Micropropagations of Sea Beet (Beta vulgaris subsp. maritima (L.) Arcang) Species İn-Vitro Conditions .

Abstract

In this study, it was aimed to determine the regeneration abilities of different plant growth regulators (Kinetin and Indole butyric acid) combinations on different explants of sea beet (Beta vulgaris subsp. maritima (L.) Arcang) plant under in-vitro conditions. Determination of hypocotyl, node and cotyledon explants in MS media prepared with different doses of kinetin (KIN) and Indole-3-butyric acid (IBA) (0; 0.5; 1.0; 1.5 and 2.0 mg/L). regeneration capabilities were determined. In the study, measurements were made in characters such as callus formation rate (%), shoot formation rate (%), rooting rate (%), number of shoots per explant (number), number of roots (number) and longest root length (mm). According to the results, the best shoot formation rate (100%) was obtained from the nodal explants. The same results were obtained in all applications of this explant. The root formation rate of the shoots of this explant was 100% in the medium without kinetin, where 0.5, 1.5 and 2.0 mg/L IBA doses were applied. According to the obtained results, it was determined that 0.0 mg/L KIN + 1.5 mg/L IBA doses was most effective application in the node explant for in-vitro propagation of this plant species. It was determined that in the rapid reproduction of this plant species, the node explant can be used very conveniently for the rapid reproduction of the plant.

Keywords

• sea beet
• Beta vulgaris subsp.maritima (L.) Arcang
• in-vitro
• explant
• plant growth regulators

Kıyı Pancarı (Beta vulgaris subsp. maritima (L.) Arcang) Türünün In-vitro Şartlarda Mikro Çoğaltımı

Öz

Bu çalışmada kıyı pancarı (Beta vulgaris subsp. maritima (L.) Arcang) bitkisinin in-vitro koşullarda farklı eksplantlarının değişik bitki büyüme düzenleyicisi (Kinetin ve Indol bütirik asit) kombinasyonlarında rejenerasyon yeteneklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Kinetin (KIN) ve Indol-3-bütirik asit (İBA)’in farklı dozları (0; 0,5; 1,0; 1,5 ve 2,0 mg/L) ile hazırlanan besi ortamlarında hipokotil, boğum ve kotiledon eksplantlarının rejenerasyon yetenekleri belirlenmiştir. Çalışmada kallus oluşturma oranı (%), sürgün oluşturma oranı (%), köklenme oranı (%), eksplant başına sürgün sayısı (adet), kök sayısı (adet) ve en uzun kök uzunluğu (mm) gibi karakterlerde ölçümler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre en iyi sürgün oluşturma oranı (%100) boğum eksplantlarından elde edilmiştir. Bu eksplantın tüm uygulamalarında aynı sonuç elde edilmiştir. Bu eksplantın sürgünlerinin kök oluşum oranı kinetinsiz ortamda, 0,5, 1,5 ve 2,0 mg/L İBA dozlarının uygulandığı ortamlarda %100 olarak gerçekleşmiştir. Elde edilen sonuçlara göre boğum eksplantında 0,0 mg/L KİN + 1,5 mg/L İBA dozunun bu bitki türünün in-vitro çoğaltılmasında en etkili şekilde kullanılabilecek bitki büyüme düzenleyicileri kombinasyonu olduğu belirlenmiştir. Bu bitki türünün hızlı çoğaltılmasında boğum eksplantının çok uygun bir şekilde bitkinin hızlı çoğaltılmasında kullanılabileceği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• kıyı pancarı
• (Beta vulgaris subsp. maritima (L.) Arcang)
• in-vitro
• bitki büyüme düzenleyicileri
• eksplant

Kaynakça

1. 1. Er, C. Uranbey S. Nişasta Şeker Bitkileri, Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Kitabı. 1504:157, Ankara; 1996.
2. 2. Anonim. T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı Şeker Dairesi Başkanlığı, sektörel veriler, dünya şeker sektörü pdf; erişim: https://arastirma.tarimorman.gov.tr/tepge 2022.
3. 3. Anonim. Türkşeker, erişim: https://www.turkseker.gov.tr/data/dokumanlar/2021_Sektor_Raporu.pdf.
4. 4. Gürel E. Callus and root development from leaf explants of sugar beet (Beta vulgaris L.): Variability between cultivars, plants and organs. Turk J Bot. 1997; 21: 131-136.
5. 5. Winner, C. Franz Carl Achard als wegbereiter einer experimentellen pflanzenbauwissenschaft und der zuckerfabrikation aus rüben geschichte der zückerrübe. 200 J Ahre Anbau und Züchtung, 1984; 22-47.
6. 6. Erdal, M. Şeker Pancarı Islahı I, S.Ü. Ziraat Fakültesi Dergisi. 1996; 10(13): 39-56.
7. 7. Biancardi E., Panella L.W. Lewellen R.T. Beta maritima The Origin of Beets, Springer: New York Dordrecht Heidelberg Xİ,173, London, 2012.
8. 8. Ford-Lloyd, BV. Sources of genetic variation, genus Beta. In Biancardi E, Campbell LG, Skaracis GN, De Biaggi M. editors. Genetics and Breeding of Sugar Beet. Science publishers, p. 25-33. Inc., Enfield (NH), USA; 2005.

9. 9. Tubives. erişim: http://194.27.225.161/yasin/tubives/index.php?sayfa=hizli_ara 2020.
10. 10. Kutluk Yılmaz N.D. Erkan S. Şeker pancarı (Beta vulgaris var. saccharifera)’nda rhizomania hastalığı. OMÜ Zir. Fak. Dergisi. 2005; 20(1):64-72.
11. 11. Bhat SR, Ford-Llyod BV, Callow JA. Isolation of protoplasts and regeneration of callus from suspension cultures of cultivated beets. Plant Cell Rep. 1985; 4: 348–350.
12. 12. Keimer B In vitro vegetative multiplication of sugar beet (Beta vulgaris L.). Hereditas Suppl. 1985; 3: 145.
13. 13. Mikami T, Sudoh RN, Kinoshita T. Genotypic variation in the in vitro morphogenesis from leaf explants of Beta vulgaris L. and Beta maritima L. Euphytica. 1989; 40: 271–273.
14. 14. Gürel E Callus and root development from leaf explants of sugar beet (Beta vulgaris L.): Variability between cultivars, plants and organs. Turk J Bot. 1997; 21: 131–136.
15. 15. Gürel S., Gürel E., Kaya Z.. Callus development and indirect shoot regeneration from seedling explants of sugar beet (Beta vulgaris L.) cultured in vitro. Turk. J. Bot. 2001; (25):25-33.
16. 16. Hooker MP, Nabors MW Callus initiation, growth and organogenesis in sugar beet (Beta vulgaris L.). Z Pflanzenphysiol. 1977; 84: 237–246.
17. 17. De Greef W, Jacobs M In vitro culture of sugar beet: Description of a cell line with high regeneration capacity. Plant Sci Lett. 1979; 17: 55–61.
18. 18. Zhong Z, Smith HG, Thomas TH. in vitro culture of petioles and intact leaves of sugar beet (Beta vulgaris). Plant Growth Regul. 1993; 12: 59–66.
19. 19. Gürel E, Gürel S. Plant regeneration from leaf explants of sugar beet (Beta vulgaris L.) cultured in vitro. Kükem Dergisi. 1996; 19: 29-37.
20. 20. Gürel E, Gürel S. Plant Regeneration from unfertilized ovaries of sugar beet (Beta vulgaris L) cultured in vitro. Turkish Journal of Botany. 1998; 22: 233-238.
21. 21. Gürel S, Gürel E, Kaya Z. Direct root and shoot development from seedling explants of sugar beet (Beta vulgaris L.). Biyoteknoloji Dergisi. 2000; 24: 99-106.
22. 22. Gürel S, Topal E, Gürel E. The effect of pretreating seedlings with TDZ on direct shoot regeneration from petiole explants of sugar beet (Beta vulgaris L.). Asia Pasific Journal of Molecular Biology and Biotechnology. 2003a; 11(1): 57-62.
23. 23. Gürel S, Gürel E, Kaya Z, Erdal M, Güler E. Effects of antimitotic agents on haploid plant production from unpollinated ovules of sugar beet (Beta vulgaris L.). Biotechnology and Biotechnological Equipment. 2003b; 17(2): 97-101.
24. 24. Gürel S, Baloğlu MC, Gürel E, Öktem HA, Yücel M A Two-stage pretreatment of seedlings improves adventitious shoot regeneration in sugar beet (Beta vulgaris L.). Plant Cell Tissue and Organ Culture. 2011; 106(2): 261-168.
25. 25. Beyaz R, Telci Kahramanoğulları C, Alizadeh B, Gürel S, Yıldız M. Vegetative and generative development of sugar beet (Beta vulgaris L.) genotypes at different ploidy levels. 1st. International Anatolian Sugar Beet Symposium, 20-22 Eylül 2012 Kayseri. 2012; sayfa 273-274.
26. 26. Beyaz R., Alizadeh, B., Gurel, S., Ozcan, S.F. and Yıldız, M. Sugar beet (Beta vulgaris L.) growth at different ploidy levels. Caryologia: International Journal of Cytology, Cytosystematics and Cytogenetics. 2013; 66(1):90-95.
