Sülfonilüre (SU) grubu herbisit dayanımlı sitoplazmik erkek kısır ve idameci süs ayçiçeği hatlarının geliştirilmesi
Development of sulfonylurea (SU) group herbicide resistant cytoplasmic male sterile and maintenance ornamental sunflower lines
Yazar: BAHAR SANCAR
Danışman: PROF. DR. SONGÜL SEVER MUTLU ; PROF. DR. NEDİM MUTLU
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Ayçiçeği (Helianthus annuus L.) Asteraceae familyasına ait tek yıllık bir tür olup; yağ bitkisi, çerezlik ve süs bitkisi olmak üzere yaygın bir kullanımı vardır. Süs bitkileri sektöründe daha çok kesme çiçek amacıyla kullanılmakla birlikte dış ve iç mekan süs bitkisi olarak da kullanımı mevcuttur. Süs ayçiçeği ıslahında son yıllarda geliştirilen çeşitlerde kullanılan sitoplazmik erkek kısırlığı (CMS), kısır hibrit çeşit ıslahına, kolay ve ucuz hibrit tohum üretimine imkan sağlamaktadır. Yabancı otlar, ayçiçekleri ile özellikle ilk gelişim aşamasında rekabete girmekte, allelopatik etki ve gölge tesiri ile de bitki büyüme ve gelişimini engellemektedir. Bu çalışmanın amacı; dış ve iç mekân (saksılı) ve kesme çiçek gibi farklı kullanım amaçlarına uygun farklı çiçek renklerinde ve bitki yapılarında Sülfonilüre (SU) grubu herbisitlere dayanıklı, sitoplazmik erkek kısır ve idameci süs ayçiçeği hatlarını geliştirmektir. Bu çalışmaya, Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Süs Bitkileri serasında SU dayanımlı birer Restorer (R) hattı kısır hibrit "Sunrich Orange F1" süs ayçiçeği ile melezlenerek başlanmıştır. Elde edilen F1 bitkileri polen kaynağı olarak kullanılmış ve hem idameci (maintainer) B hattına hem de Sunrich Orange F1'e geriye melezlenmiştir. BC1F1 kademesindeki SU dayanıklı A ve B hatlarına farklı büyüme formu, renk ve çiçek karakterlerine sahip ticari 15 Fertil F1 süs ayçiçeği geriye melezlemeye (BC) başlanmıştır. Geriye melezlemeler devam edilerek farklı generasyonlarda (BC4F1, BC3F1 gibi) SU dayanımlı A ve B hatları elde edilmiştir. Farklı genetik materyalleri temsil eden ve süs bitkisi potansiyeli yüksek olan SU dayanımlı B hatlarından A hatlarına polen verilerek A x B kombinasyonları oluşturulmuş ve kısır (CMS) hatlar kendi B (idameci) hatları ile çoğaltılmıştır. Oluşturulan A x B melez kombinasyonlarından elde edilen bitkilerin morfolojik karekterizasyonu ve süs bitkisi olarak kullanımına yönelik genel potansiyelleri değerlendirilmiştir. Bu kapsamda; vazo ömrü, yaprak boyutu, yaprak rengi, çiçek tablası ve gövde duruşu, dilsi çiçek yoğunluğu, dilsi çiçek duruşu, dilsi çiçeklerin şekli, çiçek sapı uzunluğu, genel bitki boyu, çiçek (tabla) çapı, disk çapı, çiçek sapı çapı, disk çiçeklerinde polen oluşumu, dallanma durumu ve şekli ile dilsi ve disk çiçeklerinin rengi incelenmiştir. Çalışma ile ülkemizde ilk defa ticarete konu olabilecek yerli hibrit süs ayçiçeği çeşit adaylarını elde etmede kullanılan SU herbisit dayanımlı CMS ve idameci süs ayçiçeği hatları geliştirilmiştir. Çalışmanın sonunda kesme çiçek, saksılı ve dış mekan süs bitkileri gibi farklı kullanım amaçlarına uygun çok geniş yelpazede renk tonlarına ve çiçek/bitki yapısına sahip, oldukça bodur (30-40cm), çok dallı ve kompakt bir yapıdan tek gövdeli/dallı ve daha uzun bir form oluşturan farklı bitki mimarisine sahip hatlar geliştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen hatlardan 4 tanesinin (BC1F1-F1E-1, BC1F1-F1G-13, BC1F1-F1K-6 ve BC1F1-F1P-2) dilsi çiçeklerinin limon sarısından, koyu sarı, turuncu ve kırmızıya kadar değişen renklere sahip olduğu, vazo ömürlerinin 13-15 gün, çiçek sapı uzunluklarının 60-163 cm, çiçek sapı çaplarının 0,9-1,6 cm ve çiçek çaplarının 11,2-14,5 cm arasında değiştiğini ortaya koymuştur. Bu özellikler, bu hatların kesme çiçek sektörü için ticari öneme sahip çeşit adayları olabileceğini ortaya koymaktadır. Bunlara ilave olarak 7 adet dış mekân ve 5 adet saksılı süs bitkisi olarak kullanım potansiyeline sahip hatlar belirlenmiştir.  Geliştirilen bu hatların süs bitkileri sektöründe tür çeşitliliğini artırarak sektöre önemli katkılar sağlayacağı öngörülmektedir.

