Fotoperyot, Bitki büyüme Düzenleyicileri ve Eksplant Büyüklüğünün Kardelende İn Vitro Soğancık Oluşumuna Etkisi

Year 2022, Volume: 12 Issue: 2, 148 - 158, 31.12.2022

Betül Başeli , Mehmet Muharrem Özcan , Şevket Metin Kara

https://doi.org/10.54370/ordubtd.1172579

Abstract

Geofit olarak adlandırılan soğanlı ve yumrulu bitkilerin hızlı, kolay ve seri üretiminde bitki doku kültürü teknikleri çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Amaryllidaceae familyası içinde yer alan Galanthus (Kardelen) cinsi, Alzheimer hastalığının tedavisinde kullanım potansiyeli olan yüksek değerli alkaloitler içermektedir. Bu araştırma, fotoperyot, bitki büyüme düzenleyicileri ve eksplant büyüklüğünün Galanthus woronowii kardelen türünde in vitro soğancık oluşumu üzerine etkilerini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Eksplant kaynağı olarak kullanılan çift soğan pulları BAP’ın farklı dozlarda NAA, IAA ve IBA ile oluşturduğu hormon kombinasyonları ilave edilen MS ortamında, 16/8 saat aydınlık/karanlık ve 24 saat karanlık şartlarda kültüre alınmıştır. Bitki büyüme düzenleyicilerin soğancık sayısı, soğancık çapı, çapı 5 mm ve üzerinde olan soğancık sayısı ve soğancık ağırlığı üzerine etkileri önemli bulunmuştur. Sürekli karanlık uygulaması soğancık oluşumunda, 16/8 saat aydınlık/karanlık uygulamasına göre, çok önemli artışlara yol açmıştır. En yüksek soğancık sayısı (4.83) 24 saat karanlıkta tutulan ve 2 mg l-1 BAP+0.1 mg l-1 NAA ilave edilen MS ortamındaki dört parçalı eksplantlardan alınmıştır. Karanlık uygulaması çapı 5 mm ve üzerinde olan soğancık sayısında %57.33’lük bir artışa yol açmıştır. Eksplant büyüklüğü çalışmada incelenen hiçbir özellikte önemli farklılık oluşturmamıştır. Sonuç olarak, bu çalışma 24 saat karanlık uygulamasının kardelende in vitro soğancık oluşumunda çok önemli olumlu etki yaptığını ortaya koymuştur.

Keywords

doku kültürü, galanthus woronowii, geofit, mikroçoğaltım, soğanlı bitkiler

Supporting Institution

Ordu Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

B-2011

Thanks

Yazarlar Projeye yapmış olduğu destekten dolayı Ordu Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimine teşekkür ederler

Effect of Photoperiod, Plant Growth Regulators and Explant Size on In Vitro Bulblet Formation in Snowdrop

Abstract

Plant tissue culture techniques have a widespread usage in rapid, easy and continuous propagation of bulbous and tuberous plants, called geophytes. The genus Galanthus (commonly called snowdrops), perennial bulbiferous geophytes belonging the Amaryllidaceae family, contain several high-value alkaloids with pharmaceutical use to treat Alzheimer’s disease. The objective of this study was to assess the effect of photoperiod, plant growth regulators and explant size on in vitro bulblet formation in snowdrop (Galanthus woronowii). Bulb twin-scale explants were cultured on MS medium containing different combinations of BAP with various concentrations of NAA, IAA and IBA under 16/8 h light/dark and 24 h dark conditions. Effect of plant growth regulators was significant on the number of bulblet, bulblet diameter, bulblet weight, and the number of bulblet bigger than 5 mm in diameter. Continuous dark application resulted in highly significant increases in bulblet formation, as compared to light treatment. The maximum number of bulblet (4.83) was recorded from 4-piece explants treated with 2 mg l-1 BAP+0.1 mg l-1 NAA hormone combination kept in 24 h dark condition. Dark treatment resulted in an increase of 57.33% in the number of bulblet bigger than 5 mm in diameter. Explant size showed no effect on any of the attributes studied. In conclusion, this study revealed that 24 h dark treatment has a very important positive effect on in vitro bulblet formation in snowdrop.

