A Modern Approach to Walnut (Juglans regia L.) Sapling Production: Detailed Analysis of Surface Sterilization and Culture Initiation in Tissue Culture

Year 2024, , 82 - 90, 03.04.2024

Duygu Özelçi

https://doi.org/10.19159/tutad.1409004

Abstract

In this study; the development of an effective surface sterilization for Kozdere, Zengibar and Chandler walnut cultivars and the interaction of different media and 6-benzylaminopurine (BAP) concentrations in culture initiation were investigated. Axillary buds of walnut cultivars were used as explants. The first stage of tissue culture studies is surface sterilization. Plants with successful surface sterilization can be micropropagated. In this study, walnut materials were surface sterilized by using sodium hypochlorite at doses of 20, 30 and 40% and copper sulphate in addition to sodium hypochlorite. The least contamination (8.16%) and darkening (22.45%) and the highest bud set (69.39%) were observed in Kozdere cultivar treated with 30% sodium hypochlorite and copper sulphate. Murashige and Skoog (MS) and Driver and Kuniyuki Walnut (DKW) media were used as culture initiation media. 0.5, 1 and 2 mg L-1 BAP were added to the media. DKW medium was found more successful than MS medium in the propagation of walnut cultivars. The addition of 2 mg L-1 BAP to DKW medium gave the best results for shoot elongation, number of shoots per explant and number of leaves for all cultivars. Among the walnut cultivars, Kozdere cultivar was found statistically significantly different from Zengibar and Chandler cultivars in shoot elongation measurements. As a result, it was revealed that Kozdere cultivar can be used for in vitro propagation of walnut cultivars. It is seen that more comprehensive studies are needed to determine the method for propagation of Zengibar and Chandler cultivars in tissue culture.

Keywords

Micropropagation, in vitro, explant, Zengibar, Kozdere, Chandler

Ceviz (Juglans regia L.) Fidanı Üretiminde Modern Yaklaşım: Doku Kültüründe Yüzey Sterilizasyonunun ve Kültür Başlatmanın Detaylı Çözümlemesi

Abstract

Bu çalışmada; Kozdere, Zengibar ve Chandler ceviz çeşitleri için etkili bir yüzey sterilizasyonunun geliştirilmesi, kültür başlatmada farklı besi ortamları ve 6-benzilaminopürin (BAP) konsantrasyonlarının etkileşimi araştırılmıştır. Eksplant olarak ceviz çeşitlerinin aksiller tomurcukları kullanılmıştır. Doku kültürü çalışmalarının ilk aşaması yüzey sterilizasyonudur. Yüzey sterilizasyonu başarılı olan bitkilerin mikroçoğaltımı yapılabilmektedir. Araştırmada, ceviz materyallerine % 20, 30 ve 40 dozlarında sodyum hipoklorit ile sodyum hipokloritin yanı sıra bakır sülfat kullanılarak yüzey sterilizasyonu yapılmıştır. Yüzey sterilizasyonunda en az kontaminasyon (% 8.16) ve kararma (% 22.45) ile en fazla tomurcuk sürmesi (% 69.39) % 30 sodyum hipoklorit ve bakır sülfat uygulamasında Kozdere çeşidinde görülmüştür. Kültür başlatma ortamı olarak Murashige ve Skoog (MS) ile Driver ve Kuniyuki Walnut (DKW) besi ortamları kullanılmıştır. Besi ortamlarına 0.5, 1 ve 2 mg L-1 BAP eklenmiştir. Ceviz çeşitlerinin çoğaltılmasında DKW ortamı MS ortamına göre daha başarılı bulunmuştur. DKW ortamına 2 mg L-1 BAP ilavesi tüm çeşitler için sürgün uzaması, eksplant başı sürgün sayısı ve yaprak sayısı için en iyi sonuçları vermiştir. Ceviz çeşitleri arasında sürgün uzaması ölçümlerinde Kozdere çeşidinde, Zengibar ve Chandler çeşitlerine göre istatistiksel olarak anlamlı farklılık bulunmuştur. Sonuç olarak, ceviz çeşitlerinin in vitro çoğaltımında Kozdere çeşidinin kullanılabileceği ortaya konulmuştur. Zengibar ve Chandler çeşitlerinin doku kültüründe çoğaltımında yöntem belirlemek için daha kapsamlı çalışmalara ihtiyaç olduğu görülmektedir.

