Ayçiçeği bitkisinde (Helianthus annuus L.) bitki regenerasyonu optimizasyonu

Abstract

Bu araştırmada ayçiçeği bitkisinde (Helianthus annuus L) klonal çoğaltım, sentetik tohum üretimi, gen aktarımı ve generatif yoldan çoğaltılması zor olan bitkilerin üretimini kolaylaştırmak için somatik embriyogenesis ve organogenesis aracılığıyla regenerasyon protokolü oluşturmak amaçlanmıştır. Araştırmada, in vitro yüzey sterilizasyonu optimizasyonu ve ayçiçeğinde regenerasyonda etkili olan bazı faktörler üzerinde çalışılmıştır.Olgun tohumlarda yüzey sterilizasyonunu tohum kabuklarını soyarak yapma bulaşma oranını azaltırken çimlenme oranını arttırmıştır. En uygun tohum çimlendirme süresi 3 gün olmuştur. Karanlık koşullarda çimlendirme ve embriyo indüksiyon ortamında bırakma bitki regenerasyonunu pozitif yönde etkilemiştir. Uygun genotip ve eksplant seçimi regenerasyonda kesinlikle önemli rol oynamaktadır. Eksplant kaynağı genotipe bağlı olarak sürgün ve kök regenerasyonu üzerinde farklı etki göstermiştir. İki ticari hibrid ayçiçeği çeşidinden Pactol genellikle daha iyi kallus ve bitkicik regenerasyonu gösterirken, Sirena ise kök ve sürgün oluşturma potansiyeli açısından en iyi sonuçları vermiştir. Eksplant yaşının artması kallus oluşturma oranını arttırmış olmasına rağmen, regenerasyon üzerinde olumsuz etkiye sahip olmuştur. En iyi bitkicik regenerasyonu % 0.1 BA/0.1 NAA ve % 0.1 BA/1.5 NAA hormon uygulamalarından elde edilmiştir. Bitki regenerasyonu değerleri açısından en uygun embriyo indüksiyon ortamı modifiye White olmuştur. Ters zedeli olarak embriyo indüksiyon ortamına (EİO) bırakılan kotiledonlar çok sayıda kallus ve kök üretirken besi ortamına düz ve herhangi bir zedeleme uygulanmadan bırakılan kotiledon eksplantlarında ise daha iyi sürgün oluşmuştur.Yapılan çalışma sonuçlarına göre hem kotiledon hem de hipokotil eksplant kaynaklarından kallus, embriyo benzeri yapı, kök, sürgün ve bitkicik oluşumu elde edilmiştir. In vitro şartlarda elde edilen bitkicikler dış koşullara alıştırmak için toprağa aktarılmışlardır. Saksılarda yetiştirilen bitkilerde tabla ve çiçek üretimi olmuştur.

In this research, the regeneration protocol in sunflower (Helianthus annuus L) via either somatic embryos or organogenesis has been developed for use at clonal propagation, synthetic seed production, gene transformation and production of plants which cannot be developed via sexual reproduction. The optimization of in vitro seed sterilization methods and some factors affecting the plant regeneration in sunflower have been studied in this research.Surface sterilization was done after seed coat removed at mature seeds increased the germination capacity and decreased the contamination rates. The best the age of seedling was 3 days. Dark conditions at germination and embryo induction medium affect the plant regeneration positively. Selection of genotype and explant has a definite role in regeneration. Explant type affect differently shoot and root regeneration depended on the genotype. Within two commercial hybrids, Pactol produced more callus and developed plantlet while Sirena had high root and shoot production. Although increase of seedling age resulted in statistically the higher amount of callus per explant, the morphogenic capacity chanced depended on the genotype. The best plantlet regeneration was obtained from % 0.1 BA/0.1 NAA and % 0.1 BA/1.5 NAA hormone applications. Modified White basal medium at embryo germination stage was most suitable for plant regeneration. The wounding of the cotyledons with the scalpel left upside down in embryo induction medium (EIM) produced high amount of callus and root formation while cotyledons without wounding left upsite into medium had high shoot formation.Based on the results from the present study, a callus, embryo like structures, root and shoot regenerations from both hypocotyls and cotyledon explants were obtained. A number of regenerated plantlets developed in vitro conditions were transferred to soil and kept in the greenhouse for acclimatization and produced head and flower in the pots.