Determination of suitable flower bud morphology for androgenesis studies in Anemone coronaria var. coccinea

Yıl 2010, Cilt: 23 Sayı: 2, 71 - 78, 01.12.2010

E. Arı S. Büyükalaca

Öz

The most intensive cultivation and breeding studies conducted in the genus Anemone has been actualized in Anemone coronaria L. species. However, the inbreeding process takes at least 8-10 years because of high level of heterozygosity in the species. The trouble in the obtaining uniform pure lines has oriented the breeders towards the haploidization techniques. In few haploidization studies performed in A.coronaria so far, anther culture technique was preferred. But, it could not be found detailed literature about the morphology of suitable flower bud to be used in androgenesis studies. In the study, it was aimed to determine the developmental stages of microspores in the flower buds of wild A.coronaria var. coccinea and to describe the morphology of the suitable bud having uninucleate microspores. For this purpose, the flower buds in different size were separated into 10 groups. Different cytologic and histological dying techniques were used for identification of the microspores’ developmental stages. According to the findings, the flower buds in the second and third group containing the microspores in the stages of late-tetrad and uninucleate were determined to be the most suitable buds for androgenesis studies of A.coronaria var. coccinea. The morphological markers of them have been described as: Young buds stands curved especially when they first appears on the soil surface and creates a quite narrow angle almost parallel with the pedicels. They are approximately 6x9 mm in size and their tepals do not seen from the outside since the involucrum leaves are closed. Additionally, it was determined that the microspores in an anther are homogeneously developed while the anthers within a bud show asynchronous development.

Anahtar Kelimeler

Poppy anemone, Anther culture, Suitable flower bud, Uninucleate microspore

Anemone coronaria var. coccinea’da androgenesis çalışmaları için uygun çiçek tomurcuğu morfolojisinin tespit edilmesi

Öz

Anemon cinsi içerisinde, en fazla kültürü ve ıslah çalışmaları yapılan tür Anemone
coronaria L.’dır. Ancak türdeki yüksek heterozigoti nedeniyle, saf hatlara ulaşma süreci en
az 8-10 yıl gerektirmektedir. Bu problem ıslahçıları haploidizasyon tekniklerine yöneltmiş
ve şimdiye kadar yürütülen az sayıdaki haploidizasyon çalışmalarında androgenesis
yöntemleri tercih edilmiştir. Ancak, bu çalışmalarda kullanılabilecek uygun tomurcuk
morfolojisine ilişkin ayrıntılı bilgiye rastlanmamıştır. Çalışmada, doğal A.coronaria var.
coccinea tomurcukları içerisindeki mikrosporların gelişim aşamalarını belirlemek ve
bunlara göre tek çekirdekli mikrosporlara sahip uygun çiçek tomurcuğunun tanımını
yapabilmek amacıyla, farklı büyüklükteki tomurcuklar morfolojilerine göre 10 gruba
ayrılmış ve bu tomurcuklar içerisindeki mikrosporların gelişim aşamalarını belirlemek için
farklı sitolojik ve histolojik boyama yöntemleri kullanılmıştır. Bulgulara göre, A.coronaria
var. coccinea androgenesis çalışmaları için en uygun safhalar oldukları kabul edilen geç
tetrat ve tek çekirdekli safhadaki mikrosporları, genellikle 2 ve 3 numaralı tomurcukların
içerdikleri belirlenmiştir. Bu tomurcukların makroskobik göstergeleri ise; genç
tomurcukların özellikle toprak yüzeyinde yeni gözükmeye başladığı sıralarda eğik durması
ve çiçek sapıyla neredeyse paralele yakın şekilde oldukça dar bir açı oluşturması, ortalama
6x9 mm büyüklükte olmaları ve involukrum yaprakların henüz açılmaması nedeniyle
tepallerin dışarıdan görünmemesi olarak tanımlanmıştır. Çalışmada ayrıca, bir tomurcuk
içerisindeki anterlerin asenkronik gelişim biçimi gösterdiği, bir anter içerisindeki
mikrosporların ise homojen şekilde geliştikleri tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Manisa lalesi, Anter kültürü, Uygun tomurcuk, Tek çekirdekli mikrospor