Keywords

Mikroçoğaltım, in vitro, eksplant, Zengibar, Kozdere, Chandler

References

• Akça, Y., 2012. Ceviz Yetiştiriciliği. Anıt Matbaası, Ankara.
• Anonim, 2019a. Kozdere Ceviz Çeşidi. T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü, Kayısı Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, Çiftçi Eğitim Serisi, Yayın No: 2019/1, (https://arastirma.tarimorman.gov.tr/kayisi/Belgeler/TescilliCesitler/Ceviz/Kozdere.pdf), (Erişim Tarihi: 06.02.2024).
• Anonim, 2019b. Zengibar Ceviz Çeşidi. T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü, Kayısı Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, Çiftçi Eğitim Serisi. Yayın No: 2019/2, (https://arastirma.tarimorman.gov.tr/ kayisi/Belgeler/TescilliCesitler/Ceviz/Zengibar.pdf), (Erişim Tarihi: 06.02.2024).
• Anonim, 2022. Fidancılık Sektör Analizi ve Geliştirme Raporu. Fidan Üreticileri Alt Birliği, (https://fuab.org.tr/yukleme/fidancilik-sektor-analiz-ve-gelistirme-raporu-2022.pdf), (Erişim Tarihi: 18.12.2023).
• Babaoğlu, M., Gürel, E., Özcan, S., 2002. Bitki Biyoteknolojisi-I, Doku Kültürü ve Uygulamaları. Selçuk Üniversitesi Vakfı Yayınları, Konya.
• Çoban, F., 2023. Gibberellik asit, asetil salisilik asit ve katlama uygulamalarının ceviz (Juglans regia L.) tohumlarının çimlenmesi ile çöğür gelişimi üzerine etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Harran Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Şanlıurfa.
• Dirlik, C., 2021. Ceviz (Juglans regia L.) bitkisinin in vitro mikroçoğaltımı üzerine kültür tiplerinin etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
• Dirlik, C., Kandemir, H., Çetin, N., Şen, S., Güler, B., Gürel, A., 2022. Effects of different culture media compositions on in vitro micropropagation from paradox walnut rootstock nodes. Gazi University Journal of Science, Part A, 9(4): 500-515.
• Driver, J.A., Kuniyuki, A.H., 1984. In vitro propagation of Paradox walnut rootstock. HortScience, 19(4): 507-509.
• Fidancı, A., 2005. Şebin ve Kr-2 ceviz çeşitlerinin in vitro’da hızlı çoğaltılma tekniklerinin belirlenmesi. Bahçe, 34(1): 239-246.
• Hatipoğlu, R., 2018. Bitki Biyoteknolojisi. Çukurova Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Genel Yayın No: 190, Ders Kitapları Yayın No: A-58, Adana.
• Hendricks, L., Coates, W., Elkins, R., McGranahan, G., Phillips, H., Ramos, D., Reil, W.O., Snyder, R., 1998. Selection of varieties. In: D.E. Ramos (Ed.), Walnut Production Manual University of California, Oakland, pp. 84-89.
• Julian, L.M.R., Alexandru, F., Georgi, C., 2020. Micropropagation of valuable walnut genotypes for timber production: new advances and insights. Annals of Silvicultural Research, 44(1): 5-13.
• Kane, M., 2003. Bacterial and fungal indexing of tissue cultures. Journal of Allergy and Immunology, 94: 393-400.
• Kepenek, K., Kolağası, Z., 2016. Micropropagation of walnut (Juglans regia L.). Acta Physica Polonica A, 130(1): 150-156.
• Lone, I.A., 2017. Effect of different growth regulator combinations on in vitro callusing of walnut (J. regia L.). An Asian Journal of Soil Science, 12(1): 202-209.
