Anther culture studies in W. Murcott mandarin genotype

Abstract

Obtaining haploid plants is one of the important tool that shorten the plant breeding process. Anther culture is one of the method used for obtaining haploid plants. Anther culture studies are carried out for several plant species. In the present study, flowers at different sizes of W. Murcott mandarin were collected at the blooming period. Stage of mononuclear microspore of anthers was determined according to method of acetocarmine. Mononuclear microspore stage of anthers was observed in flowers 4-5 mm in diameter. Anther culture experiments were carried out with 4-5 mm in diameter anthers. In this study, temperature pre-treatment was performed at 4˚C and 25˚C for two days. Surface sterilization was performed in flowers and anthers were cultured in nutrient medium N6. Anther culture assays were performed with the three different concentrations of TDZ (0 mg l-1 TDZ, 0.1 mg l-1 TDZ, 0.5 mg l-1 TDZ). Half of anthers were cultured in dark condition while the other half in 16 hours light, 8 hours dark climate room conditions. Anthers containing mononuclear microspore stage were cultured and, changes occurring in the anther explants were discussed in the article.

Keywords

• Acetocarmine; Haploid; TDZ; Pollen; Mandarin

W. Murcott mandarin çeşidinde anter kültürü çalışmaları

Abstract

Haploid bitkilerin elde edilmesi, bitki ıslahında, ıslah sürecini kısaltan önemli yöntemlerden bir tanesidir. Haploid bitkilerin elde edilmesinde kullanılan yöntemlerden biri olan anter kültürü çalışmaları birçok bitki türünde yürütülmektedir. Bu çalışmada anterlerden haploid bitki elde etmek amacıyla W. Murcott mandarin çeşidinde, çiçeklenme dönemlerinde farklı boyutlardaki çiçekler toplanmış ve asetokarmin yöntemine göre anterler içerisindeki tek çekirdekli mikrospor aşaması belirlenmiştir. Çalışma sonucunda tek çekirdekli mikrospor aşamasının olduğu dönem çiçeklerin 4-5 mm çapında oldukları dönem olarak belirlenmiş ve bu boyuttaki çiçekler temin edilerek anter kültürü denemesi kurulmuştur. Çalışmada çiçeklere 25˚C ve 4˚C’de iki gün bekletilmesi şeklinde ön uygulama gerçekleştirilmiş ve ardından çiçeklerde yüzey sterilizasyonu uygulanarak anterler N6 besin ortamı içerisinde kültüre alınmışlardır. Anter kültürü denemelerinde 0 mg l-1 TDZ (Thidiazuron), 0.1 mg l-1 TDZ ve 0.5 mg l-1 TDZ olmak üzere TDZ’nin üç farklı konsantrasyonu denenmiş ve anterlerin yarısı karanlıkta, diğer yarısı ise 16 saat aydınlık, 8 saat karanlık iklim odası koşullarında kültüre alınmıştır. W. Murcott çeşidinde tek çekirdekli mikrospor aşamasında olan anterlerin kültüre alınması sonucunda yapılan incelemelerde anter eksplantlarında meydana gelen değişimler gözlemlenerek makalede tartışılmıştır.

Keywords

• Asetokarmin; Haploidi; TDZ; Polen; Mandarin

References

1. Chen, Z., Wang, H., & Liao, H. (1980). The induction of Citrus pollen plants in artificial media. Acta Genetica Sinica, 7:189–192.
2. Drira, N., & Benbadis, A. (1975). Analysis, by in vitro anther culture, of the androgenetic potential of two Citrus species (Citrus medica L. and Citrus limon L. Burm). Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, 281:1321–1324.
3. Ellialtıoğlu, Ş., Sarı, N., & Abak, K. (2000). Haploid Bitki Üretimi. pp. 137-189. In: Babaoğlu, M., Özcan, S., Gürel, E. (Eds.), Bitki Biyoteknolojisi Cilt:I. Konya, Türkiye.
4. Ellialtıoğlu, Ş., & Tıpırdamaz, R. (2002). Soğuk uygulamaları ve aktif kömürün biberde (Capsicum annuum L.) anter kültürü süresince absizik asit miktarındaki değişim üzerine etkisi. Akdeniz Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi, 15(1):9-18.
5. Froelicher, Y., Basense, J.B., Jedidi-Neji, E., Dambier, D., Morillon, R., Bernardini, G., Costantino, G., & Ollitrault, P. (2007). Induced parthenogenesis in mandarin for haploid production: induction procedures and genetic analysis of plantlets. Plant Cell Reports, 26:937-944.
6. Germanà, M.A. (1992). Androgenesis in Citrus: A review. In: Proceedings of the International Society of Citriculture. Acireale, Italy, 183–189.
7. Germanà, M.A. (2006). Doubled haploid production in fruit crops. Plant Cell Tissue Organ, 86:131–146.
8. Germanà, M.A. (2007). Haploidy. pp 167–196. In: Khan, I. (Ed.), Citrus. Genetics, breeding and biotechnology. CABI, Wallingford.

