Hıyarda (Cucumis sativus L.) gynogenesis yolu ile haploid embriyo ve bitki oluşumuna donör bitkinin yaşı ve mevsimin etkisi
The effect of the donor plant's age and season effect on haploid embryo and plant formation in cucumber (Cucumis sativus L.) via gynogenesis
Yazar: ESMANUR DEMİREL
Danışman: PROF. DR. AHMET NACİ ONUS
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Bitki yaşı = Plant age ; Donörler = Donors ; Genotip = Genotype ; Haploit bitki = Haploid plant ; Hıyar = Cucumber ; Mevsimsel etki = Seasonal effect

Özet:
Hıyar bitkisi, ticari değeri yüksek sebzeler grubunda yer alan gerek sofralık gerekse endüstüriyel amaçlı kullanılan en önemli sebzelerdendir. Üstün nitelikli ticari hıyar çeşitlerini geliştirmek amacı ile yürütülen ıslah çalışmalarında, homozigot hıyar hatlarını kısa sürede elde etmek önem arz etmektedir. Bu da haploid bitki eldesi çalışmaları ile gerçekleştirilmektedir. Yürütmüş olduğumuz bu çalışmada donör bitki yaşı, donör bitkinin yetiştirildiği mevsim, ovaryum sera içi sıcaklığı ve donör bitki çeşidi konularının hıyarda gynogenesis yöntemleri üzerine etkisi araştırılmıştır.
Çalışmada Ufuk, Meriç ve Sedir ticari F1 hibrit çeşitleri donör bitki olarak belirlenmiş olup, MS + 1:10; 2,4- D: Kinetin + 30 g L-1 sükroz içerikli besi ortamında embriyo teşviki sağlanmıştır. Ardından embriyoların bitkiye dönüşmesi için ovaryumlar, MS + 1:4; NAA: BAP + 30 g L-1 içerikli besi ortamına alınmıştır. Donör bitkilerin yaşının etkisini ve ovaryumların sera içi sıcaklığının etkisini belirleyebilmek amacı ile haftalık olarak elde edilen embriyo ve bitki sayıları adet olarak hesaplanmış ve embriyo oluşum, bitki oluşum ve elde edilen embriyo sayılarına göre bitkiye dönüşüm oranları hesaplanmıştır. Bunun yanı sıra donör bitkinin yetiştirilme mevsiminin etkisi ise dört farklı sezonda yetiştirilmiş olan bitkilerden elde edilen toplam sonuçlara göre değerlendirilmiştir.
Çalışma sonunda çeşitlerin donör bitki yaşına bağımlılıklarının çeşitlere göre farklılık gösterdiği ve Sedir çeşidinin bitki yaşı faktöründen en fazla etkilenen çeşit olduğu belirlenmiştir. Tüm çeşitler göz önüne alındığında 7 haftaya kadar embriyo ve bitki eldesinde verimli sonuçlar alındığı görülmüştür. Mevsim açısından değerlendirildiğinde ise, bahar sezonunun güz sezonuna göre haploid embriyo ve bitki eldesi açısından daha etkili olduğu görülmüştür. Ovaryum sera içi sıcaklığının göre bitkiye dönüşüm oranı haploid embriyo ve bitki eldesi için önemli bir faktör olduğu, özellikle Ufuk çeşidinin maksimum ve minimum sıcaklık derecesi farkının artmasından olumlu etkilendiği saptanmıştır. Tüm gözlem kriterlerinin dışında Meriç ve Ufuk çeşitlerinde kısa gün koşullarında embriyo teşviki ve bitki elde oranlarının arttığı tespit edilmiştir. Embriyodan bitkiye dönüşme aşamasında donör bitki yetişme koşullarına bağlı faktörlerin etki oranının düşük olduğu bulunmuştur. Çalışmada tüm çeşitlerden ortalama %112,69 oranında embriyo oluşumu gerçekleşmiş olup, bitki oluşum oranı %39,35 olarak kaydedilmiştir. Elde edilen embriyolara göre embriyoların bitkiye dönüşme oranları ise %34,91'dir. Sadece son sezonda gelişim gösteren 43 adet bitkinin ploidi seviyeleri Flow
sitometri yöntemi ile belirlenmiş ve 17 adet haploid, 21 adet diploid ve 5 adet miksoploid bitki oluşumu tespit edilmiştir.

Abstract:
Cucumber is one of the most important vegetables in the group of vegetables with high commercial value, used for both fresh consumption and industrial purposes. It is important to obtain homozygous cucumber lines in a short time in breeding studies carried out to develop high quality commercial cucumber varieties. This is achieved by haploid studies. In this study, the effects of donor plant age, the season in which the donor plant was grown, the ovarium growth temperature in the greenhouse and the donor plant genotype on the gynogenesis methods in cucumber were investigated.
Commercial F1 hybrid cultivars of Ufuk, Meriç and Sedir were used as plant material in the study, and embryo induction was provided in MS + 1: 10; 2,4-D: Kinetin + 30 g L-1 sucrose-containing medium. Then ovaries were taken into MS + 1: 4; NAA: BAP + 30 g L-1 nutrient medium containing for embryo regeneration. To determine the effect of the age of the donor plants and the effect of the growth temperature of the ovaries in the greenhouse, the weekly embryo and plant numbers data were collected. Then the embryo induction rates, plant formation rates, and plant regeneration rate according to the number of embryos were calculated. In addition, the effect of the growing season of the donor plant was evaluated according to the total results obtained from the plants grown in four different seasons.
At the end of the study, it was determined that the dependence of the genotypes on the donor plant age differs according to the genotypes and the Sedir cultivar was the genotype most affected by the plant age factor. Considering all genotypes, it was seen that productive results were obtained in embryo and plant production up to 7 weeks. When evaluated in terms of season, it was seen that the Spring season was more effective in terms of haploid embryo and plant production compared to the Fall season. It has been determined that the ovarium greenhouse growth temperature is an important factor for haploid embryo and plant production, and it is positively affected by the increase in the maximum and minimum temperature difference of the Ufuk cultivars. Apart from all observation criteria, it was determined that embryo promotion and plant yield rates increased in Meriç and Ufuk cultivars under short day conditions. It was found that the effect rate of factors related to the donor plant growing conditions was low during the regeneration from embryo to plant. In the study, an average of 112.69%embryo formation was achieved from all genotypes, and the plant formation rate was recorded as 39.35%. According to the embryos obtained, the regeneration rate of embryos into plants is 34.91%.
Ploidy levels of 43 plants that developed only in the last season were determined by flow cytometry method and 17 haploid, 21 diploid and 5 myxoploid plant formations were detected.