Optimization of Meristem Culture to Obtain Virus-Free Clonal Basic Material of Grape Cultivars

Abstract

The main purpose of this study was to obtain a clone free from viruses and virus-like diseases to rapidly reproduce these clones. Meristems were extracted and cultured for the production of the base material for the Kalecik Karası number 4 and 23-2 clones. After the explants formed shoots, the effects of 12 dissimilar auxin (IBA) and cytokine (2İP and BAP) concentrations on the growth of the root and plant were investigated. In the meristem stage clones showed a 60 % and 80 % viability rate. In the rooting stage, it was determined that shoot formation and leaf numbers were higher in the Kalecik Karası clone number 23-2 and the 1.0 mg. L-1 IBA+0.5 mg. L-1 BAP / 2 IP concentration showed the highest shoot formation and leaf number value. The highest callus levels were determined as 0.43 cm for clone number 4 and 0.72 cm for clone number 23-2. M S (Murashige & Skoog) with 2mg. L-1 IBA showed the highest rooting value. The longest root values were 3.47 cm with 1mg. L-1 IBA for clone number 4, and 3.90 cm with 0.5mg L-1 IBA for clone number 23-2.

Keywords

• Base Material
• Meristem culture
• Micropropagation
• Vitis vinifera L.
• Virus
• Optimization

Virüsten Ari Klonal Üzüm Çeşitlerine Ait Baz Materyal Eldesinde Mersitem Kültürünün Optimizasyonu

Öz

Bu çalışmanın temel amacı, ülkemiz ve dünya bağcılığı için en önemli etmenlerden biri olan klon kökenli sertifikalı asma fidanı üretimi için, klona dayalı kalem damızlıkların kurulabilmesinde kullanılacak, virüs ve virüs benzeri hastalıklardan ari klonal çoğaltma materyali eldesi ve bunların hızlı bir şekilde çoğaltılmasıdır. Kalecik Karası 4 ve 23-2 kodlu klonlarına ait baz materyal üretimi için meristemlerin çıkartılması, kültüre alınması ve sürgün aşamasında sabit olan ortam konsantrasyonlarının ardından köklenme aşamasında 12 değişik oksin (IBA) ve sitokinin (2 iP ve BAP) konsantrasyonunun, kök gelişimine ve bitkiye dönüşümüne etkileri incelenmiştir. Meristem aşamasında, Kalecik Karası 4 kodlu klonunda % 60, 23-2 kodlu klonunda ise % 80’lik bir yaşama oranı tespit edilmiştir. Meristem ve sürgün aşamasında kallus oluşmamıştır. Sürgün aşamasında 2.0 mg/L BAP+0.5mg/L IBA konsantrasyonu ile ortalama sürgün sayısı bakımından sırasıyla 3.67 ve 3.83 adet; ortalama sürgün uzunluğu bakımından ise 2.42 cm ve 2.04 cm uzunluk belirlenmiştir. Köklendirme aşamasında ise Kalecik Karası 23-2’de sürgün oluşumu ve yaprak sayısının daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. 1.0 mg/L IBA+0.5 mg/L BAP/2 İP konsantrasyonunda ise en yüksek sürgün oluşumu ve yaprak sayısı değeri tespit edilmiştir. Söz konusu aşamada kallus oluşumu oksin ve stokinin düzeylerinin artmasına paralellik göstermiştir. Kallus düzeyleri Kalecik Karası 4 kodlu klon için 0.43 cm ve 23-2 kodlu klon için 0.72 cm olarak tespit edilmiştir. En yüksek köklenme değerini 2 mg/L IBA eklenmiş olan yetiştirme ortamı vermiştir. En uzun kök değerleri ise 4 kodlu klon için 1 mg/L IBA ile 3.47 cm, 23-2 kodlu klon için 0.5 mg/L IBA ile 3.90 cm olarak gerçekleşmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Baz Materyal
• Meristem kültürü
• Mikroçoğaltım
• Vitis vinifera L.

References

1. Baydar, N. G. (2000). Study of adventitious shoot formation in leaves of grape (Vitis spp.). Turkish Journal of Biology 24(3), 645-656.
2. Dalloul, A., Misik, S., Olah, L. (1990). İn viiro micropropagation of grape varieties. Vitis Special Issue 463-464. https://doi.org/10.5073/vitis.1990.29
3. Ergönül, O., Öztürk, L. (2016). Purification of some grape cultivar (Vitis vinifera L.) and rootstock clones eliminated from viruses with thermotherapy and meristem culture. Trakya University Journal of Natural Sciences 16(2), 57-6. ISSN 2147-0294
4. Kara, S. (1992). Researches on the reproduction of vines through meristem culture. Ege university graduate school of natural and applied sciences, Department of horticulture, Ph. D. Thesis. 23-25, 89 p. Izmir.
5. Lavee, S. (2000). Grapevine (Vitis vinfera) growth and performance in warm ciimates. Ammon Erez (ed) Temperate fruit crops in warm climates, Netherlands. 343-366. ISBN 978-94-017-3215-4
6. Martelli, G. P. (2014). Dırectory of vırus and vırus-lıke dıseases of the grapevıne and theır agents. Journal of Plant Pathology 96 (1), 1-4. http://dx.doi.org/10.4454/JPP.V96I1SUP
7. Mhatre, M., Salunkhe, C. K., Raoe,. P. S. (2000). Micropropagation of Vitis vinifera L. towards an improved protocol. Scientia Horticulturae 84 (4), 357-363. https://doi.org/10.1016/S0304-4238(99)00109-0
8. Murashige, T., Skoog, F. A. (1962). A revised medium for rapid growth and bio-qqassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum 15, 473-497.

9. Mullins, M. G. (1990). Application of tissue culture to the genetic ımprovement of grapevines, Vitis Special lssue. 399-401. https://doi.org/10.5073/vitis..29.special-issue.
10. Roubelakis Angelakis, K. A., Katsirdakis, K. C. (1990). In vitro micromultiplication of grapevine: effect of age, genotype and culture conditions on induction of callus in vitis spp. leaf segments. Plant Aging Basic and Applied Approaches 89-95. https://doi.org/10.1007/978-1-4684-5760-5_11
11. Sudarsono, S., Goldy, R. G. (1991). Growth regulator and axillary bud position effects on in vitro establishment of Vitis rotundifolia. Hortscıence 26(3), 304-307. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.26.3.304
12. Torregrosa, L., Bouguet, A., Goussard, P. G. In vitro culture and propagation of grapevine, K.A. Roubelakis-Angelakis (ed.) Molecular Biology & Biotechnology of the Grapevine, Netherlands. 2001, 281-326. https://doi.org/10.1007/978-94-017-2308-4_12
13. Thomas, P., Schiefelbein, J. W. (2004). Roles of leaf in regulation of root and shoot growth from ingle node softwood cuttings of grape (Vitis vinifera), Ann. Appl. Biol. 144, 27-37.
14. Yepes, L. M., Burr, T., Reid, C., Fuchs, M. (2019). Elimination of the crown gall pathogen, agrobacterium vitis, from systemically ınfected grapevines by tissue culture. Am. J. Enol. Vitic 70:(3) https://doi.org/ 10.5344/ajev.2019.18083