Ekşi Kara ve Narince Üzüm (Vitis vinifera L.) Çeşitlerinde Anter Kültürü

Abstract

Anter kültürü, haploit bitki elde etmek amacıyla kullanılan bitki ıslahı yöntemlerinden birisidir. Bir bitkiden izole edilen anterlerin uygun bir besin ortamında kallus gelişimi ve bitkiye dönüşümü esasına dayanmaktadır. Bu yöntemle üretilen haploit bitkilerden istenilen mutant tipler seçilebilmekte ve yeni varyetelerin geliştirilmesi mümkün olmaktadır. Türkiye’de halen üretimi lokal alanlarında alternatifsiz olarak devam eden ‘Ekşi Kara’ ve ‘Narince’ üzüm çeşitlerinde anter kültürü çalışılmıştır. Kültüre başlama için en uygun olduğu kabul edilen yaklaşık tek çekirdekli mikrospor aşamasındaki anterler (0.3-1.0 mm uzunlukta soluk yeşil renkli) kullanılmıştır. In vitro’da N&N besi ortamında, 25℃ sıcaklıkta, 6 hafta karanlık ortamda kallus gelişimi incelenmiştir. Korolla rengi koyu yeşilden hafif sarıya döndüğü ve henüz açılmamış çiçek tomurcuklarında bulunan anterlerin daha uygun olduğu gözlemlenmiştir. Çeşitlerin N&N besi ortamına verdiği tepkiler farklı olup ‘Ekşi Kara’ üzüm çeşidinde %22.86 ve ‘Narince’ üzüm çeşidinde %35.17 oranında kallus gelişimi tespit edilmiştir. Embriyonik indüksiyonun başlangıç eksplant tipi, gelişme düzeyi, kültür ortamı ve genotipten etkilendiğinden bu çalışmada farklı üzüm çeşitlerinin aynı besi ortamına farklı tepkiler verdiği belirlenmiştir. ‘Ekşi Kara’ ve ‘Narince’ üzüm çeşitlerinde uygun besin ortamı kullanıldığında çeşitler arasında farklı tepkiler bulunmakla birlikte anterlerinden kallus elde edilebilmektedir.

Keywords

• Asma
• Vitis vinifera L.
• anter kültürü
• haploid
• embriyonik kallus

Anther Culture of ‘Ekşi Kara’ and ‘Narince’ Grape (Vitis vinifera L.) Varieties

Abstract

Anther culture is one of the plant breeding methods used to obtain haploid plants. The anthers isolated from a plant are based on the development of callus and plant transformation into a suitable culture media. The desired mutant types can be selected from the haploid plants produced by this method and new varieties can be developed. Anther culture has been studied in the ‘Ekşi Kara’ and ‘Narince’ grapes varieties, which are still cultivate in Turkey without any alternative in their locations. Anthers (0.3-1.0 mm long, pale green color) were used in the approximately single-nucleus microspore stage, which was considered optimal for the start to culture. Callus development was investigated in vitro in N&N medium, at 25℃ for 6 weeks in darkness. It is observed that the anthers found in the flower buds’ corolla-covered, which have turned from the dark greenish to slightly yellow color and have not yet opened, are more suitable. The response of the varieties to the N&N feeding media was different, and the callus development was found at 22.86% in ‘Ekşi Kara’ grape variety and 35.17% in ‘Narince’ grape variety. Since embryonic induction was affected by initial explant type, development level, culture medium and genotype, it was determined that different grape varieties gave different responses to the same culture medium in this study. When the appropriate nutrient medium is used in the ‘Ekşi Kara’ and ‘Narince’ grapes varieties, calluses can be obtained from the anthers together with the different reactions among the varieties.

Keywords

• Grapevine
• Vitis vinifera L.
• anther culture
• haploid
• embryonic callus

References

1. Ahloowalia, B.S. and M. Maluszynski, 2001. Induced Mutations a New Paradigm in Plant Breeding. Euphytica, 118(2): 167-173.
2. Bouquet, A. and L. Torregrosa, 2003. Micropropagation of the Grapevine (Vitis spp.). In Micropropagation of Woody Trees and Fruits. Springer 75: 319-352.
3. Gambino, G., R. Vallania and I. Gribaudo, 2010. In situ Localization of Grapevine Fanleaf Virus and Phloem-Restricted Viruses in Embryogenic Callus of Vitis vinifera. European Journal of Plant Pathology, 127(4): 557-570.
4. Germanà, M.A., 2011. Anther Culture for Haploid and Doubled Haploid Production. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC) 104(3): 283-300.
5. Goussard, P.G., J. Wiid and G.G.F. Kasdor, 1991. The Effectiveness of in vitro Somatic Embryogenesis in Eliminating Fanleaf virus and Leafroll Associated Viruses from Grapevines. South African Journal of Enology& Viticulture 12(2): 77-81.
6. Goussard, P.G. and J. Wiid, 2017. The Elimination of Fanleaf Virus from Grapevines Using in vitro Somatic Embryogenesis Combined with Heat Therapy. South African Journal of Enology and Viticulture, 13(2): 81-83.
7. Gönülşen, N., 1987. Bitki Doku Kültürleri Yöntemleri ve Uygulama Alanları. Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü, 140s.
8. Gray, D.J. and C.P. Meredith, 1992. Grape (Hammerschlag, F.A. and Litz, R.E. (eds)). Biotechnology of Perennial Fruit Crops. CAB International, Cambridge. 8: 229-262.

9. Gray, D.J. and J.A. Mortensen, 1987. Initiation and Maintenance of Long-Term Somatic Embryogenesis from Anthers and Ovaries of Vitis longi ‘Microsperma’. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 9(1): 73-80.
10. Jayasankar, S., Z. Li and D.J. Gray, 2000. In-vitro Selection of Vitis vinifera Chardonnay with Elsinoe Ampelina Culture Filtrate is accompanied by Fungal Resistance and Enhanced Secretion of Chitinase. Planta, 211(2): 200-208.
11. Kara, Z., 1990. Tokat Yöresinde Yetiştirilen Üzüm Çeşitlerinin Ampelografik Özelliklerinin Belirlenmesi Üzerinde Araştırmalar (Doktora Tezi). Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
12. Kara, Z., A. Sabır, K. Yazar, O. Doğan ve A. Khaleel, 2017. Fertilization Biology of Ancient Grape ‘Ekşi Kara’ (Vitis vinifera L.). Selçuk Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi 31(2): 92-97.
13. Kunter, B. ve D.D. Karataş, 2011. Asmalarda Mutasyonlar ve Mutant Vitis vinifera L. Çeşitleri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi 21(2): 146-151.
14. Komamine, A., R. Kawahara, M. Matsumoto, S. Sunabori, T. Toya, A. Fujiwara, M. Tsukahara, J. Smith, M. Ito, H. Fukuda, K. Nomura and T. Fujimura, 1992. Mechanisms of Somatic Embryogenesis in Cell Cultures: Physiology, Biochemistry, and Molecular Biology. in vitro Cellular and Developmental Biology-Plant 28: 11-14.
15. Morgana, C., R. Di Lorenzo and F. Carimi, 2004. Somatic Embryogenesis of Vitis vinifera L. (cv. Sugraone) from Stigma and Style Culture. Vitis 43(4): 169-173.
16. Morrison, R.A. and D.A. Evans, 1988. Haploid Plants from Tissue Culture: New Plant Varieties in a Shortened Time Frame. Nature biotechnology, 6(6): 684-690.
17. Motoike, S.Y., R.M. Skirvin, M.A. Norton and A.G. Otterbacher, 2001. Somatic Embryogenesis and Long-Term Maintenance of Embryogenic Lines from Fox Grapes. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 66(2): 121-131.
18. Newton, D.J. and P.G. Goussard, 1990. The Ontogeny of Somatic Embryos from In Vitro Cultured Grapevine Anthers. South African Journal of Enology and Viticulture, 11(2): 70-75.
19. Perrin, M., C. Gertz and J.E. Masson, 2004. High Efficiency Initiation of Regenerable Embryogenic Callus from Anther Filaments of 19 Grapevine Genotypes Grown Worldwide. Plant Science 167(6): 1343-1349.
20. Prado, M.J., M.P. Grueiro, M.V. González, P.S. Testillano, C. Domínguez, M. López and M. Rey, 2010. Efficient Plant Regeneration through Somatic Embryogenesis from Anthers and Ovaries of Six Autochthonous Grapevine Cultivars from Galicia (Spain). Scientia Horticulturae 125(3): 342-352.
21. Reisch, B.I., C.L. Owens and P.S. Cousins, 2012. Grape. In Fruit Breeding, Springer US. 225-262s.
22. Salunkhe, C.K., P.S. Rao and M. Mhatre, 1999. Plantlet Regeneration via Somatic Embryogenesis in Anther Callus of Vitis latifolia L. Plant Cell Reports 18(7-8): 670-673.
23. Stamp, J.A., and C.P. Meredith, 1988. Somatic Embryogenesis from Leaves and Anthers of Grapevine. Scientia Horticulturae 35: 235-250.