Keywords

bulbous plants, galanthus woronowii, geophyte, micropropagation, tissue culture

Project Number

B-2011

References

• Akyüz, E. (2018). Bazı Fritillaria türlerinde in vitro soğancık üretimi ve dış koşullara alıştırma çalışmaları [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Hacettepe Üniversitesi.
• Ascough, G. D., Erwin, J. E., & Van Staden, J. (2008). In vitro storage organ formation of ornamental geophytes. Horticultural Reviews, 34, 417–445. https://doi.org/10.1002/9780470380147.ch7
• Avcı, M. (2005). Çeşitlilik ve endemizm açısında Türkiye’nin bitki örtüsü. İstanbul Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Coğrafya Dergisi, 13, 27–55. https://dergipark.org.tr/tr/pub/iucografya/issue/25062/264581
• Ay, E. B., Gül M., Açıkgöz M. A., Yarılgaç, T., & Kara, S. M. (2018). Assessment of antioxidant activity of giant snowdrop (Galanthus elwesii Hook) extracts with their total phenol and flavonoid contents. Indian J of Pharmaceutical Education and Research, 51(4S), 128-132. https://doi.org/10.5530/ijper.52.4s.88
• Atay, S. (1996). Soğanlı bitkiler; Türkiye’den ihracatı yapılan türlerin tanıtım ve üretim rehberi. Doğal Hayatı Koruma Derneği Yayınları.
• Babashpour-Asl, M., Movafeghi, A., & Zare, K. (2016a). In vitro production of bulblet in Galanthus transcaucasicus Fomin, an endangered medicinal plant. Journal of Plant Physiology and Breeding, 6(2), 1-8. https://www.researchgate.net/publication/329058764
• Babashpour-Asl, M., Zakizadeh, H., Nazemiyeh, H., & Motallebi-Azar, A. (2016b). In vitro micropropagation and alkaloid production of Galanthus transcaucasicus Fomin. Pharmaceutical Sciences, 22(4), 267-271. https://doi.org/10.15171/PS.2016.41
• Bores, G., & Kosley, R. (1996). Galanthamine derivatives for the treatment of Alzheimer’s disease. Drugs Future, 21(6), 621–635. https://eurekamag.com/research/031/534/031534046.php
• Cengiz, Ö. (2019). Cyclamen coum ve Cyclamen persicum’da farklı büyüme düzenleyicileri, eksplant tipleri ve genotipin organogenesis üzerine etkisi (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Çukurova Üniversitesi.
• Cheesman, L., Finnie, J., & Van Staden, J. (2010). Eucomis zambesiaca Baker: factors affecting in vitro bulblet induction. S Afr J Bot, 76(3), 543–549. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2010.04.004
• De Klerk, G. J. (2012). Micropropagation of bulbous crops: Technology and present state. Floriculture and Ornamental Biotechnology, 6(1), 1-8. https://library.wur.nl/WebQuery/wurpubs/530926
• Demir, A. (2010). Türkiye’de kardelen ticareti ve politik yaklaşımlar. Biological Diversity and Conservation, 3(3), 111-120. https://dergipark.org.tr/en/pub/biodicon/issue/55900/766065
• Economou, A. S., & Read, P. E. (1987). Light treatments to improve efficiency of in vitro propagation systems. HortScience, 22, 751–754. https://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=US880555288
• Ekim, T., Koyuncu, M., Vural, M, Duman, H., Aytaç, Z., & Adıgüzel, N. (2000). Türkiye bitkileri kırmızı kitabı. Türkiye Tabiatını Koruma Derneği.
• Entwistle, A., Atay, S. Byfield, A., & Oldfield, S. (2002). Alternatives for the bulb trade from Türkiye: A case study of indigenous bulb propagation. Oryx, 36, 33-341. https://doi.org/10.1017/S0030605302000674
• Heinrich, M., & Teoh, H. L. (2004). Galanthamine from snowdrop--the development of a modern drug against Alzheimer's disease from local Caucasian knowledge. J Ethnopharmacol, 92(2-3), 147-162. https://doi.org/10.1016/j.jep.2004.02.012
• Kahraman, O. (2020). Use of sucrose in propagation of snowdrop bulb. Yuzuncu Yil University Journal of Agricultural Science, 30(2), 379-385. https://doi.org/10.29133/yyutbd.680442
• Karaoğlu, C. (2010). Soğanlı bitkiler ve in vitro hızlı çoğaltım. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 19(1-2), 24-29. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/118447
• Khonakdari, M. R., Rezadoost, H., Heydari, R., & Mirja, M. H. (2020). Effect of photoperiod and plant growth regulators on in vitro mass bulblet proliferation of Narcissus tazzeta L. (Amaryllidaceae), a potential source of galantamine. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 142, 187–199. https://doi.org/10.1007/s11240-020-01853-y
• Kim, Y., Hasegawa, P., & Bressan, R. (1981). In vitro propagation of hyacinth (Hyacinthus orientalis). HortScience, 16, 645–647. https://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=US19830840843
• Koyuncu, M. & Ekim, T. (1984). Türkiye’nin ihraç ettiği geofitler ve bunların ekonomik önemi. V. Bitkisel İlaç Hammaddeleri Toplantısı Tebliği, Ankara, Türkiye.
• Kumar S., Kanwar, J., & Sharma, D. (2006). In vitro propagation of Lilium. Adv Hortic Sci, 20(2), 181-188. https://www.jstor.org/stable/42882479
