Karpuz Genetik Kaynaklarında Ovül-Ovaryum Kültürü Yöntemiyle Haploid Bitki Elde Edilmesi

Yıl 2020, Cilt: 35 Sayı: 1, 35 - 42, 30.06.2020

İlknur Solmaz , Çağlar Yıldız

Öz

Ginogenezis, döllenmemiş ovaryum, ovül veya dişi gametofitlerin kültüre alınması işlemidir. Bu çalışma, karpuz genetik kaynaklarında ovül-ovaryum kültürü yöntemiyle haploid bitki elde etmek amacıyla yapılmıştır. Çalışmada 4 genotip; Kar 23, Kar 37, Kar 116 ve Kar 147 kullanılmıştır. Besi ortamına farklı dozlarda 2,4-D (2.5 mg/l-5 mg/l) ve TDZ (0.5 mg/l-1 mg/l) hormonları ve poliaminlerin (putresin ve spermidin) 500 μM/l dozu ayrı ayrı ve her ikisi birlikte eklenmiştir. Toplam 16 farklı ortam kombinasyonu kullanılmış ve her bir ortama MS + 8 g/l agar + 30 g/l sakkaroz ilave edilmiştir. Çalışmada iki farklı deneme kurulmuştur. Birinci denemede, dişi çiçekler antezisten 1 gün önce toplanmış, ovaryumlar ve izole edilen ovüller kültüre alındıktan sonra karanlıkta 35 °C’de 3 gün sıcaklık şoku ön uygulaması yapılmış, ardından iklim odalarına (3000-4000 lüks ışık yoğunluğuna sahip) yerleştirilmiştir. İkinci denemede, dişi çiçekler antezisten 2 gün önce toplanmış, ovaryum ve izole edilen ovüller kültüre alındıktan sonra iklimlendirme odalarına transfer edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; genotipler arasında farklı seviyelerde ovül-ovaryum gelişimi ve kallus oluşumu görülmekle birlikte embriyo oluşumu ve bitkicik gelişimi Kar 37 ve Kar 147 genotiplerinde, 2.5 mg/l 2,4-D + 1 mg/l TDZ + 500 μM SPD, 2.5 mg/l 2,4-D + 1 mg/l TDZ + 500 μM PUT ve 5 mg/l 2,4-D + 0.5 mg/l TDZ bulunan ortamlarda gözlendiği saptanmış, ancak bunlardan tam bir bitki elde edilememiştir.

