Cemele Biberinin (Capsicum annuum L.) İn Vitro Klonal Çoğaltımı Üzerine Farklı Besin Ortamı Tipleri ve TDZ’nin Etkisi

Year 2023, Volume: 1 Issue: 1, 10 - 20, 30.06.2023

Sevil Sağlam Yılmaz

Abstract

Çalışmada ekonomik öneme sahip biber (Capsicum annuum L.) bitkisinin Cemele genotipinin in vitro
koşullarda çimlenmesi ve klonal çoğaltımı üzerine farklı besin ortamı tipleri ve TDZ
(Thidiazuron)’nin farklı konsantrasyonlarının etkileri incelenmiştir. Çalışma kapsamında, iki farklı
besin ortamı (MS ve N6), TDZ’nin beş farklı konsantrasyonu ve iki farklı eksplant (sürgün ucu ve
hipokotil) denenmiştir. Çalışma süresince, kontaminasyon ve çimlenme oranları, fide uzunluğu,
yaprak sayısı ve kök uzunlukları ile kallus oluşum oranları, organogenes ve somatik embriyogenes
oluşum durumları incelenmiştir. Çalışma sonuçları değerlendirildiğinde, %93.33 ile maksimum
çimlenme %50'lik NaOCl'de 10 dk. yüzey sterlizasyonu uygulamasında MS besin ortamında
gözlenmiştir. Sürgün ucu eksplantından in vitro klonal çoğaltım sağlanamamış ancak hipokotil
eksplantlarından başarılı sonuçlar elde edilmiştir. In vitro'da çimlendirilmiş olan bitkiciklerden alınan
hipokotil eksplantları 0.5 mg/l BAP ve 1.0 mg/l IBA içeren MS ortamda 20 gün ön muameleye tabi
tutulmuş ardından 0.25, 0.50, 1.00, 1.50 ve 2.00 mg/l TDZ içeren MS besin ortamına aktarılmıştır.
Maksimum kallus oluşumu (%100.00), çok sayıda somatik embriyo ve kök organogenesisi 2.00 mg/l
TDZ içeren MS ortamında gözlenmiştir. Çalışma sonuçları, MS ve N6 ortamlarının biberin in vitro
çimlenmesini ve fide gelişimini doğrudan etkilediğini ortaya koymuştur. MS ortamında bitkilerin
kökleri daha fazla gelişirken (maksimum kök uzunluğu 9.9 cm); N6 ortamında toprak üstü aksamları
daha fazla gelişmiştir (maksimum fide boyu 4.3 cm ve maksimum yaprak sayısı 5.2 adet). Sonuçlar,
Cemele ve diğer biber genotiplerinin klonal çoğaltımı için kullanılabileceği gibi kök boğazı çürüklüğü
ya da benzeri hastalık ve zararlılara karşı dayanıklılık özelliklerinin kazandırılması amacıyla ilerde
yapılacak olan genetik iyileştirme ve biyoteknolojik ıslah çalışmalarına da ışık tutacaktır.

