Cercis siliquastrum L. bitkisinin RITA® biyoreaktörlerinde In Vitro Mikroçoğaltımı
In Vitro micropropagation of Cercis siliquastrum L. in RITA® bioreactors
Yazar: MERVE SEZEN
Danışman: PROF. DR. AYNUR GÜREL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
ÖZET
CERCIS SILIQUASTRUM L. BİTKİSİNİN RITA® BİYOREAKTÖRLERİNDE IN VITRO MİKROÇOĞALTIMI
SEZEN, Merve
Yüksek Lisans Tezi, Biyomühendislik Anabilim Dalı
Tez Danışmanı: Prof. Dr. Aynur GÜREL
2020, 156 sayfa
Gerçekleştirilen çalışmanın amacı; tohumların çimlendirilmesi, farklı konsantrasyonlarda bitki büyüme hormonu içeren besin ortamlarında sürgün ve kök rejenerasyon denemelerinin kurulması ve optimum daldırma frekansı ve inokülasyon miktarının belirlenmesi amacıyla RITA® biyoreaktör çalışmaları yapılarak Cercis siliquastrum L. (Erguvan) bitkisinin in vitro mikroçoğaltımı için tam bir protokol çıkarılmasıdır.
Çimlendirme çalışmalarında; temin edilen tohumlar farklı skarifikasyon ve sterilizasyon uygulamalarının kombinasyonları ile muamele edilerek yarı katı MS bazal besin ortamında kültüre alınmıştır. Kültürün 90. gününde gerçekleştirilen gözlemlerde; bütün denemelerde %100 sterilizasyon başarısı sağlanırken, en yüksek çimlenme yüzdesi (%70), 90. gün sonunda 5 dk 80℃'de ve 7 dk %0.01'lik HgCl2 çözeltisinde bekletilen denemelerde elde edilmiştir.
Çimlendirme denemelerinden elde edilen nod eksplantlarının, BAP (6-benzil amino pürin) bitki büyüme düzenleyicisinin farklı konsantrasyonlarını içeren yarı katı WPM ve MS bazal besin ortamlarında kültüre alınması ile kurulan sürgün rejenerasyon denemelerinde; en yüksek çoğaltım katsayısı (5.97) ve en yüksek sürgün uzunluğu (3.19 cm) 1 mg/L BAP içeren MS besin ortamında, en yüksek eksplant başına düşen sürgün sayısı (1.70 adet sürgün/nod) ise 3 mg/L BAP içeren MS besin ortamında elde edilmiştir.
Sürgün rejenerasyonu denemesinde en iyi sonucu veren sıvı besin ortamı (MB1) ile farklı daldırma frekanslarının etkisini incelemek amacıyla geçici daldırma sistemine sahip RITA® biyoreaktör denemeleri kurulmuştur. 45 gün sonunda gerçekleştirilen gözlemler sonucunda gerçekleştirilen analizlerde; en yüksek sürgün rejenerasyon yüzdesi (%100) 5 dk / 4 sa, 5 dk / 8 sa ve yarı-katı denemelerinde, en yüksek çoğaltım katsayısı (6.62) 1 dk / 4 sa denemesinde, en yüksek sürgün uzunluğu ortalaması yarı-katı (2.91 cm) ve 1 dk / 4 sa (2.88 cm) denemelerinde ve en yüksek eksplant başına düşen sürgün sayısı (1.80 adet sürgün/nod) 3 dk / 12 sa denemesinde elde edilmiştir. Öte yandan, kontrol denemelerinde kararma görülmezken; en yüksek kararma yüzdesi (%80.64) 1 dk / 8 sa denemesinde ve en yüksek hiperhidrisite yüzdesi (%100) erlen denemelerinde gözlemlenmiştir.
RITA® biyoreaktör denemelerinin ikinci aşamasında; bir önceki aşamada en yüksek çoğaltım katsayısının elde edildiği daldırma frekansı (1 dk / 4 sa) kullanılarak farklı nod eksplant miktarları ile sıvı besin ortamlarında (MB1) denemeler kurulmuştur. 45 gün sonunda gerçekleştirilen gözlemlerde; en yüksek sürgün rejenerasyon yüzdesi (%88.89) ve en yüksek çoğaltım katsayısı (3.10) 30 eksplant; en yüksek eksplant başına düşen sürgün sayısı (1.32 adet sürgün/nod) ve en yüksek sürgün uzunluğu (2.01 cm) ise 20 eksplant ile kurulan denemelerde görülmüştür. Öte yandan, en yüksek kararma yüzdesi (%15.56) ve en yüksek hiperhidrisite yüzdesi ise (%70.97) 20 eksplant denemesinde elde edilmiştir.
