Diyarbakır karpuz genotiplerinin (Citrullus lanatus cv. `Beyazkış', `Karakış' ve `Sürme') mikroçoğaltılması üzerine biyoteknolojik araştırmalar
Biotechnological researches on micropropagation of Diyarbakır watermelon genotypes (Citrullus lanatus cv. `Beyazkış?, `Karakış? and `Sürme?)
Yazar: VEYSİ OKUMUŞ
Danışman: PROF. DR. DAVUT BAŞARAN
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Karpuz = Watermelon ; Mikroçoğaltma = Micropropagation

Özet:
Bu çalışmada bölgemizi istila eden yabancı hibrit tohumlar yüzünden yok olma tehlikesiyle karşı karşıya bulunan yerel Diyarbakır karpuz genotiplerinin (Citrullus lanatus cv. `Beyazkış', `Karakış' ve `Sürme') hızlı bir şekilde in vitro mikroçoğaltımı için uygun bir protokol geliştirmek ve bu karpuz genotiplerinden tetraploid hatlar elde edilmesi amaçlanmıştır.Mikroçoğaltım için kültüre alınacak olan tohumların yüzey sterilizasyonu, %4'lük NaOCl içinde `Karakış' ve `Sürme'de 10, `Beyazkış'ta 15 dakika boyunca çalkalanarak yapılmış ve tohumlar çimlenme için MS besiyerinde (Murashige and Skoog, 1962) kültüre alınmıştır. Diyarbakır karpuz tiplerinin 5 günlük in vitro fidelerinden, 3 haftalık kültür sonucu sürgün uçları elde edilmiştir. Sürgün proliferasyonu için test edilen sitokininler (BA, kinetin) içerisinde `Sürme' için 0.5 mgl-1; `Karakış' ve `Beyazkış' için 1.0 mgl-1 BA içeren, 7 gl-1 agar ve 30 gl-1 sakkaroz içeren, 1:1 konsantrasyonunda MS besi ortamının en iyi sonucu verdiği saptanmıştır. Ekonomik olarak en fazla öneme sahip olan `Sürme' tipinde sürgün proliferasyonuna, ayrıca beş farklı aminoasit (lösin, metiyonin, triptofan, valin, alanin) ve üç farklı poliaminin (spermin, spermidin, putresin) etkisi incelenmiştir. Çalışma sonucunda `Sürme' tipinde 100 ?M metiyonin ve 50 ?M spermini birlikte içeren besi ortamının sürgün veriminde çok etkili olduğu gözlenmiştir.İn vitro elde edilen sürgünlerin köklendirilme çalışmalarında test edilen oksinler (IBA, IAA ve NAA) içerisinde en iyi köklenmenin, her üç karpuz tipinde de 1.0 mgl-1 IBA içeren MS besiyerinde olduğu saptanmış ve bu ortamdaki sürgünlerden, `Beyazkış'ta % 76, `Karakış'ta % 91 ve `Sürme'de % 95 oranında köklenme elde edilmiştir. İn vitro köklendirilen sürgünler tarlaya başarılı bir şekilde aktarılmıştır. Mikroçoğaltılmış bitkilerden ve direkt tohumdan elde edilmiş karpuzlar ürün verimi ve şeker içeriği yönünden mukayese edilmiş, ancak önemli bir farklılık gözlenmemiştir.Tetraploid karpuz bitkisi elde etmek için hem in vivo hem de in vitro yöntemler denenmiştir. Ploidi seviyesi stoma bekçi hücrelerindeki kloroplastların sayılması ve taze yaprakta toplam DNA miktarının spektrofotometrik olarak tespit edilmesiyle belirlenmiştir.Çalışma sonuçlarına göre tetraploid bitki elde etmek için her üç karpuz tipinde de in vitro yöntemlerin daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Tohumun % 0.03 kolşisinli MS ortamında çimlenmesiyle poliploidi oranı `Sürme'de %27, `Karakış'ta % 23.5, `Beyazkış'ta ise %16.2 olarak gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
The objective of this study was to develope a micropropagation protocol for three diploid Diyarbakır watermelon types (Citrullus lanatus cv. `Beyazkış?, `Karakış? and `Sürme?), because these types are prone to extinction due to pollinasation with hybrid seeds. It was also aimed to obtain tetraploid lines from the cultured diploid lines.The seeds, after removing seed coat, were surface disinfected by shaking on a shaker for 10-15 min in 4% of NaOCl followed by three times rinses with sterile water and cultured on MS medium (Murashige and Skoog, 1962) to germinate. Shoot tips were obtained from the diploid Diyarbakır watermelon types by culturing in vitro grown seedlings (5-day-old) on shoot regeneration medium for 3 weeks. Optimum concentration of BA for adventitious shoot regeneration among the cytokinins (BA and Kin) tested was determined as 1.0 mgl-1 BA for `Karakış? and `Beyazkış?, and 0.5 mgl-1 BA for `Sürme?. Axenic regenerants of `Sürme?, which is commonly grown in the region, was also tested with five diffferent amino acids (leusine, methionine, triptophan, valine, alanine) and three different polyamines (spermine, spermidine, putrescine) in order to increase shoot proliferation. Shoot proliferation was the best in MS medium containing 100 ?M methionine together with 50 ?M spermine.For the rooting of in vitro regenerated shoots, 1.0 mgl-1 IBA gave the best results among the cytokinins (IBA, IAA and NAA) tested for the three watermelon types. 76%, 91% and 95% of rooting were achieved when the medium was supplemented with 1.0 mgl-1 IBA for the three genotypes, `Beyazkış?, `Karakış? and `Sürme?, respectively. The acclimatised plantlets were readily transplanted to the field. Yield and main soluble sugar of experimental types were determined, but there was no statistically siginificance for the seeded and transplanted watermelon.In order to obtain polyploidy, both in vivo and in vitro methods were studied. Ploidy levels were determined by stomatal chloroplasts number, and the total DNA amount were recorded with spectrophmetric determination to screen a large number of plants for ploidy levels. As a result of this study it reported that in vitro methods are more suitable than in vivo methods to obtain tetraploid lines for the watermelon types studied. In addition to this, it was also reported that the doubling with 0.03% colchicine was 16.2%, 23.5% and 27.0% for `Beyazkış?, `Karakış? and `Sürme?, respectively.