9. Germanà, M.A. (2009). Haploid and doubled haploids in fruit trees. pp. 241–263. In: Touraev, A., Forster, B., Jain, M. (Eds.), Advances in haploid production in higher plants. Springer, Heidelberg.
10. Germanà, M.A. (2011). Anther culture for haploid and doubled haploid production. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 104:283–300.
11. Germanà, M.A. & Chiancone, B. (2003). Improvement of the anther culture protocol
12. in Citrus clementine Hort. ex Tan. Plant Cell Reports, 22:181–187.
13. Germanà, M.A., Chiancone, B., Lain, O., & Testolin, R. (2005). Anther culture in Citrus clementina: a way to regenerate tri-haploids. Australian Journal of Agricultural Research, 56:839–845.
14. Germanà, M.A., & Recupero, G.R. (1997). Haploid embryos regeneration from anther culture of ‘Mapo’ tangelo (Citrus deliciosa X C. paradisi). Advances in Horticultural Science, 11:147–152.
15. Germanà, M.A., Wang, Y.Y., Barauntbagallo, M.G., Iannolino, G., & Crescimanno, F.G. (1994). Recovery of haploid and diploid plantlets from anther culture of Citrus clementina Hort. ex Tan. and Citrus reticulata Blanco. The Journal of Horticultural Science, 69:473–480.
16. Germanà M.A. (1997). Haploidy in Citrus. In: Jain, S.M., Sopory, S.K., Veilleux, R.E. (Eds.), In vitro haploid production in higher plants, vol 5. Kluwer, Dordrecht, 195–217.
17. Heberle-Bors, E. (1989). Isolated pollen culture in tobacco: Plant reproductive development in a nutshell. Sexual Plant Reproduction, 2:1–10.
18. Hidaka, T., & Kajiura, I. (1989). A simple method for acclimatization of in vitro plantlets of Citrus. Bull Fruit Tree Research Station, 16:19–28.
19. Hidaka, T., Yamada Y,. & Shichijo, T. (1979). In vitro differentiation of haploid plants by anther culture in Poncirus trifoliata (L.) Raf. Japan Journal of Breeding, 29:248-254.
20. Malik, M.R., Wang, F., Dirpaul, J.M., Zhou, N., Polowick, P.L., Ferrie, A.M.R., & Krochko, J.E. (2007). Transcript profiling and identification of molecular markers for early microspore embryogenesis in Brassica napus. Journal of Plant Physiology, 144:134–154.
21. Nitsch, J.P, & Nitsch, C. (1969). Haploid plants from pollen grains. Science, 163:85-87.
22. Raghavan, V. (1990). From microspore to embryoid: faces of the angiosperm pollen grain. pp. 213–221. In: Nijkamp, H.J.J., Van Der Plas, L.H.W., & Van Hartrigik, J. (Eds.), Progress in Plant Cellular and Molecular Biology. IAPTC. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands.
23. Reynolds, T.L. (1997). Pollen embryogenesis. Plant Molecular Biology, 33:1–10.
24. Sarıkamış, G., Ellialtıoğlu, Ş., & Yanmaz, R. (2000). Lahanada Çiçek Tomurcuğu Morfolojisi ile Mikrospor Gelişme Dönemi Arasındaki İlişkinin Belirlenmesi. III. Sebze Tarımı Sempozyumu, 11-13 Eylül 2000, Isparta, s: 72-75.
25. Topaktaş, M., & Rencüzoğulları, E. (2010). Sitogenetik. Nobel Akademik Yayıncılık, 188 s., Ankara.
26. Touraev, A., Prosser, M., & Heberle-Bers, E. (2001). The microspore: a haploid multipurpose cell. Advances in Botanical Research, 35:53−109.