz, P., Fathi, M., Dabirashrafi, O., Azadi, P., Khosravi, S. 2014. Maturating, enlarging and breaking dormancy of in vitro Lilium bulblets. Int. J. Hort. Sci. Technol. 1:101-109.
31. Patil, A.M., Gunjal, P.P., Das, S. 2021. In vitro micropropagation of Lilium candidum bulb by application of multiple hormone concentrations using plant tissue culture technique. International Journal for Research in Applied Sciences and Biotechnology 8(2):244-253.
32. Krajnc, A.U., Turinek, M., Ivančič, A. 2013. Morphological and physiological changes during adventitious root formation as affected by auxin metabolism: Stimulatory effect of auxin containing seaweed extract treatment. Agricultura 10(1-2):17-27.
33. López-Bucio, J., Cruz-Ramırez, A., Herrera-Estrella, L. 2003. The role of nutrient availability in regulating root architecture. Current Opinion in Plant Biology 6(3):280-287.
34. Leghari, S.J., Wahocho, N.A., Laghari, G.M., Hafeez Laghari, A., Mustafa Bhabhan, G., Hussain Talpur, K., Lashari, A.A. 2016. Role of nitrogen for plant growth and development: a review. Advances in Environmental Biology 10(9):209-219.
35. Ling Fei, X., Feng Wang, M., Dong, L. 2009. Plant regeneration from in vitro cultured leaves of Lanzhou lily (Lilium davidii var. unicolor). Scientia Horticulturae 119:458-61.
36. Gürsan, D. 2014. Bazı zambak (Lilium spp.) türlerinin in vitro çoğaltımı. Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi, Bursa.
37. Mojtahedi, N., Koobaz P. Fathi M., Dabirashrafi O., Azadi P., Khosravi S. 2014. Maturating, enlarging and breaking dormancy of in vitro Lilium bulblets. Int. J. Hort. Sci. Technol. 1:101-109.
38. Shahab, M., Ayub, G., Rahman, A., Rashid, A., Jamal, A., Ali, J. 2013. Assessment of IBA (Indole Butyric Acid) levels and planting time for rooting and growth of Alstonia Cuttings. Assessment 3(14):59-67.