27. 27. Gürel S, Gürel E In vitro regeneration of sugar beet (Beta vulgaris L.). In: Ramawat KG, Merillon JM (editors), Bulbous Plants: Biotechnology. CRC Press, Taylor & Francis Group. USA, 2014.
28. 28. Gürel S, Gürel E, Kaya Z. Establishment of cell suspension cultures and plant regeneration in sugar beet (Beta vulgaris L.). Turkish Journal of Botany. 2002a; 26: 197-205.
29. 29. Gürel S, Pazuki A, Aflaki F, Ergül A, Gürel E. Cold pretreatment improves in vitro gynogenesis of sugar beet (Beta vulgaris). International Conference on Agronomy and Horticulture, 27 August 2015, Shanghai, China; 2015; pages:37-38, 25.
30. 30. Gürel S, Gürel E, Kaya Z Protoplast fusion in sugar beet (Beta vulgaris L.). Turkish Journal of Biology. 2002b; 26: 163-170.
31. 31. Yu, M. H. Callus induction and differentiation from leaf explants of different species of the genus Beta. Crop Sci. 1989; 29: 205–209.
32. 32. Yildirim MU. Micropropagation of Origanum acutidens (Hand.- Mazz.) Ietswaart using stem node explants. Scientific World Journal. 2013: ID 276464. doi:10.1155/2013/276464.
33. 33. Ozdemir FA, Yildirim MU, Pourali Kahriz P. Micropropagation of endemic Scutellaria orientalis L. subsp. bicolor using modified MS medium & TDZ. Emirates Journal of Food and Agriculture. 2015; 27: 1-7.
34. 34. Ozdemir FA. Yildirim MU. Scilla siberica subsp. armena Yaprak Sapından İn Vitro Çoklu Sürgün Rejenerasyonu, YYÜ Tarım Bilimleri Dergisi 2016 a; 26(2): 215- 220.
35. 35. Ozdemir FA. Yildirim MU. Crambe maritima L. Hipokotilinden İn Vitro Mikroüretim, YYÜ Tarım Bilimleri Dergisi 2016 b; 26(2): 168-173.
36. 36. Ozdemir FA, Yildirim MU, Pourali Kahriz M Efficient micropropagation of highly economic, medicinal and ornamental plant Lallemantia iberica (Bieb.) Fisch. and C. A. Mey. BioMed. Research International. 2014; ID 476346. doi:10.1155/2014/476346.
37. 37. Khawar KM, Cocu S., Parmaksiz İ., Sarihan E.O., Ozcan S. Mass proliferation of madonna lily (Lilium candidum L.) under in vitro conditions. Pakistan Journal of Botany. 2005; 37 (2): 243-248.
38. 38. Murashige T, Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol plant 1962; 15: 473-497.
39. 39. Çolak G. Tokur S. Beta vulgaris L. (şeker pancarı) hipokotil eksplantlarının sürgün rejenerasyonu üzerine bazı bitki büyüme düzenleyicilerinin etkileri. BAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 1999; 1(1): 4-14.
40. 40. Taghipour F, Janalizadeh N, Eshrati M, Hassanzadeh T, Huyop F. Callus induction and shoot organogenesis in two sugar beet (Beta vulgaris L.) breeding lines in vitro cultured. Biotechnology. 2013; 12 (4): 168–178.
41. 41. Gönülşen N. Bitki Doku Kültürü Yöntemleri ve Uygulama Alanları, Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, Yayın no: 78, İzmir; 1987.
42. 42. Hagege, D., Kevers, C., Gaspar, T., Thorpe, T. A., Abnormal growth of habituated sugarbeet callus and cell suspensions, In vitro Cell. Dev. Biol. 1991; 27: 112-116.
43. 43. Jaco B, Tetu T, Sangwani RS, De Laat A. Sangwan-Norreel BS. Efficient production of uniform plants from cotyledon explants of sugarbeet (Beta vulgaris L.). Plant Breeding. 1993; Volume 110, Issue 3 p. 185-191.