Bazı turunçgil tür ve çeşitlerinde mutasyon ıslahıyla elde edilen genotiplerin soğuğa toleranslarının biyokimyasal analizlerle değerlendirilmesi
Evaluation of the cold tolerance with some biochemicals analyses in the genotypes obtained from mutation breeding in some citrus species and cultivars
Yazar: ZEYNEP ERYILMAZ
Danışman: PROF. DR. HAMİDE GÜBBÜK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Fizyoloji = Physiology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
ÖZET
BAZI TURUNÇGİL TÜR VE ÇEŞİTLERİNDE MUTASYON ISLAHIYLA ELDE EDİLEN GENOTİPLERİN SOĞUĞA TOLERANSLARININ BİYOKİMYASAL ANALİZLERLE DEĞERLENDİRİLMESİ
Birçok turunçgil çeşidi doğal mutasyonlarla oluşmuş ve yeni çeşitler bu mutantların vejetatif çoğaltımıyla elde edilmiştir. Zira turunçgil türlerinde poliembryoni, yabancı tozlanma, yüksek heterozigoti ve kısırlık gibi nedenlerden dolayı klasik ıslah yöntemlerinden melezleme ıslahı ile yeni çeşitler geliştirilmesi, yoğun emek ve masraf gerektirmekte bazen de mümkün olamamaktadır. Bu nedenle son yıllarda dünyada ve ülkemizde turunçgil çeşitlerinin geliştirilmesinde pazar, üretici ya da tüketici tarafından kabul görmüş bir çeşidin olumlu özelliklerini koruyarak, bir ya da birkaç olumsuz özelliklerini değiştirebilen yapay mutasyon ıslahı yöntemi yoğun olarak kullanılmaktadır. Bu hipotezden yola çıkılarak yürütülen bu çalışmada, Moro portakalı, Interdonato limonu ve Meksika laymı çeşitlerinde yapay mutasyon ıslahı yöntemi uygulanarak Etkili Mutagen Dozunun (EMD) belirlenmesi ve bu dozlar kullanılarak oluşturulan populasyonunda varyasyon yaratarak soğuğa toleranslı yeni genotiplerin elde edilmesi amaçlanmıştır. 
Araştırmada materyal olarak, Moro portakalı, Interdonato limonu ve Meksika laymı çeşitleri kullanılmıştır. Tüm türlere ait çeşitlerde, varyasyon yaratarak yeni çeşitler geliştirmek amacı ile üzerinde aşı gözleri bulunan sürgünlere akut Kobalt 60 (60Co) kaynağından farklı dozda [30, 40, 50, 60, 70, 80 Gray (Gy)] gama ışını uygulanmıştır. Daha sonra ışınlanmış aşı gözleri T göz aşısı tekniği ile Yerli turunç anacı üzerine aşılanmıştır. Bu araştırma üç aşamadan oluşmuştur. Araştırmanın birinci aşamasında, turunçgil çeşitlerinin her biri için EMD belirlenmiş ve belirlenen bu dozla ana populasyonu oluşturmak üzere aşı gözlerine gama ışını uygulanarak M1V1 populasyonu oluşturulmuştur. Araştırmanın ikinci aşamasında, M1V1 populasyonu klonal olarak çoğaltılarak M1V2 ve M1V3 populasyonları oluşturulmuştur. Daha sonra, ön seleksiyon kriterlerine göre her bir turunçgil çeşidinden 10 adet mutant adayı birey belirlenmiştir. Son aşamasında da ise turunçgil çeşitlerinin her birinden seçilen mutant adayı bireyler ve kontrol bireylerinde yaprak oransal su içeriği, klorofil içeriği, toplam çözünebilir protein miktarı, membran geçirgenliği belirlenmiştir. Ayrıca üç farklı dönemde prolin konsantrasyonu ile iyon sızıntı yöntemiyle yapay don testleri yapılarak, seçilmiş mutant adaylarının durumu değerlendirilmiştir.
Araştırma sonucunda; EMD sırasıyla Moro portakalı çeşidinde 68 Gy, Interdonato limonunda 50 Gy ve Meksika laymında ise 45 Gy olarak belirlenmiştir. İncelenen fizyolojik özellikler bakımından gama ışını uygulamasının turunçgil türlerine ait genotiplerde aşı tutma oranının düştüğü, sürgün boyunun ve boğum aralıklarının kısaldığı görülmüştür. Seçilen mutant adayları biyokimyasal analizler bakımından incelendiğinde, türlerde genel olarak kontrol bitkilerine göre yaprak oransal su içeriği bakımından Moro portakalında M-5, Meksika laymında L-9 genotiplerinde arttığı, Interdonato limon genotiplerinin tamamında düştüğü kaydedilmiştir. Klorofil içeriği, Moro portakalı genotiplerinde genel olarak düşüş gösterirken, Interdonato limonunda I-3 genotipinde, Meksika laymında ise L-7, L-8 ve L-9 genotiplerinde artış kaydedilmiştir. Toplam çözünebilir protein konsantrasyonu bakımından M-10, M-3, M-1, Interdonato genotiplerinde I-3, Meksika laymı genotiplerinde ise L-2 genotipinde yükseldiği belirlenmiştir. Bitkilerde prolin birikimi türlere göre farklılık göstermiş ve en düşük M-5, I-5 ve L-9 genotiplerinde tespit edilmiştir. Don testlerinde M-5 genotipinin düşük sıcaklık toleransı -4.11C, I-4 genotipinde -3.51C ve L-8 ise -2.91C olarak belirlenmiştir. 
Araştırma bulguları sonucunda, EMD, biyokimyasal özellikler ve düşük sıcaklıklılara toleransın türlere göre farklılık gösterdiği belirlenmiştir.
ANAHTAR KELİMELER: Citrus, Don testi, EMD, Interdonato limonu, Meksika laymı, Membran zararı, Moro portakalı, Prolin, Protein, Yapay mutasyon, Yaprak su içeriği.

Abstract:
ABSTRACT
EVALUATION OF THE COLD TOLERANCE WITH SOME BIOCHEMICALS ANALYSES IN THE GENOTYPES OBTAINED FROM MUTATION BREEDING IN SOME CITRUS SPECIES AND CULTIVARS

Many Citrus species have come into existence as a result of natural mutations, and new varieties have been developed by vegetative propagation of these mutants. Due to cross pollination, high heterozygosity and infertility, the development of new varieties of Citrus species with classical hybridization breeding is a costly and labour intensive process, which is sometimes impossible to accomplish. In recent years, the artificial mutation breeding method has been used in development of citrus varieties. This method makes it possible to improve one or more characteristics of a variety (which is accepted by the market, farmer or consumer) while preserving the positive characteristics. In the light of this hypothesis, in this study, identification of Effective Dosage of The Mutagen (EMD) in the Moro orange, Interdonato lemon, and Mexican lime and determination of new genotypes that are tolerant to cold in the mutant populations created with the identified aimed dosages.
As a biological material, Moro orange, Interdonato lemon and Mexican lime were used in this study. Shoots, including buds, were irradiated with gamma ray from a Cobalt 60 (60Co) source, in order to develop new varieties by creating variation in all varieties of the chosen species. Then the irradiated buds were grafted onto a local sour orange (Citrus aurantium (L.) Yerli) rootstock using the T budding technique. In the first phase of the study, the EMD was identified for each citrus cultivar and the M1V1 populations were formed up by applying gamma ray with the identified EMD to buds of the cultivars. In the second phase, M1V2, M1V3 populations were created from clonal propagation of the M1V1 population. Afterwards, ten mutant individuals were identified in each Citrus species based on pre-selection criteria. In the third phase, the ratio of leaf water content, chlorophyll content, total soluble protein amount, and membrane permeability were determined in the selected mutant and control individuals from each of the Citrus cultivars. In addition, the mutant candidates were evaluated in three different periods for proline concentration and the artificial freezing test, based on the Ion leakage method.
As a result of this study; the EMD was determined to be 68 Gy, 50 Gy, and 45 Gy in Moro Blood orange, Interdonato lemon, and Mexican lime respectively. In terms of physiological properties examined in the study, it was observed that gamma ray application resulted in the reduction of grafting success, shortened shoots and internode length. When mutant candidates were analyzed in terms of biochemical properties, it was found that the rational leaf water content, in general, increased in the citrus species, Moro orange M-5 and Mexican lime L-9 genotypes and decreased in all of Interdonato genotypes. While Moro orange genotypes in general showed a decrease in chlorophyll content, an increase was recorded for Interdonato lemon I-3 genotype and Mexican lime L-7, L-8, and L-9 genotypes compared to plants. Regarding total soluble protein concentrationin in plants, an increase has been identified in M-10, M-3, M-1 genotypes from Moro orange, I-3 genotype from Interdonato lemon and L-2 genotype from Mexican limes. Proline accumulation in the plants was shown to vary depending on species. The lowest level was found in M-5, I-5, and L-9 genotypes. In the freezing test, the low temperature tolerance was found to be -4.11C for I-4, -3.51C for L-8, and -2.91C for L-9.
In conclusion, we could conclude that EMD, Biochemical properties, and tolerance to low temperatures vary depending on citrus species.
KEYWORDS: Citrus, Chlorophyll content, Freezing test, GR (EMD), Interdonato lemon, Membrane damage, Mexican lime, Moro blonde orange, Induced mutation, Leaves water content, Proline, Protein.