TÜRKİYE’DE Helianthus annuus L. ÜZERİNE YAPILAN in vitro KÜLTÜR ÇALIŞMALARININ TARİHİ

Abstract

Doku kültürü teknikleri, ayçiçeği ıslağı ve germplasm koruması konusunda önemli yaklaşımlar sunmaktadır. Bu derleme, ülkemizde bu alandaki bilimsel birikimi göz önüne sermek ve araştırmacıları ayçiçeği doku kültürü üzerine çalışmaya teşvik etmek için yazılmıştır. Türkiye’deki in vitro ayçiçeği çalışmaları 90’ların ilk yarısında başlamıştır. Günümüzde anter, hipokotil, kotiledon, kotiledon petiyolü, sürgün ucu, olgun ve olgunlaşmamış embriyo, yaprak, petiyol, olgunlaşmamış kotiledon, ve mikrospor gibi farklı eksplantların kullanıldığı birçok ayçiçeği in vitro kültür çalışması yayınlanmıştır. Buna ek olarak, Tükiye’de yapılmış bu çalışmalarda mikrospor kültürü, anter kültürü, embriyo kültürü, büyümenin yavaşlatılması ile depolama, mikroçoğaltım ve Agrobacterium ile gen transferi gibi teknikler kullanılmıştır. Bu araştırmalar Türkiye’deki ayçiçeği üzerine yapılan doku kültürü çalışmaları ile ilgili önemli bir bilgi birikimi oluştursa da henüz istenilen yeterlilikte değildir. Bundan dolayı acil olarak Türkiye için önemli bir tarımsal bitki olan ayçiçeği üzerinde daha fazla in vitro araştırma yapmaya gerek duyulmaktadır. Ayrıca bu çalışmalardan elde edilen bilgilerin tarımsal uygulamalara aktarılması sektörel açıdan gereklidir.

Keywords

• Doku kültürü,ayçiçeği,ıslah,germplasm koruması

HISTORY OF in vitro CULTURE STUDIES ON Helianthus annuus L. IN TURKEY

Abstract

Tissue culture techniques offer important approaches about sunflower breeding and germplasm conservation. The available data on the subject in Turkey was reviewed in order to encourage the researchers to study on tissue culture of sunflower. In vitro studies on sunflower in Turkey started in the first half of the 90s. A large number of in vitro culture studies on sunflower using anthers, hypocotyls, cotyledons, petioles of cotyledon, shoot-tips, mature embryos, immature embryos, leaves, petioles, immature cotyledons and microspores as different explants have been published. Microspore culture, anther culture, embryo culture, slow growth storage, micropropagation and gene transfer with Agrobacterium were also used in these culture studies. Although these studies formed an important scientific knowledge about sunflower tissue culture in the country, it is still not sufficient. Therefore, there is an urgent need to make more in vitro studies on sunflower which is an important agricultural plant for Turkey. The transfer of the results of these studies to agricultural applications is also essential from a sectoral standpoint.

Keywords

• Tissue culture,sunflower,breeding,germplasm conservation

References

1. Akgül, N., Şahin, E.Ç., Aydin, Y., Uncuoğlu, A.A., Evci, G. & Gürel, A. 2016. Comparative Assessment of Androgenic Response in Sunflower (Helianthus annuus) 19th International Sunflower Conference, Edirne, Turkey, 351.
2. Arda, H. 2004. In Vitro Regeneration and Callus Formation of Different Hybrid of The (Sunflower) Helianthus annuus L. Yielding in Turkish Trakya Region. Asian Journal of Plant Sciences, 3: 747-751.
3. Arda, H., Dayan, S. & Akpınar, G. 2012. Düşük Sıcaklıkta Muhafaza Edilmiş in vitro Ayçiçeği (Helianthus annuus L.) Bitkilerinde Anatomik ve Karyolojik İncelemeler. Trakya University Journal of Natural Science, 13(2): 75-86.
4. Badea, E., Prisecaru, M. & Angheluta, H. 1989. Studies on Gynogenesis in Intraspecific and Interspecific Hybrids in The Genus Helianthus. Cercetari De Genetica Vegetala Si Animala 1 L77–L83.
5. Binboğa Meral, Ü. 2007a. Ayçiçeği (Helianthus annuus L.)'nin Olgunlaşmamış Embriyo ve Kotiledon Eksplantlarından Adventif Sürgün Rejenerasyonu. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 13(2): 95-100.
6. Binboğa Meral, Ü. 2007b. Yabani Agrobacterium tumefaciens A281 Hattıyla Ayçiçeğinde Tümör Oluşumu. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 13(3): 166-168.
7. Brar, G.S. & Roberts, G.A. 2006. Agrobacterium-Mediated Transformation of Sunflower Cotyledon Cells, Induction of Transgenic Shoots, And Regeneration of Fertile Transgenic Sunflower Plants. Google Patents. (Retrieved 13 April 2016) https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US6998516.pdf
8. Dağüstü, N., Bayram, G., Sıncık, M. & Bayraktaroğlu, M. 2012. The Short Breeding Cycle Protocol Effective On Diverse Genotypes of Sunflower (Helianthus annuus L.). Turkish Journal of Field Crops, 17(2): 124-128.