Sürgün rejenerasyon denemesi sonucunda en iyi sonucu veren bazal besin ortamı (MS) ve farklı konsantrasyonlarda IBA (Indol-3-bütirik-asit) bitki büyüme düzenleyicisi kullanılarak oluşturulan yarı katı besin ortamlarında kültüre alınan nod eksplantları ile kök rejenerasyon denemeleri kurulmuştur. Gerçekleştirilen denemelerde; en yüksek kök rejenerasyonu (%90), en yüksek sürgün uzunluğu ortalaması (2.60 cm), en yüksek çoğaltım katsayısı (2.40) ve en yüksek kök uzunluğu ortalaması (0.73 cm) ile 1 mg/L IBA içeren MS besin ortamı en başarılı sonuçları vermiştir. Gerçekleştirilen kök rejenerasyon denemelerinde hiperhidrisiteye rastlanmamıştır.
Anahtar kelimeler: Cercis siliquastrum L., in vitro, RITA®, biyoreaktör, mikroçoğaltım

Abstract:
ABSTRACT
IN VITRO MICROPROPAGATION OF CERCIS SILIQUASTRUM L.
VIA RITA® BIOREACTORS
SEZEN, Merve
MSc in Bioengineering
Supervisor: Prof. Dr. Aynur GÜREL
2020, 156 pages
The aim of this study is to complete an in vitro micropropagation protocol of Cercis siliquastrum L. (Judas tree) by germination of seeds, experimentation of optimum medium with different concentrations of plant growth hormones for shoot and root regeneration and determination of optimum immersion frequency and inoculation amounts in RITA® bioreactors.
On germination experiments; the seeds were treated with combinations of different scarification and sterilization protocols and cultured in semi solid MS basal medium. After 90 days, the highest germination percentage (70%) was obtained in seeds treated with 80℃ water for 5 min and 0,01% HgCl2 solution for 7 min while the sterilization success was 100% in all treatments.
With the node explants achieved from germinated plantlets, the shoot regeneration experiments were carried out on semi solid WPM and MS basal medium with different concentrations of BAP (6-benzyl amino pürine) plant growth regulator. In these experiments; the highest multiplication rate (5.97) and the highest shoot lenght (3.19 cm) were obtained in MS medium with 1 mg/L BAP while the highest number of shoots per explant (1.70 shoots/node) was obtained in MS medium with 3 mg/L BAP.
RITA® bioreactor experiments with temporary immersion system were carried out with the best liquid medium (MB1) obtained in shoot regeneration experiment to test the effect of different immersion frequency. In the results analysed after 45 days; the highest shoot regeneration rate (100%) was obtained in 5 min / 4 h, 5 min / 8 h and semi-solid, the highest multiplication rate (6.62) was obtained in 1 min / 4 h, the highest shoot lenghts were obtained in semi-solid (2.91 cm) and 1 min / 4 h (2.88 cm) while the highest shoot number per explant (1.80 shoots/node) recorded in 3 min / 12 h. On the other hand, while there were no browning in control experiments, the highest browning rate (80.64%) was recorded in 1 min / 8 sa and the highest hyperhydricity rate (100%) was obtained in erlenmeyer flasks.
In the second step of RITA® bioreactor experiments; different amounts of node explants were cultured in liquid medium (MB1) with the best immersion frequency (1 min / 4 h) which gave the highest multiplication rate in the previous experiments. On results recorded after 45 days; the highest shoot regeneration rate (88.89%) and the highest multiplication rate (3.10) were obtained in the cultures used 30 node explants while the highest shoot number per explant (1.32 shoots/node) and the highest shoot lenght (2.01 cm) were obtained in the cultures used 20 node explants. Also, the highest browning rate (15.56%) and the highest hyperhydricity rate (70.97%) were obtained in the cultures used 20 node explants.
For root regeneration experiments, node explants are cultured in semi solid medium consist of the best basal medium (MS) decided on shoot regeneration experiments and different concentrations of IBA (Indole-3-butyric acid). As results; the highest root regeneration percentage (90%), the highest shoot length (2.60 cm) the highest multiplication rate (2.40) and the highest root length (0.73 cm) is obtained in MS medium with 1 mg/L IBA. On the root regeneration experiments, there were no hyperhydricity.
Keywords: Cercis siliquastrum L., in vitro, RITA®, bioreactor, micropropagation