Keywords

Cemele biberi genotipi, in vitro çimlenme, mikroçoğaltım TDZ

References

• Ammirato, P. V. (1983). The regulation of somatic embryo development in plant cell cultures. Suspension Culture Techniques and Hormone Requirements, 14(1), 68–74.
• Anonim, (2013). IBM SPSS Statistics for Windows, Version 22.0. IBM Corp., Armonk, NY. https://www.ibm.com/support/pages/spss-statistics-220-available-download
• Ashrafuzzaman, M., Hossain, M. M., Ismail, M. R., Haque, M. S., Shahidullah, S. M., & Uz-zaman, S. (2009). Regeneration potential of seedling explants of chilli (Capsicum annuum). African Journal of Biotechnology, 8(4), 591-596.
• Atasoy, D., Baktemur, G., & Taşkın, H. (2021). Bazı biber (Capsicum annuum L.) genotiplerinin anter kültürü performanslarının belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 31(2), 282-293.
• Başak, H. (2019). Kırşehir yerel sivri biber (Capsicum annuum L. var. longum) populasyonlarının agronomik ve morfolojik karakterizasyonu. KSÜ Tarım ve Doğa Derg., 22(2), 202-216.
• Başak, H. (2021). Comparison of cemele pepper with bell pepper genotypes (Capsicum annuum L. var. grossum) with respect to agronomic and morphological characteristics. Acta Scientiarum Polonorum. Hortorum Cultus, 20(2), 121-134.
• Bayraktar, M., Hayta-Smedley, S., Unal, S., Varol, N., & Gurel, A. (2020). Micropropagation and prevention of hyperhydricity in olive (Olea europaea L.) cultivar ‘Gemlik’. South African Journal of Botany, 128, 264-273. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0254629918324128?via%3Dihub, Erişim Tarihi: 18 Şubat 2023.
• Berljak, J. (1999). In vitro plant regeneration from pepper (Capsicum annuum L. cv. 'Soroksari') seedling explants phyton (Austria). Plant Physiology, 39(3), 289-292.
• Binzel, M. L., Sankhla, N., Joshi, S., & Sankhla, D. (1996). Induction of direct somatic embryogenesis and plant regeneration in pepper (Capsicum annum L.). Plant Cell Rep., 15, 536–540. https://link.springer.com/article/10.1007/BF00232989, Erişim Tarihi: 18 Şubat 2023.
• Boyacı, S., Başak, H., & Altun, B. (2017). Potential of Kırşehir province in terms of horticulture. International Journal of Science and Research, 6(10), 1546-1550.
• Ceyhan, A. P., & Aktaş, H. (2020). Anter Kültürü Tekniği ile Dihaploid Nitelikli Üç Burun ve Dolma Tipli Biber Hatlarının Geliştirilmesi. Eurasian Journal of Biological and Chemical Sciences, 3(1),199-205. https://dergipark.org.tr/en/pub/ejbcs/issue/58824/822593, Erişim Tarihi: 19 Şubat 2023.
• Christopher, T., & Rajam M. V. (1994). In vitro clonal propagation of Capsicum spp. Plant Cell Tissue Organ Culture, 38, 25–29. https://link.springer.com/article/10.1007/BF00034439, Erişim Tarihi: 19 Nisan 2023.
• Chu, C.C. (1978). The N6 medium and its application to anther culture of cereal crops. In: Proceedings of Symposium on Plant Tissue Culture, Science Press, Peking, https://www.scirp.org/(S(czeh2tfqw2orz553k1w0r45))/reference/referencespapers.aspx?refere nceid=819145
• Çimrin, K. M., Başak, H., & Turan, M. (2020). Farklı dozlarda tuz ve mikoriza uygulamalarının biberde hormon, antioksidan, fenolik ve organik asit içeriklerine etkisi. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 25(3), 488-498.
• Çiner, D., & Tıpırdamaz, R. (2002). The effects of cold treatment and charcoal on the in vitro androgenesis of pepper (Capsicum annuum L.). Turk. J. Bot., 26, 131-139. https://journals.tubitak.gov.tr/botany/vol26/iss3/2/, Erişim Tarihi: 10 Ocak 2023.
• Çömlekçioğlu, N., Büyükalaca, S., & Abak, K. (2001). Effect of silver nitrate on haploid embryo induction by anther culture in pepper (Capsicum annuum L.). XI. th. Eucarpia Meeting on Genetics and Breeding of Capsicum and Eggplant, April 9-13, Antalya, 133-136
• Dalar, A. (2008). Biber (Capsicum annum L.) Bitkisi Çeşitlerinin Farklı Doku Kültürü Yöntemleri İle Mikroüretimi [Yüksek Lisans Tezi, Yüzüncü Yıl Üniversitesi].
