Okaliptus'te Klasik Bitki Doku Kültürü ve Yeni Nesil Biyoreaktör Uygulamalarında Son Gelişmeler

Year 2024, Volume: 20 Issue: Özel Sayı, 247 - 260, 23.12.2024

Meslihna Karayel , Recep Yıldız , Senem Uğur , Yesim Yalcin Mendi , Mustafa Albayrak

https://doi.org/10.58816/duzceod.1558282

Abstract

Eucalyptus türleri, hızlı büyüme ve kereste kaliteleri nedeniyle dünya genelinde ormancılıkta önemli bir yere sahiptir. Bu türlerin mikroçoğaltımı, genetik olarak üstün klonların elde edilmesi ve geniş çapta yaygınlaştırılması amacıyla yaygın olarak yapılmaktadır. Bu derleme, Eucalyptus türlerinin mikroçoğaltımındaki güncel teknikleri, karşılaşılan zorlukları ve başarı oranlarını ele almaktadır. Bu çalışmada, hem klasik doku kültürü yöntemleri hem de yeni nesil biyoteknolojik yaklaşımlar incelenmiştir. Özellikle, bazı araştırmacıların çalışmalarında tanımlanan fizyolojik olaylar ve hızlı mikroçoğaltım protokollerine vurgu yapılmıştır. Mikroçoğaltım protokollerinin optimizasyonunda, eksplant kaynağı, ortam kompozisyonu ve çevresel faktörler son derece önemlidir. Eucalyptus türlerinin mikroçoğaltımında kullanılan eksplantlar (nodal segmentler, kotiledon ve yaprak eksplantları) farklı araştırıcılar tarafından incelenmiştir, farklı Eucalyptus hibritlerinin mikroçoğaltımında karşılaşılan zorlukları ve bu zorlukların nasıl aşılabileceğini tartışmışlardır. Ayrıca, bazı araştırmacıların genotipten bağımsız protokollerin geliştirilmesi ve bu protokollerin ticari uygulamalara entegrasyonunu incelemiştir. Bunlara ek olarak, geçici daldırma biyoreaktör sistemleri (TIS) ile sürgün çoğaltımının iyileştirilmesi ve bu sistemlerin sağladığı avantajlar, detaylı bir şekilde ele alınmıştır. Sonuç olarak bu çalışma, Eucalyptus türlerinin mikroçoğaltımında, klasik doku kültürü yöntemleri ve biyoreaktörlerin kullanılması hakkında kapsamlı bir bilgi sunmaktadır. Bu tekniklerin optimizasyonu ve geniş çapta uygulanabilirliğinin artırılması, Eucalyptus türlerinin sürdürülebilir ormancılık uygulamalarında daha etkin bir şekilde kullanılmasını sağlayacaktır.

Keywords

Eucalyptus, Mikroçoğaltım, Doku Kültürü, Geçici Daldırma Sistemi (GDS).

Recent Developments in Classical Plant Tissue Culture and New Generation Bioreactor Applications in Eucalyptus

Abstract

Eucalyptus species have an important place in forestry worldwide due to their rapid growth and timber quality. Micropropagation of these species is widely used to obtain genetically superior clones and to disseminate them on a large scale. This review discusses current techniques, challenges and success rates in micropropagation of Eucalyptus species. In this study, both classical tissue culture methods and new generation biotechnological approaches were examined. In particular, emphasis was placed on physiological events and rapid micropropagation protocols defined in the studies of some researchers. In the optimization of micropropagation protocols, explant source, medium composition and environmental factors are extremely important. Explants (nodal segments, cotyledon and leaf explants) used in micropropagation of Eucalyptus species were examined by different researchers, and they discussed the challenges encountered in micropropagation of different Eucalyptus hybrids and how these challenges can be overcome. In addition, some researchers have investigated the development of genotype-independent protocols and their integration into commercial applications. In addition, the improvement of shoot multiplication by temporary immersion bioreactor systems (TIS) and the advantages of these systems have been discussed in detail. In conclusion, this study provides comprehensive information on the use of classical tissue culture methods and bioreactors in micropropagation of Eucalyptus species. Optimization of these techniques and increasing their wide-scale applicability will enable more effective use of Eucalyptus species in sustainable forestry practices.

Keywords

Eucalyptus, Micropropagation, Tissue Culture, Temporary Immersion System (TIS).

