Haploid Embryo Induction and Pure Line Production Using Irradiated Pollen in Kırkağaç and Ananas Type Melons (Cucumis Melo L.)

Öz

This study evaluates the parthenogenetic fruit setting, haploid embryo induction and pure line production processes performed with irradiated pollen in 2 Ananas and 1 Kırkağaç type melon (Cucumis melo L.) genotypes. In the study, significant differences were observed among the genotypes as a result of using pollen irradiated with Co60 radiation source. Fruit setting success was achieved in No. 1 and 2 Ananas group genotypes with 86.00% and 82.00%, respectively, and in No. 3 Kırkağaç genotype with 45.31%. In addition, haploid embryo induction rates were determined as 84.94%, 48.05% and 56.16%, respectively. As a result of colchicine applications, 100% pure lines were obtained from haploid plants. As a result of in vivo colchicine applications, the highest doubling rate was observed in No. 2 Ananas genotype with 76.83%; The lowest doubling rate was determined in the Kırkağaç genotype No. 3 with a rate of 40.65%. These results show that the Irradiated Pollen Pollination Technique may be an effective method to obtain 100% pure lines in melon breeding programs.

Anahtar Kelimeler

• Melon (Cucumis melo L.)
• parthenogenesis
• irradiated pollen
• haploid
• chromosome doubling
• embryo rescue

Kırkağaç ve Ananas Tipi Kavunlarda (Cucumis Melo L.) Işınlanmış Polen Kullanılarak Haploid Embriyo Indüksiyonu ve Saf Hat Üretimi

Öz

Bu çalışma, 2 adet Ananas ve 1 adet Kırkağaç tipi kavun (Cucumis melo L.) genotiplerinde ışınlanmış polenle yapılan partenogenetik meyve bağlama, haploid embriyo indüksiyonu ve saf hat üretim süreçlerini değerlendirmektedir. Çalışmada, Co60 ışın kaynağı ile ışınlanan polenlerin kullanılması sonucunda genotipler arasında önemli farklılıklar gözlemlenmiştir. 1 ve 2 No’lu Ananas grubu genotiplerinde sırasıyla %86,00 ve % 82,00; 3 No’lu Kırkağaç genotipinde ise %45,31 oranında meyve bağlama başarısı elde edilmiştir. Ayrıca, haploid embriyo indüksiyonu oranları sırasıyla % 84,94, % 48,05 ve % 56,16 olarak tespit edilmiştir. Kolhisin uygulamaları sonucunda, haploid bitkilerden %100 saf hatlar elde edilmiştir. In vivo kolhisin uygulamaları sonucunda en yüksek katlanma oranı % 76,83 ile 2 No’lu Ananas genotipinde görülürken; en düşük katlanma oranı % 40,65 oranı ile 3 No’lu Kırkağaç genotipinde belirlenmiştir. Bu sonuçlar, Işınlanmış Polenle Tozlama Tekniği’nin kavun ıslah programlarında %100 saf hatların elde edilmesinde etkili bir yöntem olabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Kavun (Cucumis melo L.)
• partenogenez
• haploid
• ışınlanmış polen
• kromozom katlama
• embriyo kurtarma

Kaynakça

1. Abak, K. (2001) Melons from Turkey: Main Types And Their Characteristics. Proc. 23th Geisenheim Meeting, 12-14, February 2001, Geisenheim- Germany, 61-68.
2. Abak, K., Sari, N., Paksoy, M., Yilmaz, H., Aktaş, H., Tunali, C., (1996) Kavunda ışınlamış polen tozlamaları ile haploid embriyo uyartımında genotip etkisi, dihaploid hatların oluşturulması, haploid ve diploid bitkilerin değişik yöntemlerle ayrımı. Türk Tarım ve Ormancılık Dergisi, 20 (5), 425-430.
3. Bagheri, L., Lotfi, M., Nori, M., (2021) Production of haploid embryos and plants in iranian melon (Cucumis melo L.) through irradiated pollen-induced parthenogenesis. international atomic energy agency. Mutation breeding, genetic diversity and crop adaptation to climate change (eds S. Sivasankar et al.) DOI: 10.1079/9781789249095.0013.
4. FAO; (2024) [Erişim Tarihi:22.02.2025]. https://www.fao.org/turkiye/tr/
5. Foisset, N., Delourme, R., Lucas, MO., Renard, M., (1997) In vitro androgenesis and segregation distortion in Brassica napus L.: spontaneous versus colchicine-doubled lines. Plant Cell Rep 16: 464-468.
6. Gürsoy, I., (2009) Yuva ve Hasanbey kavunlarında ışınlanmış polenle farklı tozlama dönemlerinin meyve tutumuna etkisi ile farklı hasat tarihleri ve depolama sıcaklıklarının embriyo verimi ve bitkiye dönüşüme etkileri. Ç.Ü. Fen Bil. Enst. Yüksek Lisans Tezi, Adana, 59 s.
7. Kasapoğlu, S. (2009) Kırkağaç Kavunlarında Işınlanmış Polenle Farklı Tozlama Dönemlerinin Meyve Tutumuna Etkisi İle Farklı Hasat Tarihleri Ve Depolama Sıcaklıklarının Embriyo Verimi Ve Bitkiye Dönüşüme Etkileri. Çukurova Üniversitesi Fen Bil. Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 55 s.
8. Lotfi, M., Alan, A.R., Henning, M.J., Jahn, M.M., Earle, E.D., (2003) Production of haploid and doubled haploid plants of melon (Cucumis melo L.) for use in breeding for multiple virus resistance. Plant Cell Reports, 21(11): 1121-1128.

