Micropropagation of bible hyssop (Origanum syriacum L. var. bevanii (Holmes) Ietswaart)

Abstract

The aim of this research was to determine the regeneration protocol for micropropagation of Origanum syriacum L. var. bevanii using tissue culture (in vitro) method. 

In the research, the various explants (leaf disc, stem node, apical and axillary buds) from the donor plants were cultured on Murashige and Skoog (MS) basal medium supplemented with alone and combinations of different concentrations of 2,4-Dichlorophenoxy Acetic Acid (2,4-D) or Naphthalene Acetic Acid (NAA) (0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0 mg/l) and 6-Benzil Amino purine (BAP) or Furfuryladenine (Kinetin) (0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mg/l) plant growth regulators. After four-six weeks of culture period, the cultures were transferred to the sub-culture medium having the same content as the induction medium. Then the cultures were transferred to the regeneration media containing different concentrations of 2,4-D or NAA (0, 0.1, 0.25 mg/l) in combination with BAP or Kinetin (0.25, 0.5, 1.0 mg/l). ½MS medium which does not contain growth regulators was used to root the shoots.

As a result of the research, it was determined that the apical or axillary bud explants were the most suitable explant for multiple shoot formation and plantlet regeneration and that MS medium with 1.5 mg/l BAP alone was the most suitable medium. ½MS medium was succesful for rooting the shoots growing on the medium with BAP. However single shoots with roots were obtained in the induction medium supplemented with 1.0 mg/l NAA. The highest shoot regeneration ratio (an average of 36.0 shoots per explants) and roooting ratio (81.2%) was obtained from the axillary bud explants cultured in the medium supplemented with 1.5 mg/l BAP.

Keywords

• Origanum syriacum L. var. bevanii,Micropropagation,In vitro,Explant,Regeneration

Dağ kekiği (Origanum syriacum L. var. bevanii (Holmes) Ietswaart)’nin mikroçoğaltımı

Abstract

Bu araştırmada, Origanum syriacum L. var. bevanii türünün doku kültürü (in vitro) yöntemiyle mikroçoğaltımı için rejenerasyon protokolünün belirlenmesi amaçlanmıştır. 

Araştırmada, donör bitkilerden alınan çeşitli eksplantlar (yaprak diski, sap boğumu, tepe ve yan tomurcuk), 2,4-Diklorofenoksi Asetik Asit (2,4-D) veya Naftalen Asetik Asit (NAA) (0; 0,25; 0,5; 0,75 ve 1,0 mg/l ) ve 6-Benzil Amino Pürin (BAP) veya Furfuryladenine (Kinetin) (0; 0,5; 1,0; 1,5 ve 2,0 mg/l) bitki büyüme düzenleyicilerinin tek başına ve farklı konsantrasyonda kombinasyonları ilave edilen Murashige ve Skoog (MS) temel besi ortamında kültüre alınmıştır. Kültürler, 4-6 haftalık kültür süresi sonunda indüksiyon ortamıyla aynı içeriğe sahip alt kültür ortamlarına aktarılmış ve daha sonra da 2,4-D veya NAA (0; 0,1 ve 0,25 mg/l) ve BAP veya Kinetin (0,25; 0,5 ve 1,0 mg/l) ile kombine edilen farklı konsantrasyondaki rejenerasyon ortamlarına aktarılmıştır. Sürgünlerin köklendirilmesi amacıyla büyüme düzenleyici içermeyen ½MS ortamı kullanılmıştır.

Araştırma sonucunda, çoğul sürgün oluşumu ve fide üretimi için tepe ve yan tomurcuk eksplantlarının en uygun eksplant olduğu ve tek başına 1,5 mg/l BAP ilave edilen MS ortamının en uygun ortam olduğu belirlenmiştir. BAP ortamında gelişen sürgünlerin köklendirilmesinde ½MS ortamı başarılı olmuştur. Bununla birlikte, 1,0 mg/l NAA ilave edilen indüksiyon ortamında köklü tek sürgünler elde edilmiştir. En yüksek sürgün rejenerasyon oranı (eksplant başına ortalama 36,0 adet sürgün) ve köklenme oranı (% 81,2); 1,5 mg/l BAP ilave edilen ortamda kültüre alınan yan tomurcuk eksplantlarından elde edilmiştir.

