Bazı Pyrus türlerinde mikro çeliklerin ex vitro köklenmesi ve in vitro bitkiciklerin dış koşullara alıştırılmasında yüzen su kültürü tekniğinin kullanımı üzerinde araştırmalar
Researches on using of float hydroculture for ex vitro rooting of microcuttings and acclimatization of in vitro plantlets in some Pyrus species
Yazar: SALWA IBRAHIM AHMED OSMAN
Danışman: PROF. DR. HATİCE DUMANOĞLU
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Anaçlar = Rootstocks ; Armut = Pear ; Köklenme = Rooting ; Mikroçoğaltma = Micropropagation ; İndol butirik asit = Indole butyric acid

Özet:
Bu araştırma, AH-32 ve AH-75 ahlat tipleri (Pyrus elaeagrifolia Pall.) ve Old Home x Farmingdale 333 (OHxF 333) armut klon anacında (P. communis L.) in vitro koşullarda köklendirilmiş bitkiciklerin dış koşullara alıştırılmasında ve mikro çeliklerin ex vitro köklendirilmesinde yüzen su kültürü tekniğinin kullanım potansiyelinin belirlenmesi amacıyla yapılmıştır. İn vitro ve ex vitro köklendirme denemelerinde mikro çeliklere 250, 500, 1000 ve 2000 ppm IBA (indol bütirik asit), hızlı daldırma yöntemiyle 10 saniye süreyle uygulanmış ve kültürlerin ilk 5 gününde mikro çelikler tamamen karanlık koşullarda tutulmuştur. İn vitro köklendirme denemelerinde büyümeyi düzenleyici madde içermeyen makro ve mikro elementleri ½ kuvvetindeki MS (Murashige ve Skoog) temel besin ortamı kullanılmıştır. IBA dozlarının mikro çeliklerde köklenme oranı, köklenen mikro çeliklerde köklenme ve kallus düzeyi üzerine etkileri 4 haftalık kültürlerde incelenmiştir. İn vitro bitkicikleri dış koşullara alıştırma denemeleri yüzen su kültürü tekniği ile iklim odasında ve ayrıca %80 torf ve %20 perlit karışımında serada plastik tünel altında (kontrol) gerçekleştirilmiştir. Dört haftalık periyodun sonunda bitkilerde canlılık oranı ve düzeyi, yaşayan bitkilerde boy, yaprak ve kök sayısı, en uzun kökün uzunluğu ve köklenme düzeyi saptanmıştır. Dış koşullara alıştırılan bitkiler sera koşullarında 3 ay süreyle geliştirilmiştir. Bu sürenin sonunda bitkilerde boy, yaprak sayısı ve gelişme düzeyleri belirlenmiştir. Ayrıca tüm bitkilerden alınan yaprak örneklerinde anatomik incelemeler ve klorofil analizleri yapılmıştır. İn vitro köklendirme denemelerinde AH-32'de en yüksek köklenme oranları (%60.6-%73.5) 250, 500 ve 1000 ppm IBA uygulamalarında belirlenmiştir. AH-75'de ise köklenme oranları bakımından IBA dozları arasında önemli bir farklılık bulunmamıştır (%32.0-%56.4). OHxF 333 klon anacında en yüksek köklenme oranları 250 ve 500 ppm IBA uygulamaları ile elde edilmiştir (%59.4 ve %43.1). Yüksek IBA dozları her üç Pyrus genotipinde de kallus gelişimini tetiklemiş ve mikro çeliklerde kallus düzeyi 1000 ve 2000 ppm IBA dozlarında, 250 ve 500 ppm dozlarına göre önemli düzeyde daha yüksek bulunmuştur. Çalışmada Pyrus mikro çeliklerinde ex vitro köklenme sağlanamamıştır. Yüzen su kültürü tekniği ile in vitro bitkicikler 4 haftalık süreçte başarıyla dış koşullara alıştırılabilmiştir. İn vitro koşullarda 250 ppm IBA ile köklendirilmiş mikro çelikler daha yüksek oranlanda dış koşullara alıştırılmıştır. Bu oranlar OHxF 333'de %84.0, AH-32'de %62.7 ve AH-75'de %64.7 olarak belirlenmiştir. Üç Pyrus genotipinde de bahçe koşullarındaki ana bitkilerin yaprak üst yüzeyinde stoma tespit edilememiştir. OHxF 333 anacında yaprak alt yüzeyindeki stoma sayısı yüzen su kültüründen çıkartılan dış koşullara alışmış bitkilerde (208.3±23.8 adet/mm2) ve sera koşullarında gelişmiş bitkilerde (267.9±24.3 adet/mm2) istatistiksel anlamda benzer olmuştur. Bu değerler bahçe koşullarındaki ana bitkilerin değerinden (160.8±11.7 adet/mm2) önemli düzeyde daha yüksektir. AH-32'de ise yüzen su kültüründen çıkartılan bitkiler (153.6±29.2 adet/mm2) ve ana bitkilerin (133.4±24.2 adet/mm2) stoma sayıları benzer bulunmuştur. Tüm genotiplerde yaprak mezofil kalınlığı 153.0±18.2 - 202.4±4.8 µm arasında değişmiş ve değerler arasında önemli bir farklılık kaydedilmemiştir. OHxF 333 klon anacında toplam klorofil, klorofil a ve b miktarı tüm bitkilerde benzer olmuştur. Yüzen su kültüründen çıkartılmış bitkiler, ana bitkilerden AH-32'de klorofil a (sırasıyla 0.0760 mg/g ve 0.0270 mg/g), AH-75'de toplam klorofil (sırasıyla 0.8136 mg/g ve 0.7090 mg/g) bakımından daha yüksek değerlere sahip olmuştur.

