Biber (Capsicum annuum L.) ıslahında anter ve shed-mikrospor kültürünün ve poliamin uygulamalarının haploid embriyo oluşumu üzerine etkilerinin belirlenmesi
Determination of the effects of anter and shed-microspore culture and polyamine applications on haploid embryo formation in pepper (Capsicum annuum L.) breeding
Yazar: ZÜLEYHA SÜMER
Danışman: PROF. DR. AHMET NACİ ONUS
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı / Bahçe Bitkileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Anter kültürü = Anther culture ; Biber = Pepper ; Capsicum annuum = Capsicum annuum ; Doku kültürü = Tissue culture ; Embriyo = Embryo ; Haploit bitki = Haploid plant ; Poliaminler = Polyamines

Özet:
Biber (Capsicum annuum L.), Solanaceae familyasına ait olup ekonomik değeri yüksek, iklim ve yetiştirilme koşulları bakımından Akdeniz bölgesinde büyük bir öneme sahiptir. Örtüaltı yetiştiriciliğinin daha fazla olması, hibrit (F1) tohum kullanımı ve biber ıslahını yaygın hale getirmiştir. Akdeniz bölgesinde çoğunlukla açık arazi ve serada yetiştirilen biberde, zararlılara ve hastalıklara dayanıklı, kaliteli ve yüksek verime sahip yeni hibrit çeşitlerin geliştirilmesi önemlidir. Klasik ıslah çalışmalarının uzun yıllar almasından dolayı, hibrid çeşit üretimi için biyoteknolojik yöntemlere başvurulmaktadır. Biyoteknolojik yöntemlerden biri bitki doku kültürüdür. Bitki doku kültürü teknikleri arasında haploid bitkilerin oluşturulması, ıslah çalışmalarına önemli katkılar sağlamaktadır. Islah çalışmalarında sıkça kullanılan bu yöntem sayesinde yeni çeşit/genotiplerin ıslahı daha kolay ve hızlı gerçekleştirilebilmektedir. 
Türkiye'de ticari yetiştiriciliği yapılan 3 farklı kapya biber (Capsicum annuum L.) çeşidi (Diyar F1, SF549 F1 ve Zaruri F1)  kullanılarak anter ve shed-mikrospor kültürü ile haploid bitki elde edilmesi amaçlanmıştır. Uygulama olarak besin ortamlarına putresin ve spermidin ilave edilmiştir, poliaminlerin haploid bitki oluşturmada etkisi incelenmiştir. Anter kültürü tekniğinde P1, shed-mikrospor kültürü tekniğinde P2 katı ve P3 sıvı ortamları kullanılmıştır. Bu temel besin ortamlarına ilave olarak farklı dozlarda putresin ve spermidin eklenerek, değişik kombinasyonlar oluşturulmuştur.
 Çalışma, besin ortamlarının hazırlığıyla başlamış ve çiçek tomurcukları toplanmıştır. Tomurcuklar, steril kabin içerisinde sterilize edilmiştir ve anterleri çıkarılmıştır. Çıkarılan anterler besin ortamlarına ekilmiştir. Her petride 15 anter olacak şekilde ekim geçekleştirilmiştir. Ekim işlemi bittikten sonra petriler streç film ve parafilm ile sarılarak, etüvde 2 gün boyunca 35°C'de karanlığa konulmuştur. İklim odasında anterlerin gelişimleri gözlemlenmiştir. Yaklaşık 4 haftanın sonunda embriyolar belirmeye başlamıştır. Oluşan embriyolar MS0 besin ortamına aktarılmıştır. Gelişme gösteren embriyolar bitkiciğe dönüşmüştür ve haploid bitki elde edilmiştir. Çalışmada kültüre alınan petri sayısı (adet), ekim yapılan anter miktarı (adet), embriyo oluşum miktarı (adet), normal embriyo ve anormal embriyo oluşum miktarları (adet), bitki elde sayısı (adet) ve yüzdesi (%) değerlendirilmiştir. Poliaminlerin haploid bitki oluşturmada etkisi ortaya koyulmuştur.