• McGranahan G.H., Leslie, C.A., 1990. Walnuts (Juglans). In: J.N. Moore and J.R. Ballington (Eds.), Genetic Resources of Fruit and Nut Crops, Vol. 2, Acta Horticulturae, Wageningen, The Netherlands, pp. 907-951.
• Meier-Dinkel, A., Wenzlitschke, I., 2015. Micropropagation of mature Juglans hybrids. VI International Symposium on Production and Establishment of Micropropagated Plants, 19-24 April, Sanremo, pp. 85-92.
• Mishra, P., Pandey, C.M., Singh, U., Gupta, A., Sahu, C., Keshri, A., 2019. Descriptive statistics and normality tests for statistical data. Annals of Cardiac Anaesthesia, 22(1): 67-72.
• Murashige, T., Skoog, F., 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15(3): 473-497.
• Navatel, J., Bourrain, L., 2001. Production of walnut Juglans regia L. by in vitro multiplication. Acta Horticulturae, 544: 465-471.
• Oyebanji, O.B., Nweke, O., Odebunmi, O., Galadima, N.B., Idris, M.S., Nnodi, U.N., Afolabi, A.S., Ogbadu, G.H., 2009. Simple, effective and economical explant-surface sterilization protocol for cowpea, rice and sorghum seeds, African Journal of Biotechnology, 8(20): 5395-5399.
• Penuela, R., Gravito, C., Sanchez-Tames, R., Rodriquez, R., 1988. Multiple shoot-bud stimulation and rhizogenesis induction of embryonic and juvenile explants of walnut. International Symposium on Vegetative Propagation of Woody Species, 3-5 September, Pisa, pp. 457-459.
• Pittet, H., Moncousin, C., 1981. Multiplication novelle du rosier. Revue Horticulture Suisse, 54: 169-173.
• Ramos, E.D., 1998. Walnut Production Manual. University of California Division of Agriculture and Natural Resources Communication Services Publications, No: 3373, California.
• Revilla, M.A., Majada, I., Rodriguez, R., 1989. Walnut (Juglans regia L) micropropagation. Annales des Sciences Forestières, 46(Suppl.): 149-151.
• Rodriguez, R., Lopez, C., Diaz-Sala, C., Berros, B., 1991. Simultaneous shoot-bud development on walnut tissues of different ages; macromorphological and histological analyses. International Walnut Meeting, 21-25 October, Tarragona, pp. 141-152.
• Rout, G.R., Samantaray, S., Mottley, J., Das, P., 1999. Biotechnology of the rose: A review of recent progress. Scientia Horticulturae, 81(3): 201-228.
• Rudiyanto, Purwito, A., Efendi, D., Ermayanti, T.M., 2021. Growth response of four accessions of Moringa oleifera Linn shoots cultured on various basic media. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 16 December, Padang West Sumatra, pp. 012054.
• Sesli, Y., 2016. Bazı ceviz (Juglans regia L.) çeşitlerinin tohum anacı olarak kullanılabilme potansiyellerinin belirlenmesi üzerine araştırmalar. Doktora Tezi, Adnan Menderes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aydın.
• Şen, S.M., 2011. Ceviz. ÜÇM Yayıncılık, Baskı No: 4, Ankara.
• Şirin, E., 2014. Kaman 1 ve Kaman 5 ceviz çeşitlerinin (Juglans regia L.) mikroçoğaltımı. Yüksek Lisans Tezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat.
• Uğur, R., 2020. Development of in vitro sterilization protocol for DO-1 (Prunus domestica) rootstock. Applied Ecology And Environmental Research, 18(2): 2339-2349.
• Yıldırım, H.T., 2018. Bazı ceviz çeşitlerinde in vitro mikroçoğaltım. Yüksek Lisans Tezi, Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirdağ.