Kabak (Cucurbita pepo L.) bitkisinin biyoreaktör sisteminde mikroçoğaltımı ve genotoksik hasarın değerlendirilmesi
Evaluation of micropropagation and genotoxic damage of pumpkin (Cucurbita pepo L.) plant in bioreactor system
Yazar: ELİF GÖKÇE TAŞKARA
Danışman: PROF. DR. YILDIZ AYDİN ; PROF. DR. AHU ALTINKUT UNCUOĞLU
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics

Özet:
Kabakgiller olarak da bilinen Cucurbitaceae familyası, Magnoliopsida sınıfı, Cucurbitales takımının içerisinde olup yaklaşık 134 cins ve 965 türden oluşan geniş bir bitki grubunu kapsamaktadır. Dünyada toplam sebze üretiminin yaklaşık %20'sini, Türkiye'de ise yaklaşık %31'ini oluşturan kabak türleri gıda endüstrisinde önemli kullanım potansiyeline sahiptir. Kabak türlerinin tarımı esas olarak meyveleri için yapılmaktadır. Ancak kabak yabancı tozlanan bir bitki olduğu için seleksiyon çalışmaları da uzun sürmektedir. Bu nedenle kabak bitkisinde geliştirilen doku kültürü teknikleriyle çeşit ıslahında bitki çeşitleri kolaylıkla üretildiği gibi yüksek verim, kalite ve erkencilik yönünden de önemli avantajlar sağlamaktadır. Kapalı ve kontrollü sistemler olması nedeniyle doku kültürü çalışmalarında ihtiyaç duyulan kontrollü ve aseptik mikro-çevresel koşulların sağlanması yanı sıra bitkilerin kitlesel çoğaltımı için biyoreaktörlerin kullanımı önemli avantajlar sunmaktadır. Ancak in vitro kültür içindeki hücrelerin stabilitesi, besiyeri bileşenleri, kültür yaşı ve alt-kültür aralıkları gibi kültür koşullarına göre değişebilir.
Bu tez çalışmasında Trakya Tarımsal Araştırma Enstitüsü tarafından üretiminin arttırılması amaçlanan iki farklı hibrit kabak çeşidinde (Jamilah x Amcostar ve Amcostar x Toygar) öncelikle in vitro çimlendirilen fidelerden elde edilen farklı ekspantların biyoreaktör sistemlerinde mikroçoğaltımı sağlanmıştır. En yüksek sürgün rejenerasyon oranı kontrol grubunda %75,9 ile Amcostar x Toygar genotipinde kotiledon nodu eksplantından, salisilik asit ile genotoksik hasarın iyileştirme çalışmasında %100 ile yine aynı genotipte ancak sürgün ucu eksplantında elde edilmiştir. Doku kültürü uygulamalarının genotoksik etkilerinin iyileştirilmesi amacı ile gerçekleştirilen salisilik asit uygulamasında her iki genotip için de olumlu yönde etkilediği komet ve flow sitometri analizleriyle ortaya konulmuştur. 
Bu tez çalışmasında kabak bitkisinde in vitro mikroçoğaltım ilk defa biyoreaktör sistemlerinde gerçekleştirilmiştir. Söz konusu çalışmalar esnasında olası genotoksik hasarın belirlenmesi ve salisilik asit uygulaması ile genotoksik hasarın giderilmesine ait bulgular komet ve flow sitometri analizleriyle ilk defa bu tez çalışmasında ortaya konulmuştur. Elde edilen bulgular diğer türlerde de biyoreaktör sistemlerinde in vitro mikroçoğaltım çalışmalarına ve kabak bitkisinde sekonder metabolit üretimine yönelik gerçekleştirilecek çalışmalara ışık tutacaktır.

Abstract:
Cucurbitaceae, also known as Kabakgiller, includes the Magnoliopsida class, Cucurbitales, and a large group of about 134 genera and 965 species. Approximately 20% of the total vegetable production in the world and in Turkey, pumpkin species constitute about 31% has significant potential for use in the food industry. The cultivation of pumpkin species is mainly made for fruits. However, because the pumpkin is a cross pollinated plant, breeding studies also last long. For this reason, the plant varieties are easily produced in the variety breeding with the tissue culture techniques developed in the pumpkin plant and they provide important advantages in terms of high yield, quality and earliness. Because of the closed and controlled systems, the use of bioreactors for mass reproduction of plants as well as the provision of controlled and aseptic micro-environmental conditions needed in tissue culture studies provides significant advantages. However, the stability of cells in in vitro culture may vary according to culture conditions such as medium components, culture age and subculture ranges.
In this study, two different hybrid pumpkin varieties (Jamilah x Amcostar and Amcostar x Toygar), which are aimed to increase the production of Trakya Agricultural Research Institute, were provided with micropropagation of different explants obtained from in vitro germinated seedlings in bioreactor systems. The highest shoot regeneration rate was obtained from cotyledon node explants in Amcostar x Toygar genotype with 75.9% in the control group and 100% in the same genotype shoot tip explants in the genotoxic damage recovery with salicylic acid group. Comet and flow cytometry analysis revealed that salicylic acid application, which was carried out with the aim of improving the genotoxic effects of tissue culture applications, positively affected both genotypes.
In this thesis, in vitro micropropagation was carried out in bioreactor systems for the first time in pumpkin plant. During these studies, the findings of determining possible genotoxic damage and removing the genotoxic damage by salicylic acid application were presented for the first time in this thesis with comet and flow cytometry analysis. The findings obtained will shed light on in vitro micropropagation studies in bioreactor systems in other species and studies on secondary metabolite production in pumpkin.