Mısırda in vivo katlanmış haploid tekniğine in vitro yöntemlerin entegrasyonu üzerine bir çalışma
A study on the integration of in vitro methods into in vivo doubled haploid technique in maize
Yazar: NEBAHAT NUR YÜKSEL
Danışman: PROF. DR. FATİH KAHRIMAN
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
İn vivo katlanmış haploid (KH) tekniği son yıllarda mısır ıslah programlarında yaygın olarak kullanılan bir yöntem haline gelmiştir. Mısır ıslahında in vivo katlanmış haploid tekniği, ıslah programlarında homozigot hat geliştirme süresini önemli ölçüde kısaltmakta ve maliyet yönünden avantaj sağlamaktadır. Bu teknikte klasik ıslah yöntemlerine göre çok daha kısa sürede hat geliştirmek mümkün olmakla birlikte, hat geliştirme süresinin daha da kısaltılması için farklı yaklaşımlar üzerinde çalışılmaktadır. Bu amaçla in vitro yöntemlerin in vivo katlanmış haploid tekniğine entegre edilmesi konusunda önemli bir çaba harcanmaktadır. 
Bu çalışmada in vivo ve in vitro tekniklerin birlikte kullanılması ile kısa sürede homozigot mısır hatlarının geliştirilme potansiyelinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada donör olarak 10 adet yerel popülasyon ve 3 adet indirgeyici hat (CIM2GTAIL-P2, ADAIL-1, STOCK-6) kullanılmıştır. Çalışma tarla ve laboratuvar şartlarında iki aşamalı olarak yürütülmüştür. İlk aşamada donör materyaller 2022 yılında indüksiyon melezlemesine alınmıştır. Donör hatların indirgenme oranları Navajo markörüne göre ayrılan örnekler üzerinden %1,29 ila %7,12 arasında bulunmuştur. Laboratuvar çalışmalarında indüksiyon melezlemesinin ardından 18-20 günde alınan örnekler kullanılarak doğrudan ve dolaylı yolla rejenerasyon sağlanması amacıyla olgunlaşmamış embriyo kültüründen yararlanılmıştır. Doğrudan rejenerasyonda alınan örneklerin gerçek haploid oldukları Feulgen kromozom boyama yöntemi kullanılarak doğrulanmıştır. Kullanılan donör materyallerin 4 tanesinde (DON3, DON4, DON6, DON7) indüksiyon melezlemesi sonrası doku kültürü çalışmalarında başarılı sonuç elde edilmiştir. Olgunlaşmamış embriyolardan kallus elde edilerek dolaylı rejenerasyonda somatik embriyolar oluşturulmuş ve bu embriyolar alt kültüre alınmıştır. Bu işlem sayesinde, tek bir olgunlaşmamış embriyodan, donör türüne bağlı olarak 3 ila 6 arasında klon bitki elde edilebileceği gözlemlenmiştir. Araştırma sonuçlarına göre in vivo katlanmış haploid tekniğine in vitro yöntem olarak olgunlaşmamış embriyo kültürünün entegre edilmesinin hem zaman hem de geliştirilen materyal sayısındaki artış bakımından olumlu sonuçlar verebileceği değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Zea mays, Kallus, Haploid indirgeme oranı, Embriyo, Homozigot, Doku kültürü

Abstract:
The in vivo doubled haploid (DH) technique has become a widely used method in maize breeding programs in recent years. In maize breeding, in vivo doubled haploid technique significantly shortens the homozygous line development time in breeding programs and provides cost advantages. Although it is possible to develop lines with this technique in a much shorter time than classical breeding methods, different approaches are being studied to shorten the line development time even more. For this purpose, an important effort is being made to integrate in vitro methods into in vivo doubled haploid technique. 
The aim of this study was to investigate the potential of developing homozygous maize lines in a short time by using in vivo and in vitro techniques together. In the study, 10 local populations and 3 inducer lines (CIM2GTAIL-P2, ADAIL-I, STOCK-6) were used as donors. The study was conducted in two phases under field and laboratory conditions. In the first stage, donor materials were taken for induction crossbreeding in 2022. The induction rates of the donor lines were found between 1,29% and 7,12% on samples separated according to the Navajo marker. In laboratory studies, immature embryo culture was utilized for direct and indirect regeneration using samples taken at 18-20 days after induction hybridization. The true haploids of the samples taken in direct regeneration were confirmed using Feulgen chromosome staining method. Successful results were obtained in tissue culture studies after induction hybridization in 4 of the donor materials (DON3, DON4, DON6, DON7). Somatic embryos were formed in indirect regeneration by obtaining callus from immature embryos and these embryos were subcultured. It was observed that from a single immature embryo, 3 to 6 clone plants can be obtained depending on the donor materials. According to the results of this study, it was evaluated that the integration of immature embryo culture as an in vitro method into the in vivo doubled haploid technique may yield positive results in terms of both reducing time and increase in the number of materials developed.

Keywords: Zea mays, Callus, Haploid induction ratio, Embryo, Homozygous, Tissue culture