Kaynakça

• Anonymous (2003) Output 4: Developing new approaches for cassava breeding integrating biotechnolgy tools and quantitative genetics principles.http://www.cgiar.org/publications/annual/pub_ar2003.ht ml. Accessed 15 December 2003.
• Anonymous (1997) Lacto – Propionic - Orcein Staining. Wheat Genetic Resource Cytogenetics/acetoorcein.html. Accessed 26 August 2000. /wgrc /Protocols/
• Ari E, Buyukalaca S, Gok P, Eti S (2005) Some cytologic observations on pollen grains of wild poppy anemone varieties of Turkey. Acta Horticulturae 673: 699-703.
• Arı E, Büyükalaca S, Gök P, Eti S (2003) İki Manisa lalesi varyetesinde çiçek tozu canlılık ve çimlenme oranları ile üretim miktarlarının belirlenmesi. Türkiye IV. Ulusal Bahçe Bitkileri Kongresi, Antalya, s. 509-511.
• Arı E (2006) Türkiye’de doğal olarak yetişen Anemone coronaria var. coccinea’da anter kültürü çalışmaları. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
• Bal U (2002) Domateste (Lycopersicon esculentum Mill.) izole edilmiş mikrospor kültürü, ovaryum kültürü ve Solanum sisymriifolium Lam. ile tozlama yöntemleri ile haploid embriyo oluşumunun uyartılması. Doktora Tezi, Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirdağ.
• Coleman AW, Goff LJ (1985) Applications of fluorochromes to pollen biology. 1.Mithramycin and 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) as vital stains and for quantitation of nuclear DNA. Stain Technology 60: 145-154.
• Darlington CD, La Cour LF (1963) Methoden der Chromosomen Untersuchungen. Frankische Verlagshandlung. W. Keller und Ca. Stuttgard.
• Emiroğlu Ü (1982) Haploidi ve Bitki Islahındaki Önemi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, Yardımcı Ders Kitabı, Yayın No: 450, Bornova, İzmir.
• Eti S (1987) Über das pollenschlauchwachstum und die entwicklung der samenanlagen in beziehung zum frauchtansatz und zur fruchtqualitaet bei der mandarinensorte “Clemantine” (Citrus reticulata Blanco) Dissertation Univ. Hohenheim. 127 s.
• Fan Z, Armstrong KC, Keller WA (1988) Development of microspores in vivo and in vitro in Brassica napus. Protoplasma, 147: 191-199.
• Ferrie AMR, Keller WA (1997) Production of haploids in Brassica spp. via microspor culture. Plant Tissue Culture Manuel E6: 1-17. Kluwer Academic Publishers, The Netherlands.
• Gresshoff, P.M. and C.H. Doy. 1972. Development and differentiation of haploid Lycopersicon esculentum. Planta 107:161-170.
• Guo YD, Pulli S (2000) Isolated microspore culture and plant regeneration in rye (Secale cereale L.). Plant Cell Reports 19: 875- 880.
• Horovitz A (1991) The pollination syndrome of Anemone coronaria L.: An insect-biased mutualism. Acta Horticulturae 288: 283-287.
• Horovitz A, Galil J, Zohary D (1975) Biological Flora of Israel 6: Anemone coronaria L. Israel Journal of Botany 24: 26-41.
• Horovitz A (1977) Variable traits in wild Anemone coronaria L. in Israel and their potential values to floriculture. Israel Journal of Botany 26: 43.
• Karaca T, Seğmen Y (1970) İzmir yöresinde Manisa Lalesi (Anemone coronaria L.) ile ilgili araştırmalar. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 7: 3-23.
• Laura M, Safaverdi G, Allavena A (2006) Androgenetic plants of Anemone coronaria derived through anther culture. Plant Breeding 125: 629 – 634.
• Meynet J (1993) Anemone. In: Hertogh A, Le Nard M (Eds), The Physiology of Flower Bulbs. Elsevier Science Publications, Amsterdam, pp. 211-218.
• Nitsch C, Norrel B (1973) Effect d’un choc thermique sur le pouvoir embryogene du pollen de Datura innoxia cultive dans I’anthere ou isole de I’anthere. – Compt. Rend.Acad.Sci. Paris. Ser. D 276: 303- 306.
• Rashid A, Reinert J (1980) Selection of embryogenic pollen from cold- treated buds of Nicotiana tabacum var. Badischer Burley and their development into embryos in cultures. Protoplasma 105: 161-167.
• Samancı N, Kurum R, Boyacı F, Biner B (1998) Anter kültürü çalışmaları için elverişli tomurcuk safhasının saptanmasında kullanılabilecek boyama yöntemi. 2. Sebze Tarımı Sempozyumu, Tokat, s. 157-162.
• Shtereva LA, Zagorska NA, Dimitrov BD, Kruleva MM, Oanh HK (1998) Induced androgenesis in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) II: Factors affecting induction of androgenesis. Plant Cell Reports 18: 312-317.
• Stösser R, Kaşka N, Anvari SF, Eti S (1985) Bahçe Bitkilerinde Döllenme Biyolojisi Uygulamalı Kurs Notları, 18-22 Mart 1985, (Basılmamış), Adana.
• Summers WL, Jaramillo J, Bailey T (1992) Microspore developmental stage and anther length influence the induction of tomato anther callus. Hortscience 27: 838-840.
• Sunderland N, Dunwell JM (1977) Anther and Pollen Culture. In: Street HE (Ed), Botanical Monographs, Volume11: Plant Tissue and Cell Culture (2nd Edition), Blackwell Scientific Publications, Oxford, pp 223-266.
• Supena EDJ, Suharsono S, Jacobsen E, Custers JBM (2006) Successful development of a shed-microspore culture protocol for doubled haploid production in Indonesian hot pepper (Capsicum annuum L.) Plant Cell Reports 25:1-10.
• Vergne P, Delvallee I, Dumas C (1987) Rapid assessment of microspore and pollen development stage in wheat and maize using dapi Histochemistry 62: 299-304. Biotechnic and
• Zamir D, Jones RA, Kedar N (1980) Anther culture of male-sterile tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) mutants. Plant Science Letters 17: 353-361.