Haploid Induction in Plants Developed from Anther Culture in Carrot Genotypes

Year 2024, Volume: 53 Issue: Özel Sayı 1, 99 - 103, 16.07.2024

Özge Çavuşoğlu Meryem İpek

https://doi.org/10.53471/bahce.1481932

Abstract

Carrot is one of the important vegetable species for human health due to its rich vitamins, minerals and high antioxidant capacity. Carrot production in the world is widely carried out using hybrid varieties. The development of pure lines used in the production of hybrid varieties, it is not possible to obtain 100% pure lines by inbreeding, because carrots are a cross pollinated species. Nowadays, it is possible to obtain homozygous lines in a short time by anther culture technique, which is one of the tissue culture methods. In this study, Hatay black and orange carrot genotypes were used. A total of 2500 anthers from each genotype were planted in a modified B5 nutrient medium with 50 anthers in each petri dish. The pH of the medium was adjusted to 5.8. The planted anthers were kept in the dark at 27℃ until development was observed. Callus development was not observed in any anthers obtained from orange carrot genotype. On the other hand, callus formation was observed in 16 anthers planted from Hatay black carrot genotype. Afterwards, the plantlets developed from the callus were transferred to regeneration medium. Ploidy analysis revealed that 6 plantlets were haploid. In this study, it was observed that haploid induction was higher in the Hatay black carrot genotype than in the orange carrot genotype. In terms of vegetable breeding in our country, the development of this technique in different carrot genotypes and the optimization of the protocols are of great importance for breeding studies.

Keywords

Anther culture, Daucus carota L., haploid, B5 nutrient medium

Havuç Genotiplerinde Anter Kültüründen Gelişen Bitkilerde Haploid Uyartımı

Abstract

Havuç, içerdiği zengin vitaminler, mineraller ve yüksek antioksidan kapasitesi nedeniyle insan sağlığı açısından önemli sebze türlerinden biridir. Dünya’da havuç üretimi yaygın olarak hibrit çeşitler kullanılarak yapılmaktadır. Hibrit çeşitlerin üretiminde kullanılan saf hatların geliştirilmesinde, havuç yabancı tozlanan bir tür olduğundan kendilemeyle %100 saf hatların elde edilmesi mümkün değildir. Günümüzde doku kültürü yöntemlerinden biri olan anter kültürü tekniğiyle kısa süre içerisinde homozigot hatların eldesi mümkün olmaktadır. Çalışmada, Hatay siyahı ve Turuncu havuç genotipleri kullanılmıştır. Modifiye B5 besin ortamına her bir petri kabında 50 anter olacak şekilde her genotipten toplamda 2500 anter ekilmiştir. Besin ortamı pH’sı 5.8’e ayarlanmıştır. Ekilen anterler gelişim gözleninceye kadar 27℃’de karanlık ortamda bekletilmişlerdir. Turuncu havuç genotipinden herhangi bir gelişme gözlenmemiştir. Hatay siyahı havuç genotipinde ise 16 anterde kallus oluşturarak bitkicik oluşumu gözlemlenmiştir. Sonrasında kallustan gelişim gösteren bitkicikler rejenerasyon ortamına aktarılmıştır. Ploidy analizleri sonucunda 6 bitkiciğin haploid yapıda olduğu tespit edilmiştir. Yapılan bu çalışmada Hatay siyahı havuç genotipinde haploid uyartımının turuncu havuç genotipine göre daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Ülkemiz sebzecilik ıslahı açısından bu tekniğin farklı havuç genotiplerinde geliştirilmesi ve protokollerin optimize edilmesi ıslah çalışmaları için büyük önem arz etmektedir.

Keywords

Anter kültürü, Daucus carota L., haploit, B5 besin ortamı

References

• Ahmadi, B., Ebrahimzadeh, H. 2020. In vitro androgenesis: spontaneous vs. artificial genome doubling and characterization of regenerants. Plant Cell Reports 39(3):299-316. https://doi.org/ 10.1007/s00299-020-02509-z.
• Andersen, S.B., Christiansen, I. Farestveit, B. 1990. Carrot (Daucus carota L.): In vitro production of haploids and field trials. Bajaj Y.P.S., editor. Haploids in crop improvement, Springer; Biotechnology in Agriculture and Forestry 12:393-402.
• Baydar, H. 2016. Bitki ıslahında genetiğin yeri ve önemi. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü, Isparta.
• Bulantekin, Ö., Düzalan, B.Ö., Kuşçu, A. 2020. Meyve sebze tüketiminin diyabette önemi. Eurasian Journal Humanity Science 3(2):55-61.
• Cavagnaro, P.F., Chung, S.M., Manin, S., Yildiz, M., Ali, A., Alessandro, M.S., Iorizzo, M., Senalik, D.A., Simon, P.W. 2011. Microsatellite isolation and marker development in carrot -genomic distribution, linkage mapping, genetic diversity analysis and marker transferability across Apiaceae. BioMed Central Genomics 12:386-405.
• Futterer, J., Gisel, A., Iglesias, V., Kloti, A., Kost, B., Mittelsten Scheid, O., Neuhaus, G., Neuhaus-Url, G., Schrott, M., Shillito, R., Spangenberg, G., Wang, Z.Y. 1995. Standard molecular techniques for the analysis of transgenic plants gene transfer to plants, In Gene transfer to Plants, pp:215-263.
• Haq, R., Prasad, K. 2015. Nutritional and processing aspects of carrot (Daucus carota L.)-a review. South Asian Journal of Food Technology and Environment 01(01):1-14. https://doi.org/10. 46370/sajfte.2015.v01i01.01.
• Hu Kai, L., Matsubara, S., Murakami, K. 1993. Haploid plant production by anther culture in carrot (Daucus carota L.). Journal of the Japanese Society for Horticultural Science 62(3):561-565. https://doi.org/10.2503/jjshs.62.561.
• Karakullukçu, Ş. 1991. Değişik patlıcan genotiplerinden in vitro androgenesis ve haploid bitki oluşumunu uyarıcı bazı etmenler üzerinde araştırmalar. Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi Fen bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, Ankara.
• Kiraci, S., Padem, H. 2015. Havuç yetiştiriciliğinde bitki aktivatörü ve mikrobiyal gübre uygulamalarının verim ve bazı fizikokimyasal parametreler üzerine etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 10(1):65-72.
• Sharma, K.D., Nayyar, H. 2016. Regulatory networks in pollen development under cold stress. Frontiers Plant Science 7:402. https://doi.org/ 10.3389/fpls.2016.00402.
• Sayılır, A., Özzambak, E. 2005. Biber anter kültüründe uygun tomurcuk büyüklüğü ile besin ortamı içeriklerinin embriyo verimine etkileri üzerine bir araştırma. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 42(3):1-11.
• Tülek, S., Dolar, F.S. 2011. Havuçlarda görülen depo hastalıkları ve yönetimi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 28(2):187-198.