Endemik Thymus cilicicus Boiss. & Bal. bitkisinin meristem kültürü yöntemiyle genetik kararlı in vitro çoğaltımı ve germplazmının kriyojenik yöntemlerle uzun süreli koruma altına alınması
Genetic stable in vitro propagation by meristem culture and long-term conservation by cryogenic methods of endemic Thymus cilicicus Boiss. & Bal. germplasm
Yazar: BİLGE ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. ERGUN KAYA
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Endemikler = Endemics ; Kekik = Thyme ; Kriyoprezervasyon = Cryoprezervation ; Mikroçoğaltma = Micropropagation

Özet:
Lamiaceae ailesinin ilaç, kozmetik ve gıda sektöründe oldukça önemli olan Thymus spp. (kekik) türlerinin içerdiği fenolik bileşikler, pek çok araştırmacının ilgisini çekmiştir. Ancak kekik bitkisi üzerine yapılan çalışmalar genellikle fenolik bileşenlerin tanımlanması ve mikrobiyolojik etkilerinin değerlendirilmesi odaklı kalmıştır. Oysa, büyük bir sekonder metabolit potansiyeli taşıyan bu değerli bitki çeşitliliğinin korunması ve devamlılığının sağlanması oldukça önemlidir. Bu anlamda, kültür bitkileri ve onların yabani ırklarına ait genetik çeşitliliğin geniş bir çerçevede in situ veya ex situ germplazma koleksiyonları olarak korunması ve sürekliliğinin sağlanması gerekmektedir. Tohumla çoğaltılmasının getireceği ana materyalin karakteristik özelliklerinde oluşabilecek kayıpları elimine etmek adına, endemik ve tıbbi aromatik bir bitki olan Thymus cilicicus (Kılçık kekiği) bitkisine ait eksplantların meristem kültürü yöntemiyle klonal çoğaltımı için en uygun ortamın geliştirilmesi bu çalışmada incelenmiştir. Ardından in vitro klonal çoğaltım sonrası örneklerin genetik kararlılığı ISSR primerleriyle belirlenerek gösterilmiştir. Nispeten kısa süreli bir saklama sağlayan in vitro koruma yöntemlerinde, stokların korunmasının ekonomik olmaması, geniş alanlar gerektirmesi, kontaminasyon ve somaklonal varyasyon riski gibi problemlerle karşılaşılabilmektedir. Buna karşılık, kriyoprezervasyon yöntemi ile canlı hücre ve dokuların -196°C'de sıvı nitrojen içerisinde uzun süre bozulmadan saklanabilmesini sağlar ve minimum besiyeri ile alanda bitki germplazmının uzun süreli korunması için uygun bir yöntemdir.
Mevcut tez çalışmasında endemik bir kekik türü olan Thymus cilicicus bitkisinden alınan meristematik dokular farklı besi ortamı, bitki gelişim düzenleyicileri, aktif kömür kombinasyonlarından alınan sonuçlara göre, KIN ve Charcoal içeren yarı-katı OM besiyeri rejenerasyonu yüksek verimli olduğu belirlenmiştir. Kriyoprezervasyon işlemi sırasında kullanılan PVS2 solüsyonuyla muamele süresi ve çözdürme sonrası rejenerasyon ve canlılığı nasıl etkilediği incelenmiştir. 0.4M sükroz önkültürü sonrası 90 dk PVS2 solüsyonu muamelesinde kriyoprezervasyon sonrası rejenerasyonun yüksek olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Phenolic compounds of Thymus spp (thyme) species of Lamiaceae family, which are very important in medicine, cosmetics and food industry, have attracted the attention of many researchers. However, studies on the thyme plant have generally focused on the identification of phenolic compounds and the evaluation of their microbiological effects. However, it is very important to protect and maintain this valuable plant diversity, which has a great secondary metabolite potential. In this sense, the genetic diversity of cultivated plants and their wild races should be protected and maintained as in situ or ex situ germplasm collections in a wide framework. In this study, the development of the most suitable environment for the clonal propagation of the explants of Thymus cilicicus, an endemic and medicinal aromatic plant, by the meristem culture method, in order to eliminate the losses that may occur in the characteristic properties of the parent material caused by the propagation by seed, was investigated in this study. Then, the genetic stability of the samples after in vitro clonal propagation was demonstrated by determining with ISSR primers. In in vitro preservation methods that provide relatively short-term storage, problems such as being uneconomical, requiring large areas, risk of contamination and somaclonal variation may be encountered. On the other hand, the cryopreservation method enables living cells and tissues to be stored in liquid nitrogen at -196°C for a long time without deterioration and is a suitable method for long-term preservation of plant germplasm in the field with minimum medium.
In the current thesis study, according to the results obtained from the combinations of meristematic tissues, different media, plant growth regulators, activated charcoal taken from an endemic Thymus species, Thymus cilicicus plant, it was determined that the regeneration of semi-solid OM medium containing KIN and Charcoal was highly efficient. The duration of treatment with the PVS2 solution used during the cryopreservation process and how it affects regeneration and viability after thawing were investigated. It was determined that regeneration after cryopreservation was high in PVS2 solution treatment for 90 minutes after 0.4M sucrose preculture.