9. Dağüstü, N., Sincik, M., Bayram, G. & Bayraktaroğlu, M. 2010. Regeneration of Fertile Plants from Sunflower (Helianthus annuus L.) Immature Embryo. Helia, 33(52) 95–101, Doi:10.2298/Hel1052095d.
10. Davey M.R. & Jan, M. 2010. Sunflower (Helianthus annuus L.): Genetic Improvement Using Conventional and in vitro Technologies. Journal of Crop Improvement, 24: 349–391.
11. Dayan, S. 2011. “Ayçiçeğinde (Helianthus annuus) Anter Kültürü Yolu Ile Haploid Bitki Eldesi Üzerine Araştırmalar” Trakya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji ABD, Edirne, (Danışman: Yrd. Doç. Dr. Hayati Arda, Doktora Tezi).
12. Demir, I. & Turgut, I. 1999. Genel Bitki Islahı, III. Basım, Ege Üniversitesi Ziraat Fak. Yayınları, No: 496, Bornova, Izmir.
13. Doğan, E., Akgül, N., Aydin, Y., Uncuoğlu, A.A. & Evci, G. 2016. Microspore Culture Response of Sunflower (Helianthus annuus L.) Cultivars, 19th International Sunflower Conference, Edirne, Turkey, 609.
14. Elavazhagan, T, Jayakumar, S, Chitravadivu, C. & Balakrishnan, V. 2009. In Vitro Culture and Cytological Studies On Helianthus annus L. Botany Research International, 2(4) 258–262.
15. Emiroğlu, Ü., Gürel, A., Fried, W., Yıldırım, Z. & Çaylak, Ö. 1993. Ayçiçeğinde (Helianthus annus L.) Genotip ve Anter Kültürü Besin Ortamının Embriyoid ve Sürgün Oluşumuna Etkisi.Tübitak-Toag-736 No'lu Proje Kesin Raporu.
16. Finer, J. 1987. Direct Somatic Embryogenesis and Plant Regeneration from Immature Embryos of Hybrid Sunflower (Helianthus annuus L.) On A High Sucrose-Containing Medium. Plant Cell Reports, 6(5): 372–374, Doi:10.1007/Bf00269564.
17. Fischer, C., Klethi, P. & Hahne, G. 1992. Protoplasts from Cotyledon and Hypocotyl of Sunflower (Helianthus Annuus L.): Shoot Regeneration and Seed Production. Plant Cell Reports, 11(12): 632–636, Doi:10.1007/Bf00236388.
18. Greco, B., Tanzarella, O.A., Carrozzo, G. & Blanco, A. 1984. Callus Induction and Shoot Regeneration in Sunflower (Helianthus annuus L.). Plant Science Letters, 36(1): 73–77, Doi:Http://Dx.Doi.Org/10.1016/0304-4211(84)90278-5.
19. Guilley, E. & Hahne, G. 1989. Callus Formation from Isolated Sunflower (Helianthus annuus) Mesophyll Protoplasts. Plant Cell Reports, 8(4): 226–229, Doi: 10.1007/Bf00778539.
20. Gürel, A. 1994. Ayçiçeğinde (Helianthus annuus L.) Somatik Dokuların in vitro Kültürleri. Ege Universitesi Ziraat Fakultesi Dergisi, 31: 41–48.
21. Gürel, E. & Kazan, K. 1998. Development of an Efficient Plant Regeneration System in Sunflower (Helianthus annuus L). Turkish Journal of Botany, 22: 381–387.
22. Gürel, E. & Kazan, K. 1999. Evaluation of Various Sunflower (Helianthus annuus L.) Genotypes for Agrobacterium tumefaciens-Mediated Gene Transfer. Turkish Journal of Botany, 23: 171-177.
23. Henn, J., Wingender, R. & Schnabl, H. 1998. Regeneration of Fertile Interspecific Hybrids from Protoplast Fusions Between Helianthus annuus L. And Wild Helianthus Species. Plant Cell Reports, 18: 220–224.
24. Inoka K. & Dahanayake, N. 2015. Effect of Plant Growth Regulators on Micro-propagation of Sunflower (Helianthus annuus L.). International Journal of Scientific and Research Publications, 5(1); 1-5.
25. Jeannin, G., Bronner, R. & Hahne, G. 1995. Somatic Embryogenesis and Organogenesis Induced On the Immature Zygotic Embryo of Sunflower (Helianthus annuus L.) Cultivated in vitro: Role of The Sugar. Plant Cell Reports, 15(3-4): 200–204, Doi: 10.1007/Bf00193720.
26. Kaya, Y. 2004. Ayçiçeği Biyoteknolojisinde Son Gelişmeler ve Islahında Kullanım Olanakları. Trakya University Journal of Science, 5(2): 141-147.
