TiO2 nanopartiküllerin nohut (Cicer arietinum L.) bitkisininin vitro çimlenmesi, büyümesi ve rejenerasyonuna etkileri
Efficacy of TiO2 nps on in vitro plant germination, growth and regeneration of chickpea (Cicer arietinum L.)
Yazar: NAZMİYE OKŞAN OKAN
Danışman: PROF. DR. MUHAMMAD ASIM
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Bitki rejenerasyonu = Plant regeneration ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Tohum çimlenmesi = Seed germination

Özet:
Nohut (Cicer arietimum L.) çok eski zamanlardan beri insan ve hayvan beslenmesinde tüketilir ve Türkiye'de ekim alanı ve üretim bakımından ilk sırada yer alır. Protein, esansiyel aminoasit ve bazı mineraller bakımından bir hayli zengin yemeklik tane baklagildir. Nohut bitkisi tohum renkleri ve coğrafi dağılımları bakımından Kabuli ve Desi olmak üzere 2 ana biyotipe ayrılmaktadır. Desi tip nohutlar küçük, koyu renkli bir şekle sahipken Kabuli tip nohutlar büyük, pürüzsüz ve açık renklidir. Bu çalışmada Nohutun ER99 çeşidine ait olgun embriyoları kullanılmıştır ve rejenerasyon çalışmasında farklı konsantrasyonlarda (100, 200, 400, 800 ve 1200 mg/L) TiO2 nano partiküller kullanılmıştır. En fazla rejenerasyon yüzdesi ve eksplant başına sürgün sayısı 200 mg/L TiO2 konsantrasyonunda gözlemlenmiştir. Ayrıca, en uzun sürgünler hem 200 mg/L hem de 800 mg /L TiO2 konsantrasyonları kullanılarak elde edilmiştir. Daha yüksek oranda (1200 mg/L) TiO2 nanopartiküllerin kullanımı eksplantlar üzerinde ölümcül etkisi olmuştur. ER99 çeşidi nohutun plumula ve embriyonik ekseni kullanılarak yapılan çalışmada ise farklı konsantrasyonlarda (0, 25, 50, 100 ve 200 mg/L) TiO2' nanopartiküllere maruz bırakılan eksplantların TiO2 konsantrasyonu artması ile bağlı rejenerasyon yüzdesinin azaldığı gözlemlenmiştir. In vitro desi tip nohut çimlenme çalışmasında farklı konsantrasyonlarda (0, 25, 50, 100, 200, 400, 800, 1600 ve 3200 mg/L) TiO2 eklenmiş besi ortamlarındaki nohut tohumlarda ~%100 çimlenme gözlemlenmiş. Çimlenme hızı ve ortalama çimlenme zamanı parametrelerinde ise de önemli bir fark gözlemlenmemiştir. Dikbaş çeşidi nohut tohumlarda ise 800 mg/L TiO2 konsantrasyonunda hiç bir çimlenme izlenmemiştir. Priming süresi arttıkça kök uzunluğu azalırken, priming süresi azaldıkça çimlenme zamanı artmıştır. Çimlenen her tohumunda sürgün oluşmadığı ve tüm ortamlar için sürgün çıkış hızının çimlenme hızından daha az olduğu gözlemlenmiştir

Abstract:
Chickpea (Cicer arietim L.) since ancient time has been consumed as human and animal nutrition and ranks  first place in terms of cultivated area and production in Turkey. It is a very rich edible legume in terms of protein, essential amino acids and some minerals. Chickpea plant is divided into 2 main biotypes as Kabuli and Desi in terms of seed color and geographical distribution. Desi type chickpeas are small, dark shape, while Kabuli type chickpeas are large, smooth and light colored. In this study, mature embryos of chickpea Cv. ER99 were used for regeneration by applying TiO2 nanoparticles at different concentrations (100, 200, 400, 800 and 1200 mg/L) in the study. The highest regeneration percentage and number of shoots per explant were observed at 200 mg/L TiO2 concentration. Whereas, the longest shoots were obtained using both 200 mg/L and 800 mg/L TiO2 concentrations. The use of TiO2 a higher concentration resulted in the death of explants. The use of plumula and embryonic axis explants of ER99 cv exposed to TiO2 nanoparticles at different concentrations (0, 25, 50, 100 and 200 mg/L) resulted in decreased regeneration percentage with the increase in TiO2 concentration. The study on in vitro germination of desi chickpea cultured on medium containing different concentrations of TiO2 (0, 25, 50, 100, 200, 400, 800, 1600 and 3200 mg/L) resulted in ~100% germination. No significant difference was observed in the germination rate and mean germination time parameters. No germination was observed in Dikbaş Cv. at 800 mg/L TiO2 concentration. Root length decreased as the priming time increased and germination time increased with increase in priming time. It was observed that no shoots were formed from every germinated seed and the shoot emergence rate was lower than the germination rate for all mediums.