Bu çalışmanın ana hedefi, ülkemizde üretimi önemli olan kapya biber çeşitlerinin haploid bitki elde edilmesinde, poliaminlerin etkilerini belirlemek ve çeşitlerin bu uygulamalara verdikleri tepkileri karşılaştırmaktır. Bu, bitki ıslahı çalışmalarında önemli bir adım olup biber ıslah çalışmalarının kısaltılmasına katkıda bulunabilir. Tezin yazım aşamasına kadar biber haploid çalışmalarında poliamin uygulamalarına rastlanılmamıştır. Bu yönü itibariyle çalışma bir ilki oluşturmaktadır. Çalışma sonucunda, poliaminlerin haploid bitki elde etme sürecinde önemli bir rol oynadığı ve genotipler arasındaki farklılıkların bu süreçte etkili olduğu gösterilmiştir. İlk kez böyle bir çalışma yürütüldüğü için özgün değeri yüksektir. Gelecekteki çalışmalarda, daha fazla çeşit/genotip, farklı biber tipleri ve farklı poliamin kombinasyonları ile araştırılmalar yapılmalıdır.

Abstract:
Pepper (Capsicum annuum L.) belongs to the Solanaceae family and has high economic value and is of great importance in the Mediterranean region in terms of climate and growing conditions. More greenhouse cultivation has made the use of hybrid (F1) seeds and pepper breeding widespread. It is important to develop new hybrid varieties that are resistant to pests and diseases, high quality and high yield in pepper, which is mostly grown in open fields and greenhouses in the Mediterranean region. Since classical breeding studies take many years, biotechnological methods are used to produce hybrid varieties. One of the biotechnological methods is plant tissue culture. Among plant tissue culture techniques, the creation of haploid plants provides significant contributions to breeding studies. Thanks to this method, which is frequently used in breeding studies, the breeding of new varieties/genotypes can be carried out more easily and quickly.
In Turkey, it was aimed to obtain haploid plants using anther and shed-microspore culture with three different commercially grown kapya pepper (Capsicum annuum L.) varieties (Diyar F1, SF549 F1, and Zaruri F1). Putrescine and spermidine were added to the nutrient media to investigate the effects of polyamines on haploid plant formation. In the anther culture technique, P1 was used, while P2 solid and P3 liquid media were used in the shed-microspore culture technique. In addition to these basic nutrient media, different combinations were created by adding various doses of putrescine and spermidine.
 	The study began with the preparation of nutrient media and the collection of flower buds. The buds were sterilized in a sterile cabinet, and their anthers were extracted. The extracted anthers were then planted in nutrient media, with 15 anthers per petri dish. After planting, the petri dishes were wrapped with stretch film and parafilm and placed in an incubator at 35°C in the dark for 2 days. The development of the anthers was monitored in a climate-controlled room. After approximately 4 weeks, embryos started to appear. The formed embryos were transferred to MS0 nutrient media. The developing embryos transformed into plantlets, resulting in the production of haploid plants. The study evaluated the number of petri dishes cultured, the number of anthers planted, the number of embryos formed, the number of normal and abnormal embryos, the number of plants obtained, and the percentage of plant yield. The effect of polyamines on haploid plant formation was demonstrated. 
The main objective of this study was to determine the effects of polyamines on the production of haploid plants in important kapya pepper varieties in our country and to compare the responses of these varieties to the applications. This is a significant step in plant breeding studies and can contribute to the shortening of pepper breeding efforts. Up to the writing of this thesis, polyamine applications in pepper haploid studies had not been encountered. In this respect, the study is a pioneering one. The results showed that polyamines play an important role in the process of obtaining haploid plants and that the differences among genotypes are influential in this process. Given that this type of study was conducted for the first time, its originality is high. Future studies should investigate more varieties/genotypes, different types of peppers, and different polyamine combinations.