27. Kılıç, E., Akgül, N., Aydın, Y. & Uncuoğlu, A.A. 2016. Genotoxic Effects of in vitro Tissue Culture Conditions in Sunflower (Helianthus annuus L.) 19th International Sunflower Conference, Edirne, Turkey, 610.
28. Lucas, O., Kallerhoff, J. & Alibert, G. 2000. Production of Stable Transgenic Sunflowers (Helianthus annuus L.) From Wounded Immature Embryos by Particle Bombardment and Co-Cultivation with Agrobacterium. Molecular Breeding, 105: 479–487.
29. Lupi, M., Bennici, A., Locci, F. & Gennai, D. 1987. Plantlet Formation from Callus and Shoot-Tip Culture of Helianthus annuus (L.). Plant Cell, Tissue and Organ Culture 11(1): 47–55, Doi:10.1007/Bf00036575.
30. Malone-Schoneberg, J., Scelonge, C.J., Burrus, M. & Bidney, D.L. 1994. Stable Transformation of Sunflower Using Agrobacterium and Split Embryonic Axis Explants. Plant Science, 103(2): 199–207, Doi:Http://Dx.Doi.Org/10.1016/0168-9452(94)90208-9.
31. Moghaddasi M.S. 2011. Sunflower Tissue Culture. Advances in Environmental Biology, 5(4): 746-755.
32. Mohmand, A.S. & Quraishi, A. 1994. Tissue Culture of Sunflower. Pakistan Journal of Agricultural Research, 15(1): 153–160.
33. Müller, A., Iser, M. & Hess, D. 2001. Stable Transformation Of Sunflower ( Helianthus annuus L .) Using A Non-Meristematic Regeneration Protocol and Green Fluorescent Protein As A Vital Marker. Transgenic Research, 10(1987): 435–444.
34. Nestares, G., Zorzoli, R., Mroginski, L. & Picardi, L. 2002. Heriability of in vitro Plant Regeneration Capacity in Sunflower. Plant Breed, 121: 366–368.
35. Özyiğit I.I., Gozukirmizi, N. & Semiz, B.D. 2007. Genotype Dependent Callus Induction And Shoot Regeneration in Sunflower (Helianthus annuus L.).
36. African Journal Of Biotechnology, 6(13): 1498-1502.
37. Özyiğit, I.I., Bajrovic, K., Gözükırmızı, N. & Semiz, B.D. 2002. Direct Plant Regeneration from Hypocotyl and Cotyledon Explants of Five Different Sunflower Genotypes (Helianthus annuus L.) From Turkey. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 16(1): 8-11, Doi: 10.1080/13102818.2002.10819148.
38. Özyiğit, I.I., Gözükırmızı, N. & Semiz, B.D. 2006. Callus Induction and Plant Regeneration from Mature Embryos of Sunflower. Russian Journal of Plant Physiology 53(4): 621-624.
39. Paterson, K.E. 1984. Shoot Tip Culture of Helianthus annuus - Flowering and Development of Adventitious and Multiple Shoots. American Journal of Botany, 71(7): 925–931, Doi:10.2307/2443662.
40. Prado, E. & Berville, A. 1990. Induction of Somatic Embryo Development by Liquid Culture in Sunflower (Helianthus annuus L.). Plant Science 67(1): 73–82, Doi:Http://Dx.Doi.Org/10.1016/0168-9452(90)90052-P.
41. Sujatha, M., Vijay, S. & Vasavi, S. 2012. Combination of Thidiazuron and 2-Isopentenyladenine Promotes Highly Efficient Adventitious Shoot Regeneration from Cotyledons of Mature Sunflower (Helianthus annuus L.) Seeds. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 111: 359–372, Doi:10.1007/S11240-012-0202-1.
42. Thengane, S.R., Joshi M.S., Khuspe, S.S. & Mascarenhas, A.F. 1994. Anther Culture in Helianthus annuus L., Influence of Genotype and Culture Conditions On Embryo Induction and Plant Regeneration. Plant Cell Reports, 13(3-4): 222–226, Doi:10.1007/Bf00239897.
43. Weber, S., Friedt, W., Landes, N., Molinier, J., Himber, C. & Rousselin, P. 2003. Improved Agrobacterium-Mediated Transformation of Sunflower (Helianthus annuus L.): Assessment of Macerating Enzymes and Sonication. Plant Cell Reports, 21: 475–482.