Biberde Koltuk Tomurcuklarına Yapılan Kolhisin Uygulamalarının Poliploidi Oluşumu Üzerine Etkisi

Abstract

Ülkemizde yaklaşık 2.7 milyon ton üretim miktarına sahip olan biberde, ilk sırayı %44’lik bir oran ile kapya biber ürün grubu almaktadır. Kapya biberler, gıda sanayiinde yoğun olarak kullanılmaktadır. İşleme türüne bağlı olarak tohum ve saplarının çıkarılması işlemi, insan işgücü ile yapıldığı için işçilik maliyetleri artmakta ve üretim hızı da yavaşlamaktadır. Bu çalışma tohum içermeyen kapya biber ıslahında kullanılacak tetraploid bitkiler elde etme amacıyla planlanmıştır. Bitkisel materyal olarak ‘Petektar Tohum’ Antalya firmasına ait 12 farklı kapya biber genotipi kullanılmıştır. Seçilen diploid kromozom sayısına sahip genotiplerin katlanmalarını sağlamak üzere, genç bitkilerin koltuk tomurcuklarına, 12 ve 24 saat süresince %0.3 ve %0.5’lik kolhisin uygulaması yapılmıştır. Kolhisin uygulanan yaklaşık 480 adet bitkiden morfolojik özelliklerine göre belirlenen 151 adet bitki ve kontrol uygulamasından da 12 adet bitki olmak üzere toplam 163 adet bitkinin ploidi seviyeleri, flow sitometri yöntemi ile incelenmiştir. Flow sitometri analizi sonucunda, 12 saat süreyle %0.3’lük kolhisin dozu uygulamasından yaklaşık %12.24 oranında, 24 saat %0.3 kolhisin dozu uygulamasından yaklaşık %46.6 oranında, 12 saat %0.5 kolhisin dozu uygulamasından ise yaklaşık %32 oranında tetraploid bitki tespit edilmiştir. Tetraploid bitkiler kendilenerek sağlıklı tohumlar elde edilmiştir. Sonuç olarak, koltuk sürgünlerine yapılan kolhisin uygulamalarının, poliploid bitki elde etme konusunda etkili bir yöntem olduğu ortaya konmuştur.

Keywords

• Islah
• tetraploid hat
• antimitotik
• kapya biber
• Capsicum annuum L.

The Effect of Colchicine Applications on Axillary Buds in Pepper on The Formation of Polyploidy

Abstract

Capia pepper takes the first place with 44% of the 2.7 million tons of pepper production in our country. Capia peppers are used extensively in the food industry. Depending on the type of processing, labor costs increase and production speed slows down due to the removal of seeds and fruit stalks, which is done with human labor. The goal of this study was to obtain tetraploid plants for seedless capia pepper production. Twelve different capia pepper genotypes of Petektar Tohum, Antalya, were used as plant material. To ensure folding of the chromosome number of the selected diploid genotypes, 0.3% and 0.5% colchicine were applied to the axillary buds of diploid young plants for 12 and 24 hours. Ploidy levels of a total of 163 plants, which consist of 151 plants determined according to their morphological characteristics from approximately 480 colchicine applied plants and 12 plants from control applications, were examined by flow cytometry. As a result of flow cytometry analysis, approximately 12.24% of tetraploid plants were detected from the application of 0.3% colchicine dose for 12 hours, approximately 46.6% from the application of 0.3% colchicine dose for 24 hours, and approximately 32% from the application of 0.5% colchicine dose for 12 hours. Healthy seeds were obtained by selfing tetraploid plants. As a result, it has been shown that applying colchicine to axillary shoots is an efficient method for creating polyploid plants.

Keywords

• Breeding
• tetraploid
• antimitotic
• capia pepper
• Capsicum annuum L.