9. Maestro-Tejada, M. C., (1992) Resistance du Melon aux Virus. Interaction Avec les Pu cerons Vecteurs. Analyse Genetique sur les Ligneés Haplodiploides. These de Docteur, Specialité “Biologie des Organismes et Populations’’, Univ. de Droit, d’Economie et des Sciences d’ Aix-Marseille, 134 p.
10. Morrison, R. A., & Evans, D. A. (1988) Haploid plants from tissue culture: new plant varieties in a shortened time frame. Bio/technology, 6(6), 684-690.
11. Pauls, K.P., (1996) The utility of double haploid populations for studying the genetic control of traits determined by recessive alleles 125 144
12. Jain S.M., Sopory S.K. & Veilleux R.E. In vitro haploid production in higher plants Vol. 1 Kluwer Academic Publishers Dordrecht, The Netherlands
13. Sarı, N., Abak, K., Ekiz, H., Yücel, S., Yetişir, H., Ekbiç, E., (1999) Kavunda dihaploidizasyon yöntemiyle örtüaltı tarımına uygun ve Fusarium oxysporum F.sp.melonis’e dayanıklı hatların geliştirilmesi. Türkiye III.Ulusal Bahçe Bitkileri Kongresi, 14-17 Eylül 1999, Ankara, 488-498.
14. Sari, N., Abak, K., Pitrat, M., Dumas De Vaulx, R., (1992) Kavunlarda (Cucumis melo L. var. inodorus naud ve C.melo L. var. reticulatus naud) partenogenetik haploid embriyo uyartımı ve bitki eldesi. Doğa Türk Tarım ve Ormancılık Dergisi, 16, 302-314.
15. Sauton, A., Dumas Vaulx, R., (1987) Obtention de Plantes Haploides Chez le Melon (Cucumis melo L.) par Gynogenese Induite par du Pollen Irradié. Agronomie, 7, 141-148.
16. Solmaz, I., Sarı, N., Dasgan Y., Aktaş, H., Yetişir, H., Ünlü, H., (2011) The effect of salinity on stomata and leaf characteristics of dihaploid melon lines and their hybrids. Journal of Food, Agriculture and Environment, 9 (3-4): 172-176.
17. Solmaz, İ., Sarı, N., Gürsoy, I., Kasapoğlu, S., (2011) Comparison of in vivo and in vitro colchicine application for production of dihaploid “Kırkagac” and “Yuva Hasanbey” melons. African Journal of Biotechnology, 10 (70): 15717-15724.
18. TÜİK; 2023 [Erişim Tarihi:22.02.2025].
19. Yan, L., Zhu, S., Wu, K., Huang, Y., Zhang, Y., Yang, J., Wang, K., · Qian Chuntao, Q., (2025) Efficiency ımprovement of in vitro choromosome doubling in melon haploid. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC) 160:47. https://doi.org/10.1007/s11240-025-02995-7. Yao, H., Lelong, Y., Yanyan, C., Zhihu, M., Yongping, Z., & Chuntao, Q. (2024). Improvement of embryo rescue efficiency in haploid melon (Cucumis melo L.) via irradiated pollen pollination. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 159(2), 36. Yetişir, H., Sari, N., (2003) A new method for haploid muskmelon (Cucumis melo L.) dihaploidization. Scienta Horticulturae, 98 (3), 277-283.