In vivo katlanmış haploid tekniği ile mısır genotiplerinin (Zea mays L.) geliştirilmesi

Abstract

Katlanmış haploid teknolojisi, yeni mısır hatları (Zea mays L.) geliştirmek için günümüzde giderek daha popüler ve önemli bir araç haline gelmiştir. Konvensiyonel mısır ıslahında homozigot kendilenmiş hatlar elde etmek yaklaşık altı ile on nesil boyunca tekrarlanan kendileme gerektirmektedir. Bu nedenle önemli ölçüde zaman alıcıdır ve daha fazla işgücü ve finansal kaynak kullanılması gibi dezavantajlara sahiptir. Ancak katlanmış haploid teknolojisi kullanılarak sadece iki generasyonda tamamen homozigot hatlar üretilebilmektedir. Bu araştırma; 2019-2021 yılları arasında Bursa Uludağ Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarımsal Uygulama ve Araştırma Merkezinde yürütülmüştür. Araştırmada katlanmış haploid hatlar üretmek için in vivo maternal haploid yöntemi kullanılmıştır. Donör ebeveyn olarak FAO olum grubu 500-750 arasında değişen 32 farklı genotip, tozlayıcı olarak Stock6 indirgeyici hattı kullanılmıştır. Tüm donör genotipler atdişi tane yapısına sahiptir. Haploid tohumlar, R1-nj renk markörü dikkate alınarak görsel olarak tanımlanmıştır. Haploid indirgeme (HİO) ve kromozom katlama oranları belirlenmiştir. Araştırmada 488 haploid kabul edilen tohum elde edilmiştir. Katlanmış haploid hat elde etmek için haploid hatlara ait tohumlar 23°C’de karanlık iklim odasında çimlendirilmiştir. Çimlenen haploid fideler %0,06 kolhisin ve %0,5 dimetil sülfoksitden oluşan çözeltide 18°C’de, 12 saat boyunca muamele edilmişlerdir. Daha sonra yıkanan fideler torf doldurulmuş plastik kaplara aktarılarak sera koşullarında büyütülmüştür. 3-4 yapraklı aşamadaki fideler tarlaya aktarılmış, büyütülen bitkilerde kendileme yapılmıştır. Katlanmış haploid bitkilerde bazı ölçüm ve gözlemler alınmıştır. Ortalama haploid indirgeme oranı %2,03 olarak, ortalama kromozom katlama oranı %50 olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak, 20 adet katlanmış haploid hat üretilmiştir.

Doubled haploid technology has become an increasingly popular and important tool for developing new maize lines (Zea mays L.) breeding. Conventional maize breeding requires repeated self-pollination for six to ten generations to obtain homozygous inbred lines. Therefore, it is significantly time-consuming and has disadvantages such as using more labor and financial resources. However, completely homozygous lines can be produced in only two generations by using doubled haploid technology. This study was conducted at Bursa Uludag University Agriculture Faculty Research and Training Centre in Bursa, Turkey in 2019–2021. In this research, in vivo induction of the maternal haploid method was used to produce doubled haploid lines. 32 different genotypes ranging from FAO maturity group 500-750 were used as donor parents, and the Stock6 inducer line was used as a pollinator. All genotypes have a dent kernel type. Haploid seeds were identified visually by using dominant anthocyanin color marker genes R1-nj. 488 putative haploid seeds were obtained. Seeds considered haploid were germinated at 23 °C in a dark climate chamber for chromosome doubling treatment. Seedlings were immersed in a 0.06% colchicine solution plus 0.5% DSMO (dimethyl sulfoxide) for 12 h at 18 °C. Afterward, the washed seedlings were transferred to plastic cups filled with peat and grown under greenhouse conditions. Seedlings at the 3-4 leaf stage were transferred to the field, and the grown plants were self-pollination. Some measurements and observations were taken in doubled haploid plants Haploid induction rates (HIR) and chromosome doubling rate (CDR) were determined. The average haploid induction rate was calculated as 2.03%, the average chromosome doubling rate was 50%. Results of this study 20 doubled haploid lines were developed.