Pistacia lentiscus L. tohumlarının çimlendirilmesi ile elde edilen aksenik sürgünlerin TIS biyoreaktör sistemi ile mikroçoğaltılması
Micropropagation of axenic shoots  derived from germinated Pistacia lentiscus L. seeds using TIS bioreactor system
Yazar: ZEYNEP EKİNGEN
Danışman: PROF. DR. EYÜP BAĞCI
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu çalışmanın amacı, önemli bir kültür bitkisi olan Sakız ağacının (Pistacia lentiscus L.) in vitro çoğaltımında kullanılabilecek alternatif bir yöntemin uygulandığı bir mikroçoğaltım protokolü geliştirmektir. Yarı katı sistemlerle karşılaştırıldığında geçici biyoreaktör sistemlerinin, sistemin bir otomasyon sistemi ile kontrol edilebilmesi, aynı anda daha fazla sayıda eksplantın kültüre alınabilmesi ve agar gibi organik bir katılaştırıcı ajana gereksinim duyulmaması gibi maliyet düşürücü birçok avantajları vardır. Bu nedenle çalışmamızda, aksenik sakız bitkisine ait jüvenil gövde uçları ve nodal tomurcuklarının geçici daldırma biyoreaktör sisteminde mikroçoğaltım imkanları araştırılmış ve P. lentiscus' un sürgünlerinden itibaren kitlesel olarak çoğaltılabilmesi için bir metot geliştirmek amaçlanmıştır. Bunun için P. lentiscus tohumlarından in vitro çoğaltılmış aksenik rejenerantlara ait gövde ucu ve nodal tomurcuklar materyal olarak kullanılmıştır. Tohumların yüzey sterilizasyonu, Kılınç (2014)'e göre, yapılmıştır. Eksplantların geçici daldırma biyoreaktör sistemlerinde (TIS), belirli zaman aralıklarında besi ortamı ile muamele edilerek, proliferasyon oranları incelenmiştir. TIS sistemlerinde proliferasyon ortamı denemelerinde, 30 gL-1 sukroz ile desteklenmiş 1 mgL-1 BA ve 0,5 mgL-1 GA3 içeren MS (Murashige Skoog,1962) besi ortamı kullanılmıştır. Eksplantlar farklı daldırma sıklığı (4, 8, 16, 24 ve 32 saat) ve farklı daldırma zamanı periyotlarında (5, 10 ve 15 dak.) TIS sisteminde test edilmişlerdir. En yüksek gövde oluşturma kapasitesi ve minimum vitrifikasyon oranı, 32 saatte bir 10 dakikalık daldırma frekansı döngüsünde gövde ucu ve nodal eksplantlar için sırasıyla 2,76 ve % 5 ile 1,44 ve % 5'a ulaşmıştır. P. lentiscus tohumlarından elde edilen aksenik gövde ucu ve nodal tomurcukların TIS biyoreaktör sistemlerinde mikroçoğaltımına, sırasıyla farklı besi ortamlarının (MS,WPM ve SH) etkisi, farklı karbon kaynaklarının (Sukroz, Laktoz, Glukoz ve Fruktoz) etkisi, farklı sitokinin tiplerinin (BA, Kin, TDZ ve 2iP) ve bunların 0,5 mgL-1 GA3 ile olan kombinasyonlarının etkisi, in vitro da çoğaltılan sürgünlerin köklenmeleri için farklı oksin tiplerinin (IBA, IAA, NAA ve 2,4-D)  ve bunların oranlarının (1.0, 2.0, 4.0 mgL-1  ) etkisi, köklendirilmiş sakız rejenerantlarının doğal şartlara aktarılmasında torfun etkileri test edilmiştir. Çalışmamızda geliştirilen protokol ile, P. lentiscus bitkisine ait aksenik fidelerin, geçici daldırma biyoreaktör sistemlerinde mikroçoğaltım yoluyla hızlı çoğaltımı sağlanmış ve sakız bitkisinin in vitro kitlesel çoğaltım yollarından biri aydınlatılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Pistacia lentiscus, in vitro, TIS, mikroçoğaltım, Sakız ağacı

Abstract:
The aim of this study is to develop a protocol as an alternative method that can be used in vitro micropropagation for an important crop plant mastic (Pistacia lentiscus ) A temporary immersion bioreactor system (TIS), compared to semi-solid systems has many costr eduction advantages such as, the system can be controlled by an automation system; a greater number of explants could be used at the same time and; there is no need touse an organic gelling agent. Therefore, in this study, we aimed to investigate micropropagation facilities for juvenile axenic shoots and nodal buds of mastic in the temporary immersion bioreactor system, and to develop a method suitable for mass propagation of P. lentiscus from their axenic shoots. Therefore, shoot tips and nodal segments of in vitro grown axenic regenerates derived from seedlings of  Pistacia lentiscus were used as material. The seeds were surface sterilized according to the method described by Kılınç (2014). The proliferation rate of explants treated with medium at certain time intervals in temporary immersion bioreactor systems (TIS) were examined. The trials for determination of proliferation medium in TIS, MS medium contained 1 mgL-1 BA and 0.5 mgL-1 GA3 and supplemented with 30 gL-1 sucrose were used. The explants in various immersion frequencies (4, 8, 16, 24 and 32 h) and immersion times (5, 10 or 15 min) were tested on the TIS system. The highest shoot forming capacity index (2.76 and 1,44) and the minimum hyperhydration rate (%5 and %5) were obtained in both shoot tips and nodal explant srespectively with 10 min immersion frequency every 32 h. For micropropagation of axenic shoot tips and nodal buds obtained from the seeds of lentisk, the effects of different medium (MS, WPM and SH), the effects of different carbon sources (sucrose, lactose, glucose and fructose), the effects different cytokinin types (BA, Kin, TDZ, 2iP) and their combination with 0.5 mgL-1 GA3, the effects of different auxin types (IAA, IBA, NAA, 2,4-D) and their different concentrations (1.0, 2.0, 4.0 mgL-1  ) of the best one for rooting of in vitro propagated shoots; and the effects of peat for transfering the rooted lentisk regenerants to in vivo, were tested respectively. By the protocol presented here, rapid multiplication of axenic Pistacia lentiscus plantlets by micropropagation in temporary immersion bioreactor system was achieved, and one of the path way for in vitro mass propagation of lentisk were illuminated.
Keywords: Pistacia lentiscus , in vitro, TIS, micropropagation, Gum plant.