Endemik Ricotia Carnosula Boiss. & Heldr. (Brassicaceae)'da in vitro rejenerasyon ve sentetik tohum üretimi

Abstract

Ricotia carnosula Boiss. & Heldr. (Brassicaceae) zengin antioksidan içeriğine sahip, farmasötik potansiyeli taşıyan önemli bir endemik bitkidir. Ayrıca çeşitli kültür veya ıslah çalışmaları ile desteklenmesi halinde, mevsimlik süs bitkisi olarak da kullanılabilme özelliğine sahiptir. Ancak, R. carnosula, IUCN (Nesli Tükenme Tehlikesi Altında Olan Türlerin Kırmızı Bitkiler Listesi) kategorisine göre, LR-lc grubunda,nesli tehdit altında bulunan türler arasında yer almaktadır. Bu tez çalışmasında, sürdürülebilir üretim ve genetik kaynak muhafazası yönünden literatürde henüz yer bulamamış bir tür olan R. carnosula endemiğinin somatik embriyogenesis veya organogenesis yoluyla rejenerasyonunun sağlanması ve böylece etkili in vitro klonal üretim protokollerinin ortaya konulması amaçlanmıştır. Ayrıca elde edilen somatik embriyoları enkapsülasyon uygulamalarıyla sentetik tohumlara dönüştürerek, R. carnosula'nın in vitro muhafazasına temel oluşturmak hedeflenmiştir. Eksplant olarak tohumlardan elde edilen in vitro bitkiciklerin kotiledon ve hipokotilleri kullanılmıştır. Rejenerasyon çalışmaları için eksplantların her biri; oksin olarak IAA, 2,4-D ve NAA, sitokinin olarak TDZ, BA ve Zeatinin çeşitli konsantrasyon ve kombinasyonlarını içeren 73 farklı rejenerasyon ortamında kültüre alınmıştır. Çalışmada iki eksplant tipi ve 73 farklı rejenerasyon ortamının tek başlarına ve birbirleri ile olan interaksiyonlarının; eksplant tepkisi, toplam kallus, embriyojenik kallus, organojenik kallus, antosiyanin oluşumları, direkt ve indirekt yolla somatik embriyogenesis ile sürgün-kökü kapsayan organogenesis oluşumları üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışma sonunda, R. carnosula türünün kallus oluşumu, somatik embriyogenesis ve organogenesis oluşum potansiyelinin çok yüksek olduğu sonucuna varılmıştır. Özellikle hiçbir bitki gelişim düzenleyicisi (BGD) içermeyen kontrol ortamlarında somatik embriyo, sürgün ve yoğun olarak kök yapılarının gözlenmesi, R. carnosula'nın kotiledon ve hipokotil dokularında bulunan farklı endojen hormon seviyelerinin ne denli yüksek olduğunu ortaya koymuştur. Embriyojenik kallus oluşumu yönünden 73 rejenerasyon ortamının ortalaması olarak kotiledon eksplantları (%30.1) hipokotil eksplantlarından (%12.8), organojenik kallus oluşumu yönünden ise hipokotil eksplantları (%11.9), kotiledon eksplantlarından (%4.9) daha başarılı bulunmuştur. En yüksek direkt somatik embiyo oluşumu (%37.5) 71. ortamda (1 mg/L Zeatin) kültüre alınan kotiledonlarda oluşurken, en yüksek indirekt somatik embiyo oluşumu (%75) 11. ortamdaki (0.5 mg/L BA + 0.5 mg/L IAA) kotiledonlarda meydana gelmiştir. En yüksek direkt organogenesis oluşumu (%100) BGD içermeyen kontrol ortamındaki hipokotillerden elde edilirken, en yüksek indirekt organogenesis oluşumu (%62.5) 2. ortamda (1 mg/L IAA) kültüre alınan hipokotil eksplantlarında gerçekleşmiştir. Son olarak, en yüksek somatik embriyo verimi (97 embriyo/petri) 58. ortamdaki (1 mg/L TDZ + 1 mg/L NAA) kotiledonlarda oluşurken, en yüksek sürgün oluşumu (78.5 sürgün/petri) 71. ortamda (1 mg/L Zeatin) kültüre alınan hipokotillerden meydana gelmiştir. Oluşan somatik embriyolarda yapılan farklı enkapsülasyon uygulamaları arasında ise %4'lük sodyum aljinat ile beraber kullanılan 100 mM CaCl2 kombinasyonu, sentetik tohumların oluşturulması için en uygun kaplama ortamı olarak belirlenmiş ve daha sonra bu ortamlardan elde edilen sentetik tohumlar %94'e varan oranda çimlendirilmiştir. Yapılan bu tez çalışması ile geliştirilen in vitro rejenerasyon ve sentetik tohum protokollerinin, henüz klonal bir üretim protokolü bulunmayan ve yok olma tehlikesiyle karşı karşıya olan R. carnosula endemiğinin, etkili şekilde klonal üretim ve genetik kaynak olarak uzun süreli in vitro muhafaza çalışmalarına katkı sağlaması beklenmektedir.