Abstract:
Sunflower (Helianthus annuus L.) is an annual species belonging to the Asteraceae family and has a widespread use as an oil plant, snack and ornamental plant. Although it is mostly used as cut flowers in the ornamental plants sector, it is also used as outdoor and indoor ornamental plants. Cytoplasmic male sterility (CMS), which has been used in the varieties developed in ornamental sunflower breeding in recent years, enables sterile hybrid variety breeding and easy and cheap hybrid seed production. Weeds compete with sunflowers, especially in the first developmental stage, and inhibit plant growth and development through allelopathic and shading effects. The aim of this study was to develop cytoplasmic male sterile and maintainer ornamental sunflower lines resistant to Sulfunilurea (SU) group herbicides in different flower colors and plant structures suitable for different uses such as outdoor and indoor (potted) and cut flowers.  This study was initiated by crossing one SU-resistant Restorer (R) line with the sterile hybrid "Sunrich Orange F1" ornamental sunflower in the Akdeniz University Faculty of Agriculture Ornamental plants greenhouse. The F1 plants obtained were used as pollen sources and backcrossed to maintainer line B and 'Sunrich Orange F1'. Commercial 15 Fertil F1 ornamental sunflowers with different plant structure, colors, and flower characters were backcrossed (BC) to SU-resistant A and B lines at the BC1F1 stage. Backcrosses were continued and SU-resistant A and B lines were obtained at different generations (such as BC4F1, and BC3F1). A x B combinations were formed by giving pollen to A lines from SU-resistant B lines, which represent different genetic materials and have high ornamental plant potential, and sterile (CMS) lines were propagated with their own B (maintainer) lines. The morphological characteristics and ornamental potential of the hybrids obtained from the A x B hybrid combinations were evaluated.  In this context; vase life, leaf size, leaf colour, flowering head and stem posture, petal density, petal posture, petal shape, flower stem length, overall plant height, flower diameter, disc diameter, flower stem diameter, pollen formation in disc flowers, branching status and shape, colour of ray and disc flowers were examined.  In this study, for the first time in our country, SU herbicide resistant CMS and idameci ornamental sunflower lines were developed, which were used to obtain commercialised domestic hybrid ornamental sunflower variety candidates. At the end of the study lines, suitable for different uses such as cut flowers, potted ornamental plants and outdoor ornamental plants, with a wide range of colour tones and flower/plant structure with different plant architecture ranging from a very dwarf (30-40cm), multi-branched and compact structure to a single stem/branched and taller form were developed. The results showed that, four of the developed hybrid lines (BC1F1-F1E-1, BC1F1-F1G-13, BC1F1-F1K-6, and BC1F1-F1P-2) had a wide range of colors, a vase life of 13–15 days, flower stem lengths of 60–163 cm, flower stem diameters of 0.9–1.6 cm, and flower diameters of 11.2-14.5 cm. These characteristics imply that these hybrid lines might be viable commercial variety candidates for the cut flower industry. In addition to these hybrids, 7 and 5 sunflower lines with potential for use as outdoor and potted ornamental plants, respectively, were identified. It is predicted that these developed lines will provide significant contributions to the sector by increasing the species diversity in the ornamental plants sector.