Titanyum ve gümüş nanopartiküller ile endüstriyel kenevir bitkisinde In Vitro elisitasyon
In Vitro elicitation of industrial hemp with titanium and silver nanoparticules
Yazar: ÖZLEM AKGÜR
Danışman: PROF. DR. MUHAMMAD ASIM
Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarım Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik varyasyon = Genetic variation ; Kenevir = Hemp ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Tarım = Agriculture ; İn vitro = In vitro

Özet:
Global olarak yüksek tohum ve lif verimine sahip olan oldukça önemli olan endüstriyel kenevir (Cannabis sativa L.) bitkisi bu çalışmada kullanılmıştır. In vitro koşullarda çimlenmesi, büyümesi, biyokimyasal ve moleküler varyasyonu etkilerin araştırılması hedeflenmiştir. Bitki materyali olarak bir adet Narlısaray popülasyonu ve bir adet Narlı çeşidi tohumları kullanılmıştır. Yüzey sterilizasyonu için %70'lik EtOH ve %0.1 HgCl₂ kullanılarak iki aşamalı bir protokol geliştirilmiştir. Ardından tohumlar, 48 saat boyunca %2'lik H2O2 h/h ile muamele edilmiştir. Daha sonra tohumları farklı konsantrasyon ve tip nanopartikül içeren içeren MS ortama kültüre alınmıştır. 17 günlük in vitro kültür sonunda fizyolojik parametreler; çimlenme (%), sürgün uzunluğu (cm), kök uzunluğu (cm), ve sürgünlerin yaş ağırlığı (mg) belirlenmiştir. Benzer şekilde, farklı tip NP ve bunların konsantrasyonlarının in vitro koşullar altında gelişen kenevir bitkilerinin büyüme üzerindeki etkilerini kontrol etmek için klorofil a ve b, toplam karotenoidler ve MDA içerikleri gibi biyokimyasal parametreler de incelenmiştir. Bununla birlikte, iPBS-retrotranspozon primerleri kullanılarak genetik varyasyonları de incelenmiştir. Ag NP'lerin çimlenme üzerinde olumsuz etkileri izlenirken, TiO2 NP kontrol ile hemen hemen benzer çimlenme etkileri göstermiş olup, kıyasla kök uzunluğu bakımından her iki tip NP'den olumsuz etkileri incelenmiştir. Her iki tip NP takviyesi de kontrole kıyasla daha yüksek yaş ağırlık ile daha uzun sürgünlerin oluşumuna sebep olmuşlardır. İn vitro koşullarda yetiştirilen bitkilerin biyokimyasal analizine ilişkin sonuçlarda aralarında önemsiz farklılığı bulunurken kontrol muameleler deki bitkilerine kıyasla her iki tipi NP'nin arasında önemli derecede farklı etki izlenmiştir. Tüm retrotransposan primerler ile kenevir klonları arasında polimorfizm izlenmiş olup, genetik varyasyonların varlığı tespit edilmiştir

Abstract:
Industrial hemp (Cannabis sativa L.) was used in this study, which is globally very important due to its high seed and fiber yield. The study aimed to investigate the factors affecting plant germination, growth, biochemical and molecular variation under in vitro conditions.  The seeds of Narlısaray hemp population and Narlı hemp line were uses as plant material. A two-step protocol was used for surface sterilization using 70% EtOH and 0.1% HgCl2. Thereafter, the seeds were treated with 2% H2O2 v/v for 48 hours and the seeds were cultured on MS medium containing different types of nanoparticle and concentrations. At the end of 17-day in vitro culture, physiological parameters; germination (%), shoot length (cm), root length (cm), and shoot fresh weight (mg) were determined. Similarly, biochemical parameters such as chlorophyll a, chlorophyll b, total carotenoids and MDA contents were also recorded. The effects of genetic variation using iPBS-retrotransposon primers was also studied. Ag NPs had a negative effect on germination, TiO2 NP gave almost identical germination (%) in comparison to the control. Root length also showed negative effect of both types of NPs compared to the control. Both NP supplements yielded longer shoots with a higher fresh weight compared to the control. The results for biochemical analysis of plants grown under in vitro conditions were non significant, but a variable effect of both NPs was demonstrated compared to control treatments. All primers showed polymorphism among the cannabis clones and confirmed the presence of genetic variations.