Gama radayasyonu ile tuza toleranslı tütün (Nicotiana tabacum L.) mutantlarının eldesi ve seleksiyonu
Induce of salt tolerance tobacco (Nicotiana tabacum L.) by gamma radiation and selection of mutants
Yazar: ÖZGE ÇELİK
Danışman: PROF. DR. YAVUZ ÇOTUK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Gama ışınlama = Gamma irridiation ; Moleküler markerler = Molecular markers ; Nicotiana tabacum = Nicotiana tabacum ; Tuz stresi = Salt stress

Özet:
In vitro teknikler ile mutasyon uygulamalarının birlikte kullanılmasıyla, çeşitli çevreselstreslere dirençli veya toleranslı bitki türlerinin eldesi mümkün olmaktadır.Bu çalışmada Akhisar 97 ve İzmir Özbaş tütün (Nicotiana tabacum L.) çeşitlerine aittohumlar, 0, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500 ve 600 Gy'lik gama radyasyondozlarında ışınlanmış ve bu tohumlardan gelişen fidelerin taze ağırlık, sürgün ve kökboylarına göre, çeşitlerin radyasyon hassasiyetleri karşılaştırılmıştır. Akhisar 97 tütünçeşidinin, gama radyasyonuna İzmir Özbaş çeşidine göre daha hassas olduğubelirlenmiştir.M1 generasyonu eldesi için 0, 100, 200, 300 ve 400 Gy'lik gama radyasyon dozlarındaışınlanan ve tarlaya ekilen Akhisar 97 ve İzmir Özbaş tütün tohumlarından gelişenfidelerin yaşama oranları, ortalama fide boylarında, uygulanan radyasyon dozlarınınartışına paralel olarak bir azalma gözlenmiştir. Tütün bitkisinin yapraklarında indirgenşeker ve nikotin miktarları radyasyondan etkilenmiştir. Bitkinin gelişimine bağlı olarakyaprak kırımlarına göre 2. ana ellerde indirgen şeker miktarı ve buna bağlı olarak da uçellerde nikotin miktarı radyasyon uygulamalarında artış göstermiştir.Her iki çeşidin in vitro ve in vivo koşullarda 0, 50, 100, 150, 200, 250, 300 ve 350 mMkonsantrasyonlarda NaCl içeren ortamlardaki toleransları, klorofil ve karotenoidkonsantrasyonu, total protein konsantrasyonu, lipid peroksidasyon, askorbat peroksidaz,guaiakol peroksidaz, glutatyon redüktaz, süperoksit dismutaz ve katalaz enzimaktiviteleri kaşılaştırılmış olup, Akhisar 97 çeşidinin tuzluluğa da İzmir Özbaş'a göredaha hassas olduğu belirlenmiştir.M3 generasyonuna ait bitkiler 250 mM NaCl içeren ¼ Hoagland solüsyonundayetiştirilmiş, tuzluluğa gösterdikleri toleransa göre seleksiyonları yapılmış ve 10 adetmutant bitki seçilmiştir.Çalışmamızda elde edilen kontrol ve mutant bitkiler arasındaki farklılıklar, RAPD-PZRyöntemiyle ortaya konmuştur. Akhisar 97 ve İzmir Özbaş tütün çeşitlerine ait kontrol vemutant bitkilerin birbirlerine olan genetik uzaklıkları belirlenmiştir. Akhisar 97 ve İzmirÖzbaş tütün çeşitlerinde tuza toleranslı olarak seçilen ve en fazla genetik uzaklığa sahipolan iki mutantın 100 Gy'lik gama radyasyon dozu ile ışınlandıkları belirlenmiştir.

Abstract:
It is possible to obtain salt stress tolerant or resistant plant varieties by using thecombination of in vitro techniques and mutagens.In this study, the tobacco (Nicotiana tabacum L.) seeds belonging to Akhisar 97 andİzmir Özbaş varieties were irradiated with 0, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500and 600 Gy gamma radiation doses and the radiation tolerances were comparedaccording to the fresh weights, shoot and root lengths of regenerated plantlets fromirradiated seeds. Akhisar 97 variety was found more sensitive to gamma radiation thanİzmir Özbaş variety.The survival rates, average plantlets? heights of Akhisar 97 and İzmir Özbaş tobaccoseedlings irradiated with 0, 100, 200, 300 and 400 Gy to obtain M1 generation weredecreased due to increasing radiation doses. Reducing sugars and nicotineconcentrations in tobacco leaves, were affected by gamma radiation treatments.Inaccordance with plant development, amount of reducing sugars at second leaves andnicotine concentration at top leaves were increased by gamma radiation treatments.In in vitro and in vivo conditions, at 0, 50, 100, 150, 200, 250, 300 and 350 mM NaClconcentrations, the salinity tolerance capacities of two tobacco varieties were evaluateddue to chlorophyll, carotenoid and total protein concentrations, lipid peroxidation andactivities of ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase, glutathione reductase,superoxide dismutase and catalase. Akhisar 97 variety was found more sensitive tosalinity than izmir Özbaş variety.The seedlings belonging to M3 generations were grown in the ¼ Hoagland solutioncontaining 250 mM NaCl and their salt tolerance selections were performed. 10 mutantplants were selected.In our study, the diffrences between control and mutant plants were presented by RTPCR.The genetic distances between control and mutant plants belonging to Akhisar 97and İzmir Özbaş were calculated. The two most distant salt tolerant mutants wereobtained by 100 Gy gamma radiation treatments in both tobacco varieties.