References

1. Amanah, H.A., Arumingtyas, E.L., Indriyani, S. 2016. Chromosome analysis of cayenne pepper (Capsicum frustescens L.) in colchicine induced mutation. Journal of Applied Horticulture 18(3):217-220.
2. Ceren, Ç. 2012. Altın çilekte (Physalis peruviana) kolhisin uygulamalarının etkileri (Yüksek Lisans Tezi). Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Şanlıurfa, 62s.
3. Ekbiç, H., Tangolar, S. 2016. Trakya İlkeren ve Flame Seedless üzüm çeşitlerinde farklı kolhisin dozları kullanılarak poliploidi oluşturma olanakları. Akademik Ziraat Dergisi 5(2):69-76.
4. Ellialtıoğlu, Ş., Abak, K., Kuşvuran, Ş. 2006. Tuz stresi altında yetiştirilen kavun çeşitlerinde in vivo ve in vitro koşullarda bazı enzim aktivitelerinin belirlenmesi üzerinde bir araştırma. Ankara Üniversitesi Biyoteknoloji Enstitüsü Projeleri, No:2002-58, Kesin Sonuç Raporu, 113s.
5. FAOSTAT, 2020. Dünya biber üretim miktarı (https://www.fao.org/faostat/en/#data/qcl; Erişim:Kasım 2021).
6. Ishikawa, K., Kuboki, H., Mishiba, K. 2001. Tetraploid bell pepper shows high in vitro pollen germination at 15℃. HortScience 36(7):1336.
7. İnan, S. 2007. Karpuz (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum ve Nakai)’da in vivo ve in vitro yöntemlerle tetraploid bitki elde edilmesi (Yüksek Lisans Tezi). Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, 80s.
8. Jaskani, M.J., Kwon, S.W., Kim, E.J., Ko, B.R. 2004. Polyploidy affects fruit characteristics, seed morphology and germination in watermelon (Citrullus lanatus). Journal of the Korean Society for Horticultural Science 45(5):233-237.

9. Köksal, N. 1999. Haploid kavun bitkilerinde in vivo ve in vitro yöntemlerle dihaploidizasyon. (Yüksek Lisans Tezi) Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, 116s.
10. Khan, M.R., Hasnunnahar, M., Isshiki, S. 2013. Production of amphidiploids of the hybrids between Solanum macrocarpon and eggplant. HortScience 48(4):422-424.
11. Liu, G., Li, Z., Bao M. 2007. Colchicine induced chromosome doubling in Pltanus acerifolia and its effect of plant morphology. Euphytica 157:145-154.
12. Mensah J.K., Obadoni B.O., Akomeah P.A., Ikhajiagbe B.and Ajibolu, J. 2007. The effects of sodium azide and colchicine treatments on morphological and yield traits of sesame seed (Sesame indicum L.). African Journal of Biotechnology 6(5):534-538.
13. Mohr, H.C. 1986. Watermelon Breeding. 37-36. In:Basset M.J. (ed), Breeding Vegetable Crops. AVI Publishing Company, 584p.
14. Sarı, N., Abak, K., Pıtrat, M. 1999. Comparison of ploidy level screening methods in watermelon:Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. and Nakai. Scientia Horticulturae 82:265-277.
15. Sattler, M.C., Carvalho, C.R., Clarindo, W.R. 2016. The polyploidy and its key role in plant breeding. Planta 243(2):281-296.
16. Şimşek, İ. 2011. Çekirdeksiz karpuz (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum ve Nakai) çeşitlerinin geliştirmeye yönelik tetraploid hatların elde edilmesi (Yüksek Lisans Tezi). Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, 91s.
17. Tanaka, M. 1950. Studies on artificial polyploid eggplants. 1. The production of tetraploid eggplants by means of colchicine. Repors Kihara Instute Biological Research 4:59-65.
18. Tuna, M. 2014. Flow sitometri ve tarımsal araştırmalarda kullanımı. 2. Flow Sitometri ve Tarımsal Araştırmalarda Kullanımı Eğitim Programı Notları, Tekirdağ, 16-17 Ocak 2014.
19. TÜİK, 2021. İşlenmiş biber ihracat ve ithalatı (https://iz.tuik.gov.tr; Erişim:Kasım 2022).
20. Vural, H., Eşiyok, D., Duman, İ. 2000. Kültür sebzeleri (sebze yetiştirme). Ege Üniversitesi, İzmir, s:293-305.
21. Xie, X., Agüero, C., Wang, Y., Walker, M. 2015. In vitro induction of tetraploids in Vitis × muscadinia hybrids. Plant Cell Tissue and Organ Culture 122(3):675-683.