Anahtar Kelimeler

Karpuz, genetik kaynak, haploid, spermidin, putresin

Kaynakça

• ABDOLLAHI, M. R., DARBANDI, M., HAMIDVAND, Y., MAJDI, M. 2015. The influence of phytohormones, wheat ovary co-culture, and temperature stress on anther culture response of watermelon (Citrullus lanatus L.). Botanical Society of Sao Paulo, Braz. J. Bot. 38 (3):447-456. doi: 10.1007/s40415-015-0152-z ARI, E., BEDİR, H., YILDIRIM, S., YILDIRIM, T. 2016. Androgenic responses of 64 ornamental pepper (Capsicum annuum L.) genotypes to shed-microspore culture in the autumn season. Turkish Journal of Biology. 40:706-717. doi:10.3906/biy-1505-41 DIAO, W. P., JIA, Y. Y., SONG, H., ZHANG, X. Q., LOU, Q. F., CHEN, J. F. 2009. Effıcient embryo ınduction in cucumber ovary culture and homozygous ıdentification of the regenetants using ssr markers. Scientia Horticulturae. 119 (3):246-251. doi:10.1016/j.scienta.2008.08.016 DONG, Y. Q., ZHAO, W. X., LI, X. H., LIU, X. C., GAO, N. N., HUANG, J. H., WANG, W. Y., XU, X. L., TANG, Z. H. 2016. Androgenesis, gynogenesis, and parthenogenesis haploids in cucurbit species. Plant Cell Rep. 35:1991-2019. doi: 10.1007/s00299-016-2018-7 ELLUL, P. L. C., NAVAL, M. M., NOGUERAL, F. J., SANCHEZ, S., ATARE ´S, A., MORENO, V., CORELLA, P., DIRKS, R. 2007. Watermelon biotechnology. agriculture and forestry, transgenic crops, vol 60. Springer Verlag, Berlin, 129-165 pp. EROL, M. H. 2018. Hıyarlarda ovül-ovaryum kültürleri ve ışınlanmış polen tekniği ile spermidin ve putresin uygulamalarının haploid embriyo uyartımına etkileri. (MSc.), Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana. FAO, 2018. FAOSTAT Statistic Database. http://www.fao.org, Erişim Tarihi: 24.11.2018. GEPTS, P., BETTINGER, R., BRUSH, S. 2012. Biodiversity in agriculture: domestication, evolution and sustainability. In: Bettinger R. (Eds.) Early steps in agricultural domestication. Cambridge University Press, Cambridge. 19-20 pp. GONZALO, M. J., CLAVERIA, E., MONFORTE, A. J., DOLCET-SANJUAN, R. 2011. Parthenogenic haploids in melon: generation and molecular characterization of a doubled haploid line population. J. Am. Soc. Hort. Sci. 136 (2): 145-154. doi: 10.21273/JASHS.136.2.145 GRAUSGRUBER, H., HOCHHAUSER, F., NADERER, L. 2016. Utilisation of plant genetic resources for food and feed: case studies of spelt wheat and barley. In: Daniela B. (Eds.) International Scientific Conference on Sustainable Utilization of Plant Genetic Resources for Agriculture and Food. 18-20. Piešťany, Slovak Republic. GRIN, 2012. USDA, ARS, National genetic resources program. Germplasm resources information network (GRIN) [Online Database]. National Germplasm Resources Laboratory, Beltsville, Maryland. http://www.ars-grin.gov/cgi-bin/npgs/html/tax_ search.pl Accessed 14.07.2012. GURSOY, I., SOLMAZ, I., DELIBORAN, S., SARI, N. 2012. In vitro ovule and ovarium culture in watermelon. In Cucurbitaceae 2012. Proceedings of the Xth EUCARPIA Meeting on Genetics and Breeding of Cucurbitaceae, Antalya, Turkey, 15-18 October, 799-804. JARRET, R. L., MERRICK, L. C., HOLMS, T., EVANS, J., ARADHYA, M. K. 1997. Simple sequence repeats in watermelon (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai). Genome. 40:433-441. doi: 10.1139/g97-058 JUHÀSZ, A. G., JAKŠE, M. 2005. Haploids in the improvement of miscellaneous crop species (Cucurbitaceae, Liliaceae, Asparagaceae, Chenopodiaceae, Araceae and Umbelliferae). Biotechnology in Agriculture and Forestry. Vol.56 Haploids in Crop Improvement (ed. by C.E. Palmer, W.A. Keller, and K.J. Kasha). METWALLY, E. I., MOUSTAFA, S. A., EL-SAWY, B. I., HAROUN, S. A., SHALABY, T. A. 1998. Production of haploid plants from in vitro culture of unpollinated ovules of Cucurbita pepo. Plant cell, Tissue and Organ Culture. 52 (3):117-121. doi: 10.1023/A:1005948809825 MISHRA, V. K., GOSWAMI, R. 2014. Haploid production in higher plant. Int. J. Chem. Biol. Sci. 1:26-45. MOQBELI, E., PEYVAST, G., HAMIDOGHLI, Y., OLFATI, J. 2013. In vitro cucumber haploid line generation in several new cultivars. As. Pac. J. Mol. Biol. Biotechnol. 21 (1):18-25. OZSAN, T., GOZEN, V., ONUS, A. N. 2017. Cucumber gynogenesis: Effects of 8 different media on embryo and plant formation. International Journal of Agriculture Innovations and Research. Volume 6, Issue 2, ISSN, 2319-1473. RAKHA, M. T., METWALLY, E. I., MOUSTAFA, S. A., ETMAN, A. A., DEWİR, Y. H. 2012. Evaluation of regenerated strains from six cucurbita ınterspecific hybrids obtained through anther and ovule in vitro cultures. Australian Journal of Crop Science. 6 (1):23-30. SONG, H., LOU, Q. F., LUO, X. D., WOLUKAU, J. N., DIAO, W. P., QIAN, C. T., CHEN, J. F. 2007. Regeneration of doubled haploid plants by androgenesis of cucumber (Cucumis sativus L.). Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 90 (3): 245-254. TANTASAWAT, P. A., SORNTIP, A., POOLSAWAT, O., CHAOWISET, W., PORNBUNGKERD, P. 2015. Evaluation of factors affecting embryo-like structure and callus formation in unpollinated ovary culture of cucumber (Cucumis sativus). Intl. J. Agr. Biol. 17:613-618. TULUKOĞLU, K. S. 2014. Karpuzlarda anter ve ovül kültüründe soğuk uygulaması, thidiazuron (TDZ) ve 2,4-D uygulamalarının haploid embriyo uyartımına etkileri. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, 78 s. ZHAO, H., WANG, X. X., ZHU, D. Y. C., GUO, D. W., GAO, Y. M., Lİ, J. C., JOHN, F., SNYDER, C.S. 2014. Haploid ınduction via ın vitro gynogenesis in tomato (Solanum lycopersicum L.) Journal of Integrative Agriculture. 13 (10): 2122-2131. ZOU, T., SU, H. N., WU, Q., SUN, X. W., 2018. Haploid induction via unfertilized ovary culture in watermelon. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 135:179-18.