Domateslerde ışınlanmış polen uyartımıyla haploid bitki elde edilmesi üzerine etkili faktörler

Abstract

Bu araştırma, 2001 ve 2004 yılları arasında Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Bahçe Bitkileri Bölümü'ne ait Araştırma ve Uygulama Seraları ile Bahçe Bitkileri Bölümü Doku Kültürü Laboratuvarı'nda yürütülmüştür. Araştırmada, ülkemiz için önemli bir yere sahip olan domateste ışınlanmış polen uyartımı yöntemi kullanılarak, haploid embriyoların elde edilmesi amaçlanmıştır. Denemede, ilkbahar ve sonbahar yetiştiricilik dönemlerinde, "Gülle", "Likya" ve "XPH 5819* çeşitleri kullanılarak aynı koşullarda 2 yıl tekrarlanmıştır. Bu çeşitlere ait çiçeklerin çiçek tozlarına (0) kontrol, 100, 200, 300 ve 400 Gy dozlarında gama ışını uygulanmıştır. Son dönemde bu dozlara 50, 150 ve 250 Gy dozları eklenmiş ve 300, 400 Gy dozları çıkarılmıştır. Işın uygulanan ve uygulanmayan çiçek tozları ile melezleme işlemleri yapılmıştır. Melezlemede kullanılan çiçek tozlarının çiçek tozu canlılığı, çimlenme oranları ve meyve bağlama oranları tespit edilmiştir. Melezleme sonrası gelişen meyvelerden embriyolar çıkarılarak, önceden hazırlanan yüksek tuz, düşük vitamin ve aminoasit, yüksek sakkaroz (HLH) ve değiştirilmiş MS (DMS) ortamlarına ekilmiştir. Meydana gelen bitkicikler ve kallus oluşumları gelişme durumlarına göre alt kültürlere alınmış ve dış ortam şartlarına adapte edilmeye çalışılmıştır. Bitkiciklerin haploid karakterde olup olmadığının belirlenmesi için kromozom sayımları yapılmıştır. Çiçek tozlarına yapılan gama ışını uygulaması işin dozuna bağlı olarak, canlılık, çimlenme ve meyve bağlama oranlarını azaltmıştır. En yüksek dozlar olan 300 ve 400 Gy işin uygulamaları en düşük çiçek tozu canlılığının ve çimlenmesinin alındığı dozlar olmuştur. Ayrıca işin uygulaması yapılan çiçeklerin bitki üzerindeki yerlerinin ve uygun sera koşulları altında yetiştirildiklerinde mevsimsel farkların işın uygulaması sonrasında çiçek tozu canlılık ve çimlenme oranlarında etkili olmadığı belirlenmiştir. Meyve bağlama oranları ise, mevsimden, genotipden ve ışın dozundan etkilenmiştir. Uygulamaların yapıldığı bütün genotiplerde kullanılan besin ortamlarından DMS ortamının HLH ortamından daha iyi sonuç verdiği; gerek bitkilerin gelişmelerinden gerekse gelişen bitkilerin miktarından anlaşılmaktadır. 300 ve 400 Gy ışın dozu uygulamalarının gelişen bitki sayısını azalttığı, 50 ve 100 Gy ışın dozlarında ise diğer dozlara göre daha fazla bitki geliştiği belirlenmiştir. Elde edilen bitkiler, dış şartlara adaptasyonda karşılaşılan sıkıntılar nedeniyle seraya aktarılamamışlardır. Kromozom sayımları, işin uygulanan çiçek tozları ile yapılan tozlamalardan gelişen bitkilerin diploid yapıda olduklarını göstermiştir. Ancak 200 ve 250 Gy ışın dozlarında ovule girişi gözlenen çiçek tozu borularının uyartım sağlamış olduğu ve gelişen bitkilerin fenotipik Özelliklerinin ana ebeveyn olarak kullanılan bitkilerin fenotipik özelliklerine olan benzerliği nedeniyle, ginogenik (pseudogami) olarak embriyo oluşturabileceği kanısına varılmıştır.

This study was carried out in the Research and Training Greenhouses and Plant Tissue Culture Laboratory of Horticulture Department of Agricultural Faculty in Uludag University, between 2001 and 2004. The purpose of this research was to obtain haploid embryos from tomato an economically important species for our country using irradiated pollen stimulation technique. Research was repeated for 2 years using cvs. "Gülle", "Likya" and "XPH 5819" during both spring and autumn growing periods in the greenhouse. The pollens of these varieties were exposed to 0 (control), 100, 200, 300 and 400 Gy gamma ray. In the autumn of second year, the 50, 150 and 250 Gy doses cluded while the 300 and 400 Gy doses were excluded from the experiment. The cross pollination was conducted with both treated and untreated pollen and pollen survival, pollen germination and fruit set rate were determined. The immature embryos taken from the fruits after the cross-pollination were isolated and cultured in the medium containing high level of salt, low level of vitamin and amino acid and high level of sucrose (HLH) and modified MS medium (DMS). Growing plantlets and calli were subcultured and acclimated. Chromosomes were counted to detect whether these plantlets were haploid or not. Irradiation of pollens, decreased pollen survival and germination and fruit set in connection with gamma ray doses. Exposure of poliens to high doses, 300 and 400 Gy ray, was resulted in the lowest pollen survival and germination. However, survival and germination of pollens exposed to gamma ray were not affected by the position of the flowers on plants or seasonal differences in the greenhouse. On the other hand, the fruit set was affected by season, genotype and gamma ray doses. In all the genotypes, the DMS medium gave better results than the HLH medium in terms of both plant development and the number of regenerated plants. The doses of 300 and 400 Gy reduced the number of regenerated plants while the highest numbers of regenerated plants were obtained after exposure to the 50 and 100 Gy ray doses. However, the plantlets could not be transferred into greenhouse due to the adaptation problems during the transplantation. Number of chromosomes in the cells of plants regenerated from irradiated pollen indicated that all regenerated plants were diploid. On the other hand, penetration of pollen tubes of pollens exposed to 200 or 250 Gy doses stimulated the embryo development and plants developed from those embryos had the phenotype of female parents suggesting that these plants could be from the gynogenic embryos.