Abstract:
This study was carried out to determine the use potential of the float hydroculture in the acclimatization of in vitro rooted plantlets and ex vitro rooting of microcuttings in AH-32 and AH-75 wild pear types (Pyrus elaeagrifolia Pall.) and Old Home x Farmingdale 333 (OHxF 333) pear clonal rootstock (P. communis L.). In in vitro rooting experiments, MS (Murashige and Skoog) basal medium with ½ strength of macro and microelements without growth regulator was used. In in vitro anda ex vitro rooting experiments, 250, 500, 1000 and 2000 ppm IBA was applied to the microcuttings by quick-dip method for 10 seconds and the microcuttings were incubated in the dark for the first 5 days of the cultures. The effects of IBA doses on rooting percentage in microcuttings, rooting and callus levels in rooted microcuttings were investigated in 4 weeks cultures. In vitro acclimatization trials of were carried out in the climate room with the float hydroculture, and under a plastic tunnel in the greenhouse on 80% peat and 20% perlite medium (control). At the end of the four-week period, the percentages of viability of the plantlets, plantlet height, number of leaves, number of roots, length of the longest root, rooting level were measured. The acclimatized plants were grown in greenhouse for 3 months. At the end of this period, height, number of leaves and growth levels were determined. In addition, anatomical examinations and chlorophyll analyses were performed on leaf samples taken from all plants. In the in vitro rooting experiments, the highest rooting percentages (60.6%-73.5%) were determined in the AH-32 in 250, 500 and 1000 ppm IBA. In the AH-75, there was no significant difference between IBA doses in terms of rooting percentages (32.0%-56.4%). The highest rooting percentages in OHxF 333 were obtained with 250 and 500 ppm IBA (59.4%-43.1%, respectively). High IBA doses triggered callus development in all three Pyrus genotypes, and the callus level was found to be significantly higher at 1000 and 2000 ppm IBA than at 250 and 500 ppm. In this study, ex vitro rooting could not be achieved in Pyrus microcuttings. Using the float hydroculture technique, in vitro plantlets were successfully acclimatized in a 4 weeks period. In vitro rooted microcuttings with 250 ppm IBA were acclimatized at higher percentages. The percentages were determined as 84.0% in OHxF 333, 62.7% in AH-32 and 64.7% in AH-75. In all three Pyrus genotypes, stomata could not be detected on the upper surface of the leaves of the mother plants in orchard. In OHxF 333, the number of stomata per mm2 on the leaf lower surface was statistically similar in acclimatized plants removed from float hydroculture (208.3±23.8) and in plants grown under greenhouse (267.9±24.3). These values were significantly higher than those of the mother plants (160.8±11.7). In AH-32, the stomatal numbers of acclimatized plants removed from float hydroculture (153.6±29.2) and mother plants in orchard (133.4±24.2) were similar. Leaf mesophyll thickness varied between 153.0±18.2 - 202.4±4.8 µm in all genotypes and no significant difference was recorded between the values. In OHxF 333, total chlorophyll, chlorophyll a and b contents were similar in all plants. The acclimatized plants had higher values than the mother plants in terms of chlorophyll a in AH-32 (0.0760 mg/g and 0.0270 mg/g, respectively), and total chlorophyll in AH-75 (0.8136 mg/g and 0.7090 mg/g, respectively).