In vivo maternal haploidlerde kromozom katlaması için kullanılacak alternatif mutajenlerin belirlenmesi
Identification of alternative mutagens for chromosome doubling in in vivo maternal haploids
Yazar: MERVE ÇAKIR
Danışman: DOÇ. DR. RAHİME CENGİZ
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Islah çalışmalarının, yıllardır artan nüfusun istek ve arzularına paralel olarak değeri ve önemi her geçen gün daha da iyi anlaşılmaktadır. Gelişen teknoloji ve imkanlar doğrultusunda ıslah tekniklerine zaman tasarrufu sağlamak adına ek çalışmalar keşfedilmiş olsa da geliştirilme çalışmaları hala devam etmektedir. Islah süresini kısaltmak amacıyla geliştirilen haploid bitkiler, ıslah programının ilk başında saflaştırma süreci için gerekli olan 6-7 yıllık süreyi 1-2 yıla kadar düşürme imkânı sağlamıştır. Mısır bitkisinde haploid olarak seçilen tohumlar n=10 kromozomlu yapıda olup çoğunlukla kısırdırlar ve geliştiklerinde steril durumda bitkiler meydana getirirler. Haploid bitkilerin 2n=20 kromozomlu fertil bitki oluşturacak duruma gelebilmesi için kromozom katlaması yapılması gerekmektedir. Islahçılar kromozom katlaması için çoğunlukla colchicine kimyasal maddesini kullanmaktadırlar. Colchicine insanlar ve hayvanlar için toksik bir madde olmakla beraber ölümlere dahi sebebiyet vermektedir. Colchicine kimyasal maddesine alternatif olarak daha az toksik ve daha ekonomik herbisitleri belirleyebilmek amacıyla pronamid, trifluralin ve oryzalin etken maddeleri ile çalışılmıştır. Çalışmada colchicine uygulaması pozitif kontrol grubunu, Dimetil sülfoksit uygulaması ise negatif kontrol grubunu oluşturmuştur. Haploid tohumlar çimlendirilerek koleoptil ve kökçükte kısaltma-yaralama işlemi yapılmış ardından ön ıslatma yapılarak mutajen uygulama işlemine geçilmiştir. Kromozom katlaması için çimlendirilmiş tohumlara 3 farklı herbisit etken madde, pozitif kontrol ve negatif kontrol uygulanmıştır. Haploidlerin kromozom katlaması öncesi ve sonrası metafaz evresinde kromatit olarak göründüğü safha da mikroskop altında incelenerek kromozom sayımı yapılmıştır. Diploid (2n) ve haploid (n) yapıda ki bitkilere dair görüntüler kaydedilmiştir. Viyollere ekilen çimlendirilmiş bitkiler 3-4 yapraklı olana kadar serada yetiştirilmiş ardından serada toprağa aktarılmıştır. Aktarılan bitkilerde ise canlı kalan bitki oranı, erkek ve dişi çiçek oluşturma oranları, fertil erkek çiçek oranı, kendileme yapılan bitki oranı ve bitki başına düşen tohum sayısı parametrelerinin tamamı incelenmiş ve uygulamalar arasında fark %0.01 düzeyinde önemli bulunmuştur. Pronamid ve trifluralin fertil erkek çiçek oranında, oryzalin bitki başına tohum sayısında başarılı olurken, mutajenlerin tamamında kendileme yapılan bitki başarılı olmuştur.  Çimlenme döneminde uygulama yapılan herbisit etken maddelerinin colchicine oranla canlı bitki oluşturmada letal etkisinin daha fazla olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
The value and importance of breeding studies, in parallel with the demands and desires of the population that has been increasing for years, is understood better every day. Although additional studies have been discovered to save time in breeding techniques in line with developing technology and opportunities, development studies are continuing. Haploid plants developed to shorten the breeding period have allowed the reduction of the 6-7 generations required for the purification process at the beginning of the breeding program to 1-2 years. Seeds selected as haploid in the maize plant have a structure with n = 10 chromosomes and are mostly sterile. When they develop, they produce plants in a sterile state. For haploid plants to become fertile with 2n = 20 chromosomes, chromosome doubling is required. Breeders often use the chemical colchicine for chromosome doubling. Colchicine is a toxic substance for humans and animals and even causes death. The active ingredients propanamide, trifluralin, and oryzalin were studied to identify less poisonous and more economical herbicides as alternatives to the chemical substance colchicine. Colchicine application constituted the positive control group, and dimethyl sulfoxide application constituted the negative control group. Chromosome counts were made by examining the haploids under a microscope at the metaphase stage before and after chromosome doubling when they appeared as chromatids. Images of seedlings with diploid (2n) and haploid (n) structures were recorded. Germinated seeds planted in pods were grown in the greenhouse until they had 3-4 leaves and then transferred to the soil on the greenhouse. In the transferred plants to the greenhouse, the rate of surviving plants, the rates of male and female flowers, the rate of fertile male flowers, the rate of selfing plants and the number of seeds per plant were all examined and the difference between the applications was found to be significant at the level of 0.01%. While propanamide and trifluralin were successful in the rate of fertile male flowers, and oryzalin in the number of seeds per plant, all of the mutagens were successful in the selfing plants. It was determined that the herbicide active substances applied during the germination period had a more lethal effect in creating live plants compared to colchicine.