• Duman, İ., & Gökçöl, A. (2017). Biber (Capsicum annuum L.) ve patlıcan (Solanum melongena L.) tohumlarının fidelik performanslarının iyileştirilmesi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 54(3), 333-340.
• Dumas De Vaulx, R., Chambonnet, D., & Pochard, E. (1981). In vitro culture of pepper (Capsicum annum) anthers: high rate plant production from different genotype by 35° C treatment. Agronomic, 1(10), 859–864.
• Ebida, Aly, I.A., & Hu C. (1993). In vitro morphogenic response and plant regeneration from pepper (Capsicum annum L.) seedling explants. Plant Cell Rep., 13, 107–110. https://link.springer.com/article/10.1007/BF00235301
• Eken, N. İ., & Mavi, K. (2014). Çan biberinde Capsicum baccatum var. pendulum meyve olgunluk dönemleri ile tohum gelişimi ve kalitesi arasındaki ilişkilerin belirlenmesi. Journal of Agricultural Sciences, 22(1), 69-76.
• Ellialtıoğlu, Ş., Üstün, A.S., & Mehmetoğlu, Ü. (1998). Bazı biber çeşitlerinde in vitro kallus oluşumu için en uygun besin ortamı bileşiminin belirlenmesi. II. Kızılırmak Uluslararası Fen Bilimleri Kongresi, 20-22 Mayıs 1998.
• Ercişli, S., Eşitken, A., & Güleryüz, M. (1999). The effect of vitamines on the seed germination of apricots. Acta Hort., 488, 437-440. https://www.actahort.org/books/488/488_69.htm, Erişim Tarihi: 10 Ocak 2023.
• Ergün, F. (2021). Kırşehir’de Yetiştirilen cemele biberinin biyoaktif bileşenlerinin ve antioksidan kapasitesinin belirlenmesi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 8(3), 693-701.
• Eroğlu, İ., Çamoğlu, G., & Demirel, K. (2020). Termografi Tekniği ile Biber Bitkisinde Su Stresinin ve Bazı Fizyolojik Özelliklerin Belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 30(3), 486-497.
• FAO, (2021). http://www.fao.org.tr
• Greenleaf, W. H. (1986). Pepper Breeding. In: (Editör: M.J. Basset). Breeding Vegetable Crops. AVI publishing company inc. Wesport, Connecticut
• Groot, S. P. C., & Karssen, C. M. (1987). Gibberellins regulate seed germination in tomato by endosperm weakening: a study with gibberellin-deficient mutants. Planta, 171, 525-531. https://link.springer.com/article/10.1007/BF00392302, Erişim Tarihi: 15 Nisan 2023.
• Hernández-Pérez, T., Gómez-García, M., Valverde, M.E.R., & Paredes-López, O. (2020). Capsicum annuum (hot pepper): an ancient Latin-American crop with outstanding bioactive compounds and nutraceutical potential. Compr Rev Food Sci Food Saf, 19(6), 1–22.
• Kacar, B., & Katkat V. (2010). Bitki Besleme (5. Baskı). Nobel Yayın Dağıtım Tic. Ltd. Şti.
• Karaağaç, O., & Balkaya, A. (2010). Bafra kırmızı biber populasyonlarının (Capsicum annuum L. var. conoides (Mill.) Irish) tanımlanması ve mevcut populasyonun değerlendirilmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 25(1), 10-20.
• Karakurt, Y., Cesur, E., & Güvercin, D. (2020). Molecular Characterization of Pepper (Capsicum annum L.) Genotypes Using SSR Markers. Ege Üniv. Ziraat Fak. Derg., 57(2), 185-189.
• Li, Y. X., Zhang, C., Pan, S., Chen, L., Liu, M., Yang, K., & Tian, J. (2020). Analysis of chemical components and biological activities of essential oils from black and white pepper (Piper nigrum L.) in five provinces of southern China. LWT - Food Science and Technology, 117(108644). https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0023643819309867?token=2D4F4CDBC6E5F7A3F 53864B9B3DF1E012B9BCD973B967F4CAF3A64A793FABD023D695AF787F3B3C91B10 FBCC67392F84&originRegion=eu-west-1&originCreation=20230512090303, Erişim Tarihi: 09 Şubat 2023.
• McGaw, B. A., & Burch, L. R. (1995). Cytokinin biosynthesis and metabolism. In P. J. Davies (Eds.), Plant Hormones, Physiology, Biochemistry and Molecular Biology, Kluwer academic Publisher, Dordrect, Netherlands. https://books.google.com.tr/books?hl=tr&lr=&id=AVTtCAAAQBAJ&oi=fnd&pg=PP8&dq= Cytokinin+biosynthesis+and+metabolism.+Plant+Hormones,+Physiology,+Biochemistry+and +Molecular+Biology, Erişim Tarihi: 10 Ocak 2023.
