Mikrospor kültürü ile makarnalık buğday bitkisinde (Triticum durum Desf.) embriyo üretimi ve bitki regenerasyonu
Embryo production and plant regeneration in durum wheat (Triticum durum Desf.) using microspore culture
Yazar: YASEMİN COŞKUN
Danışman: PROF. DR. ÇİĞDEM SAVAŞKAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Androgenez = Androgenesis ; Bitki rejenerasyonu = Plant regeneration ; Embriyo gelişimi = Embryonic development ; Makarnalık buğday = Durum wheat ; Mannitol = Mannitol ; Triticum durum = Triticum durum

Özet:
Bu çalışma, dört farklı durum buğdayı Triticum durum Desf. cvs. `Kızıltan-91', `Ç-1252', `Mirzabey 2000' ve `Kunduru-1149' (tetraploid-AABB, 2n=4x=28) genotipleri kullanılarak, mikrospor kültürü yoluyla embriyoid ve bitki regenerasyonu elde etmede etkili bir protokol geliştirmek amacıyla yapılmıştır. Ayrıca, mikrospor kültür tekniğine cevabının yüksek olduğu bilinen ekmeklik buğday genotipi Triticum aestivum L. cv. `Gün-91' (heksaploid-AABBDD, 2n=6x=42) kontrol grubu olarak kullanılmıştır. Mikrospor kültürü yöntemi oluşturulurken denemelerde, dört makarnalık buğday genotipi için en iyi önişlem uygulaması, mikrospor izolasyon yöntemi ve heksitol çeşidi (mannitol veya sorbitol) belirlenmeye ve uygun kültür ortamları hassasiyetle hazırlanmaya çalışılmıştır.Bu tez çalışmasında, makarnalık ve ekmeklik buğday genotiplerinde beş farklı önişlem uygulaması [1. soğuk önişlem (+4ºC), 2. 0.4 M mannitol (+4ºC) a. ovaryumsuz, b. ovaryum eklenmiş, 3. 0.4 M sorbitol (+4ºC), 4. 0.4 M mannitol (oda sıcaklığı)] kullanılmıştır. Tüm genotiplerde bölünen mikrospor sayısına, embriyoid benzeri yapılara, 2 mm'den büyük ve küçük embriyoid sayısına, yeşil ve albino bitki regenerasyonuna ve toplam bitki regenerasyonuna ait sonuçlar karşılaştırılmıştır. Makarnalık ve ekmeklik buğday çeşitlerinde embriyoid oluşumu ve toplam bitki regenerasyonunda en iyi sonuçlar 0.4 M mannitol ve +4ºC önişlem uygulaması ile `Gün-91' çeşidinden elde edilmiştir. Makarnalık buğday genotipleri arasından ise en fazla embriyoid oluşumu `Kızıltan-91' çeşidinde görülmüştür. En fazla bitki regenerasyonu `Kunduru-1149' çeşidinden elde edilmiştir. Genotipler ile önişlem uygulamaları arasındaki etkileşim P<0.01 seviyesinde önemli bulunmuştur.Çalışmamızda genotipler ve karakterler arası ilişkiler incelendiğinde, bölünen mikrospor sayısının ve toplam bitki regenerasyonunun genlerden sırasıyla r= 0.452* ve r=0.679** olarak pozitif etkilendiği belirlenmiştir. Fakat embriyoid oluşumunda genler tarafından herhangi bir etki olmamıştır. Embriyoid oluşumunun, çevresel stres faktörlerine diğer bir ifade ile önişlem uygulamalarına bağlı olarak değiştiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Androgenesis, bitki regenerasyonu, embriyoid, haploid, mannitol, mikrospor kültürü, Triticum durum Desf.

Abstract:
In this study, four different durum wheat genotypes (Triticum durum Desf. cvs. `Kızıltan-91?, `Ç-1252?, `Mirzabey 2000? and `Kunduru-1149?) (tetraploid-AABB, 2n=4x=28) have been investigated to improve an efficient protocol for production embryoids and plant regeneration through microspore culture technique. In addition, Triticum aestivum L. cv. `Gün-91? (heksaploid-AABBDD, 2n=6x=42) was used as a control group because of its high androgenetic response to microspore culture. Experiments were performed on to determine the highest pretreatment condition for four durum wheat genotypes and to identify a suitable microspore isolation method and also to find the best hexitol (mannitol or sorbitol) preparing a proper culture medium for embryogenesis.In this thesis research, five different pretreatments [1. cold pretreatment (+4ºC), 2. 0.4 M mannitol (+4ºC) a. without ovary, b. with ovary, 3. 0.4 M sorbitol (+4ºC), 4. 0.4 M mannitol (room temperature)] were used in durum and bread wheat genotypes. The number of dividing microspores, embryo-like structures, the number of embryoids bigger than 2 mm and smaller than 2 mm, green and albino plant regeneration and total plant regeneration were compared of all genotypes. According to the results, the highest amount of embryoid formation and total of plant regeneration were observed in Triticum aestivum L. cv. `Gün-91? using 0.4 M mannitol and +4ºC cold pretreatment. The highest embryo formation was observed in `Kızıltan-91? within the durum genotypes studied in this research. However `Kunduru-1149? produced the highest plant regeneration. The interaction between genotypes and pretreatments was found significant (P<0.01).According to the correlation between genotypes and characters, dividing microspores and total plant regeneration were affected by genes positively respectively at r= 0.452* and r=0.679**. On the other hand, the embryo formation did not affect by genes. It has changed by environmental stress factors in other words pretreatmet conditions.Key Words: Androgenesis, plant regeneration, embryoid, haploid, mannitol, microspore culture, Triticum durum Desf.