References

• Aggarwal, D., Kumar, A., Sharma, J., & Reddy, M. S. (2012). Factors affecting micropropagation and acclimatization of an elite clone of Eucalyptus tereticornis Sm. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 48, 521-529.
• Alatar, A. A., Qahtan, A. A., Abdel-Salam, E. M., Faisal, M., & El-Sheikh, M. A. (2023). Development of an Efficient and Rapid Micropropagation Protocol for in vitro Multiplication of Maerua crassifolia Forssk. Forests, 14(6), 1160.
• Alister, B. M., Finnie, J., Watt, M. A., & Blakeway, F. (2005). Use of the temporary immersion bioreactor system (RITA®) for production of commercial Eucalyptus clones in Mondi Forests (SA). Liquid culture systems for in vitro plant propagation, 425-442.
• Anonim. (2024). Okaliptus yetiştiriciliği. Orman Bakanlığı, Doğu Akdeniz Ormancılık Araştırma Enstitüsü.
• Arya, I. D., Chauhan, S. S. S., & Arya, S. (2009). Micropropagation of superior eucalyptus hybrids FRI-5 (Eucalyptus camaldulensis Dehn x E. tereticornis Sm) and FRI-14 (Eucalyptus torelliana FV Muell x E. citriodora Hook): A commercial multiplication and field evaluation. African Journal of Biotechnology, 8(21), 5718.
• AVCIOĞLU, E. (1982). Türkiye'de Okaliptüsle Ağaçlandırılabilecek Orman Alanları Özel Ağaçlama Sahalarının Miktar ve Koşulları Üzerine Etüt Çalışmaları. Kavak ve Hızlı GYTOA Araştırma Enstitüsü Dergisi, İZMİT, 61-73.
• Bhandari, M. S., Maikhuri, S., Thakur, A., Panwar, G. S., Shamoon, A., & Pandey, S. (2022). Rapid multiplication of mature Eucalyptus hybrids through macro-and-micropropagation. The Nucleus, 65(3), 379-389.
• Brooker, I. (2002). Botany of the eucalypts. In Eucalyptus (pp. 17-49). CRC Press.
• Burdon, R. D., & Libby, W. J. (2006). Genetically modified forests: from Stone age to modern biotechnology (p. 79). Durham, North Carolina, USA: Forest History Society.
• Da Silva, A. L. L., Gollo, A. L., Brondani, G. E., Horbach, M. A., Oliveira, L. S., Machado, M. P., ... & Costa, J. (2015). Micropropagation of Eucalyptus saligna Sm. from cotyledonary nodes. Pak. J. Bot, 47(1), 311-318.
• de Oliveira, C., Degenhardt-Goldbach, J., de França Bettencourt, G. M., Amano, E., Franciscon, L., & Quoirin, M. (2017). Micropropagation of Eucalyptus grandis× E. urophylla AEC 224 clone. Journal of Forestry Research, 28, 29-39.
• Etikan, S., & Kayabaşı, N. (2009). Okaliptüs (Eucalyptus camaldulensis Dehnhardt) Ağacının Yapraklarından Elde Edilen Renkler ve Bu Renklerin Bazı Haslıkları Üzerine Bir Araştırma. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(2), 153-161.
• Filiz, E., Çiçek, E., & Aydın, Y. (2011). Forest genetics and biotechnology. Turkish Journal of Forestry, 12(2), 155-162.
• Gomes, F., & Canhoto, J. M. (2003). Micropropagation of Eucalyptus nitens Maiden (shining gum). In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 39, 316-321.
• González, R., Ríos, D., Avilés, F., & Sánchez-Olate, M. (2011). In vitro multiplication of Eucalyptus globulus by temporary immersion system. Revista Bosque, 32(2), 147-154.
• Görcelioğlu, E. (1988). Ormancılık ve çevre açısından okaliptüs. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 38(1), 37-44.
• Gürses, M. K., Gülbaba, A. G., & Özkurt, A. (1995). Türkiye’de okaliptüs yetiştiriciliğinin geliştirilmesi hakkında rapor. Doğu Akdeniz Ormancılık Araştırma Enstitüsü.
• Kumar, G. (2021). Effect of rooting hormone with different growing media on sprouting and rooting response of Eucalyptus clones (Doctoral dissertation, College of Forestry, Ranichauri Campus, VCSG Uttarakhand University of Horticulture and Forestry).
• Roux, J. L., & Staden, J. V. (1991). Micropropagation of Eucalyptus species.
• Luckman, G. A., & Menary, R. C. (2002). Increased root initiation in cuttings of Eucalyptus nitens by delayed auxin application. Plant Growth Regulation, 38, 31-35.
• Murthy, H. N., Joseph, K. S., Paek, K. Y., & Park, S. Y. (2023). Bioreactor systems for micropropagation of plants: present scenario and future prospects. Frontiers in plant science, 14, 1159588.
• Özgün, C. (2013). Osmanlı ağaç kültüründe yeni ve egzotik bir tür: Okaliptüs. Çağdaş Türkiye Tarihi Araştırmaları Dergisi, 13(26), 5-29.
• Palhares, G. A., Sánchez, R. R., Ruiz, M. C., Trina, D. P., García, Y. G., & González-Olmedo, J. L. (2018). Effects of photomixotrophic conditions on plants of Eucalyptus urograndis propagated in temporary immersion bioreactors. International Journal of Environment, Agriculture and Biotechnology, 3(2), 239101.
• Paula Watt, M., Berjak, P., Makhathini, A., & Blakeway, F. (2003). In vitro field collection techniques for Eucalyptus micropropagation. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 75, 233-240.
• Schroeder, P. F. (2017, April). Propagation of eucalypts. In Durable eucalypts on drylands: protecting and enhancing value”(Altaner, CM, Murray, TJ, Morgenroth, J.(eds). Workshop proceedings (pp. 104-111).
• Sotelo, M., & Monza, J. (2007). Micropropagation of Eucalyptus maidenii elite trees. Agrociencia Uruguay, 11(1), 81-89.
• Sumkaew, R., Pankaew, Y., Puangchit, L., Siripatanadilok, S., & Kokkatiem, S. (2010). In vitro seedling of Eucalyptus camaldulensis Dehnh. using temporary immersion system with twin flasks.