Keywords

• Origanum syriacum L. var. bevanii,In vitro,Eksplant,Mikroçoğaltım,Rejenerasyon

References

1. Akbudak, M.A., 2002. Küçük çiçekli yakı otu (Epilobium parviflorum schreb.) ve İzmir kekiği (Origanum onites L.)'nde uygun doku kültürü şartlarının belirlenmesi. Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi.
2. Arafeh, R.M, Mahmoud, M.S. , Shibli, R.A., 2003. In vitro seed propagation of wild syriana marjoram (Origanum syriacum L.). Advances in Horticultural Science, 17 (4), 241-244.
3. Çakır, A., 2011. Batı anadolu endemiği Origanum sipyleum L. (kekik) bitkisinin in vitro mikroçoğaltımı ve mikro bitkilerde uçucu yağ içeriğinin araştırılması. Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
4. El-Gengaihi, S., Taha, H.S., Kamel, A.M., 2006. In vivo and in vitro comparative studies of Origanum species. Journal of Food, Agriculture & Environment, Vol.4 (3&4): 127-134.
5. Gamborg, O.L., 1984. Plant Cell Cultures. Nutrition and Media. In: Cell Culture and Somatic Cell Genetics of Plants, I.K. Vasil (ed.), pp: 18-26, Academic Press, Inc. New York-London.
6. Goleniowski, M.E., Flamarique, C., Bima, P., 2003. Micropropagation of oregano (Origanum vulgare x applii) from meristem tips. In Vitro Cell. Dev. Biol.-Plant, 39:125-128.
7. Grzegorczyk, I., Bilichowsky, I., Mikiciuk-Olasik., E., Wysokinska, H., 2005. In vitro cultures of salvia officinalis L. as a source of antioxidant compounds. Acta Societatis Botanicorum Poloniae, Vol. 74, No. 1: 17-21.
8. Hatipoğlu, R., 2008. Bitki Biyoteknolojisi. Ç.Ü. Ziraat Fakültesi Genel Yayın No: 190, Ders Kitapları Yayın No: A-58, Ç.Ü. Yayınları No: 47, Adana.

9. Iyer, P.V., Pai, J.S., 2000. In vitro regeneratiın of Majorana hortensis Moench from callus and nodal stem segments, Journal of Species and Aromatic Crops, 9 (1), 47-50.
10. Kumari, N., Saradhi, P.P., 1992. Regeneration of plants from callus cultures of Origanum vulgare L. Plant Cell Reports 11: 476-479.
11. Machakova, I., Zazimalova, E., George, E.F., 2008. Plant Growth Regulators I: Introduction; Auxins, Their Analogues and Inhibitors. In: Plant Propagation by Tissue Culture 3rd Edition, Volume I. The Background, Springer, Dodrect. PP: 175-204.
12. Morone-Fortunato, I., Avato, P., 2008. Plant development and synthesis of essential oils in micropropagated and mycorrhiza inoculated plants of Origanum vulgare L. ssp. hirtum (Link) Ietswaart. Plant Cell Tiss. Organ Cult. 93:139-149.
13. Murashige, T., Skoog, F., 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant., 15: 473-497.
14. Oana, C.T., Marcela, F., Maria, P., 2008. Considerations regarding the effects of growth regulators over the “in vitro” morphogenetic reaction at Origanum vulgare L. J. Plant Develop. 15: 133-138.
15. Oluk, E.A., Çakır, A., 2009. Micropropagation of Origanum sipyleum L., an endemic medicinal herb of Turkey. African Journal of Biotechnology Vol. 8 (21), pp. 5769-5772.
16. Özkum, D., 2006. Kekik (Origanum minutiflorum) ve adaçayı (Sideritis stricta)’nın doku kültürü yoluyla çoğaltımı üzerinde araştırmalar. Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji Ana Bilim Dalı, Doktora Tezi, Ankara.
17. Steel, R.G.D., Torrie, J.H., 1960. Principles and Procedure of Statistics with Special References to the Biological Sciences. McGraw-Hill Book Comp.,Inc. New York.
18. Tanrıver, S., 2013. Origanum minutiflorum O. Schwarz ve P. H. Davis (sütçüler kekiği)'un mikroçoğaltımı ve in vitro koşullarda üretilen fidelerin fenolik bileşiklerin analizi. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi.
19. Tisserat, B., Vaughn, S.F., 2008. Growth, morphogenesis and essential oil production in Mentha spicata L. plantlets in vitro. In Vitro Cell. Dev. Biol.-Plant, 44: 40-50.
20. Van Staden, J., Zazimalova, E., George, E.F., 2008. Plant Growth Regulators II: Cytokinins, Their Analogues and Anatagonists. In: Plant Propagation by Tissue Culture 3rd Edition, Volume I. The Background, Springer, Dodrect. PP: 205-226.