• Murashige, T., & Skoog, F. (1962) A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Plant Physiology, 15, 473-497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
• Nasırcılar, A. G. & Karagüzel, Ö. (2006). Galanthus elwesii Hook. bitkisinin olgunlaşmamış embriyolarından in vitro soğan üretimi. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 19(2), 159-164. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/18141
• Özdemir, F. A., Yıldırım, M. U, Kahriz M. P., & Kılıç, Ö. (2016). In vitro bulblet regeneration from Scilla Siberica Haw. subsp. armena (Grossh.) mordak peduncle. Propagation of Ornamental Plants, 16(1), 14-18. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/18377
• Özhatay, N., Byfield, A. ve Atay, S. (2005). Türkiye'nin 122 önemli bitki alanı. WWF Türkiye Doğal Hayatı Koruma Vakfı Yayını, İstanbul.
• Öztürk, G. (2021). Kardelenin (Galanthus woronowoii) in vitro rejenerasyonu. MAS Journal of Applied Sciences, 6(4), 1027–1033. http://dx.doi.org/10.52520/masjaps.152
• Resetár, A., Demeter, Z., Ficsor, E., Balázs, A., Mosolygó, A., Szőke, E., Gonda, S., Papp, L., Surányi, G., & Máthé, C. (2014). Growth regulator requirement for in vitro embryogenic cultures of snowdrop (Galanthus nivalis L.) suitable for germplasm preservation. Acta Biologica Hungarica, 65(2), 165-177. http://doi.org/10.1556/ABiol.65.2014.2.5
• Resmi Gazete. (2017, 21 Mart). Doğal çiçek soğanlarının doğadan toplanması, üretimi ve ihracatına ilişkin yönetmelik (Sayı: 30014). https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2017/03/20170321-5.htm adresinden 21 Ağustos 2022 tarihinde alınmıştır.
• Resmi Gazete. (2021, 31 Aralık). Doğal çiçek soğanlarının 2022 yılı ihracat listesi hakkında tebliğ (Tebliğ No: 2021/46). https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2021/12/20211231-10.htm adresinden 21 Ağustos 2022 tarihinde alınmıştır.
• Rice, L., Finnie, J., & Van Staden, J. (2011). In vitro bulblet production of Brunsvigia undulata from twin-scales. S Afr J Bot, 77(2), 305–312. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2010.08.011
• Seydi, S., Sedaghathoor, S., & Kaviani, B. (2019). Plants regeneration by organogenesis from bulbous explants in Fritillaria imperialis L., a wild rare ornamental species at the risk of extinction. Adv. Hort. Sci., 33(4), 503510. https://doi.org/10.13128/ahsc¬8128
• Staikidou, I., Selby, C., & Hanks, G. (2006). Stimulation of in vitro bulblet growth in Galanthus species with sucrose and activated charcoal. Acta Horticulturae, 725, 421–426. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2006.725.57
• Staikidou, I., & Selby, C. (2012). Effects of growth regulators and activated charcoal on in vitro bulblet multiplication and growth in Galanthus nivalis “Flore Pleno”. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 87, 527–530. https://doi.org/10.1080/14620316.2012.11512906
• Şekeroğlu, N., Aydın, K., Gözüaçık, H. G., & Kulak, M. (2013). Kilis ilinde yetişen geofitler. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 6(1), 199-201. https://www.derleme.gen.tr/index.php/derleme/article/view/146
• Tıpırdamaz, R., Ellialtıoğlu, Ş., & Çakırlar, H. (1999). Kardelenin (Galanthus ikariae Baker.) doku kültürü yoluyla çoğaltımı: Eksplant tipi, ortam pH’sı ve karbonhidrat kaynağının soğancık oluşumuna etkisi. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 23(4), 823–830. https://search.trdizin.gov.tr/yayin/detay/25280
• Tıpırdamaz, R. (2003). Rooting and acclimatization of in vitro micropropagated snowdrop (Galanthus ikariae Baker.) Bulbletes. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 16(2), 121-126. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/18261
• Ulus, A., & Seyidoğlu, N. (2006). Bazı doğal geofitlerin doku kültürü ile üretimi. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 56(1), 71-80. https://dergipark.org.tr/en/pub/jffiu/issue/18713/198798
• Yurtsever, N. (1984). Deneysel istatistik metotlar (Yayın no. 121). Tarım ve Orman Bakanlığı Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Yayınları.
• Yüzbaşıoğlu, S. (2012). Morphological variations of Galanthus elwesii in Türkiye and difficulties on identification. Bocconea, 24, 335-339. https://www.herbmedit.org/bocconea/24-335.pdf
• Yüzbaşıoğlu, E., & Dalyan, E. (2017). Büyüme hormonları ve aktif kömürün in vitro koşullarda kardelen (Galanthus woronowii Losinsk.) soğancık oluşumuna etkisi. Mediterranean Agricultural Sciences, 30(3), 239-243. https://doi.org/10.29136/mediterranean.359870
• Zencirkıran, M., & Mengüç, A. (2004). In vitro propagation of Galanthus elwesii Hook (Snowdrop). Biotechnology & Biotechnological Equipment, 18(1), 19-22. https://doi.org/10.1080/13102818.2004.10819224