• Morrison, R. A., Koning R. E., & Evans D. A. (1986). Pepper. In D. A. Evans, W. R Sharp & P. V. Ammirato (Eds.), Handbook of Plant Cell Culture. https://pascalfrancis.inist.fr/vibad/index.php?action=getRecordDetail&idt=9141595, Erişim tarihi 05 Mart 2023.
• Murashige, T., & Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant, 15, 473-497. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
• Ochoa-Alejo N., & Ramirez-Malagon, R. (2001). In Vitro Chili Pepper Biotechnology. In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant, 37, 701-729. https://link.springer.com/article/10.1007/s11627-001-0121-z, Erişim Tarihi: 17 Nisan 2023.
• Ochoa-Alejo, N., & Ireta-Moreno, L. (1990). Cultivar differences in shoot forming capacity of hypocotyls tissues of chilli pepper (Capsicum annum L.) cultured in vitro. Sci. Hort., 42(1-2), 21-28.
• Oğuzkan, B. S., Can, M., Kılıç, H. İ., Uğraş, H. İ., & Özaslan, M. (2018). Güneydoğu Anadolu bölgesinde yetişen yeşil acı biberlerdeki kapsaisinin DNA koruyuculuğu üzerine etkisi. KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi, 21(1), 26-31.
• Otroshy, M., Moradi, K., & Khayam Nekouei M. (2011). Effect of different cytokenins in propagation of Capsicum annuum L. by In vitro nodal cutting. Journal of Sciences, 9(3), 21-30.
• Raval, M., & Chattoo, B. B. (1993). Role of media constituents and proline in callus growth, somatic embryogenesis and regeneration of Oryza sativa cv Indica. Indian J Exp Biol., 31(7), 600.
• Sağlam, S. (2014). Cemele biber genotipinin (Capsicum annuum L.) hipokotil eksplantından indirekt organogenesis, II. Tıbbi ve Aromatik Bitkiler Sempozyumu, Yalova. https://www.bingol.edu.tr/documents/TAB%20bildiri%20OzetKitabi%20sf_128,129.pdf
• Sanatombi, K., & Sharma G. J. (2007a). Micropropagation of Capsicum frustescens L. using axillary shoot explants. Scienta Horticulturae, 113(1), 96–99.
• Sanatombi, K., & Sharma G. J. (2007b). Micropropagation of Capsicum annum L. Not. Bot. Hort. Agrobot. Cluj. 35(1), 255–965.
• Saxena, P., Gill, R., Rashid, A., & Maheswari, S. C. (1981). Isolation and culture of protoplast of Capsicum annum L. and their regeneration into plants flowering in vitro. Protolasma, 108, 357- 360. https://link.springer.com/article/10.1007/BF02224429
• Şalk, A., Arın, L., Deveci, M., & Polat, S. (2008). Özel Sebzecilik. Namık Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları.
• Thamidala, C., & Karampuri, S. (2006). In vitro shoot multiplication and plant regeneration in four Capsicum species using thidiazuron. Scienta Horticultarae, 107(2), 117-122.
• Tisserat, B. (1991). Embriyogenesis, organogenesis and plant regeneration. In R. A. Dixon (Eds.), Plant Cell Culture: A Practical Aprproach, IRL Pres, Oxford. https://www.researchgate.net/publication/323915645_Embryogenesis_organogenesis_and_plant_regeneration_In_Plant_Tissue_Culture_A_Practical_Approach_R_A_Dixon_ed_Pp_79- 106_Information_Retrieval_Limited_Press_Oxford_England_1985, Erişim tarihi:14 Nisan 2023
• TÜİK, (2022). Türkiye İstatistik Kurumu. http//www.tuik.gov.tr.
• Üstün, A. S. (1990). Biberde Kökboğazı Yanıklığı (Pyhtophthora capsici Leon.) Hastalığına Dayanıklılığının Nedenlerinin Fizyolojik ve Biyokimyasal Olarak İncelenmesi [Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi].
• Venkataiah, P., Christopher, T., & Subhash, K. (2003). Thiadiazuron induced high frequency adventitious shoot formation and plant regeneration in Capsicum annuum L. J. Plant Biotechnol., 5, 245-250. https://www.researchgate.net/publication/284689541_Thidiazuron_induced_high_frequency_a dventitious_shoot_formation_and_plant_regeneration_in_Capsicum_annuum_L
• Vivek, H., Partap P. S., & Yadav, R. C. (2017). In Vitro regeneration of capsicum (Capsicum annuum L.) from cotyledon explants. Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci., 6(5), 225-237.
• Watkins, J. T., & Cantlife, J. D. (1983). Hormonal control of pepper seed germination. Hort Sci., 18(3), 342-343.