Adventif Bitki Rejenerasyonu Organogenesis organ oluumu Somatik Embriyogenesis

Adventif Bitki Rejenerasyonu • Organogenesis (organ oluşumu) • Somatik Embriyogenesis (embriyo oluşumu) Sebahattin ÖZCAN

Organogenesis • Tanımı: Besin ortamına ilave edilen oksin ve sitokonin miktarına göre hücre bölünmesinden sonra organize olmuş meristemlerin elde edilmesidir. • Oksin sitokinin miktarına göre kök veya sürgün oluşabileceği gibi sürekli bir kallus gelişimi de gözlenebilir. • Sürgün organogenesisi (organ oluşumu) genelde besin ortamlarında stokinin oranı oksinden fazla olduğu durumlarda oluşur. • Kök organogenesisi (kök oluşumu) besin ortamlarında oksin oranı fazla olduğu durumlarda oluşur.

Organogenesis ile bitki rejenerasyonu ORGANOGENESİS ÇEŞİTLERİ İndirekt Organogenesis Direkt Organogenesis Eksplant Kallus Sürgün veya Kök Bitki

Özgen vd.

Özcan vd.

Organogenesisi Etkileyen Faktörler – Genotip – Eksplant kaynağı – Besin ortamının içeriği Organogenesisin Kullanıldığı Alanlar – Hızlı çoğaltım – Gen aktarımı

Somatik Embriyogenesis • Bitki hücrelerinden embriyo elde edilmesi döllenmiş yumurta hücresiyle sınırlı değildir. • İn vitro kültür şartlarını ve özellikle de bitki büyüme düzenleyicilerini ayarlayarak bir bitkinin herhangi bir somatik hücre, doku veya organından embriyo elde etmek mümkün olabilmektedir. • Vejetatif hücrelerden gelişen embriyolar somatik embriyo olarak adlandırılmaktadır. • Somatik doku hücreleri öncelikle yüksek oranda oksin (genellikle 2, 4 -D) içeren ortamda kültüre alınır, daha sonra da oksin içermeyen yeni ortama aktarılırsa emriyo üretme yeteneğini kazanmaktadırlar. • Oksinlerin somatik bitki hücrelerine embriyo üretimi için yeniden zigotik bir kapasite kazandırdığı belirtilmektedir.

Somatik Embriyogenesis • Somatik ve zigotik embriyogenesis arasındaki asıl önemli fark elde ediliş yöntemlerinden kaynaklanmaktadır. • Zigotik embriyo döllenmiş bir zigottan geliştiğinden dolayı, elde edilen bitkiler potansiyel olarak açılma gösterirler. • Öte yandan, bireysel bitkilerin hücrelerinden geliştikleri için somatik embriyolardan elde edilen bitkiler genetik olarak klon oluştururlar. • Döllenmiş yumurtadan gelişen embriyoda olduğu gibi, iki çenekli bitkilerde somatik embriyolar da “globular”, kalp, torpido ve kotiledon oluşum safhalarını geçirirler. • Öte yandan, somatik embriyolar organogenesis yoluyla gelişen sürgünlerden farklılık gösterirler. Gövde-kök eksenine aynı zamanda sahip olup, asıl doku ile vaskular bağlantıları olmadığından dolayı dokudan kolaylıkla ayrılabilirler. • Somatik embriyogenesis ilk defa havuç bitkisinin somatik dokularından elde edilmiştir.

Zigotik ve Somatik Embriyo Gelişim Aşamaları

Embriyogenesis ile bitki rejenerasyonu EMBRİYOGENESİS ÇEŞİTLERİ İndirekt Embriyogenesi s Direkt Embriyogenesi s Eksplant Kallus Embriyo Bitki

Özcan vd.

Parrott vd. 1993, Finer vd. 1995, Özcan vd. 2002

Erişen 2005

B Özcan vd.

Somatik Embriyogenesisin Avantajları Somatik embriyogenesis bitki ıslahçısına çok sayıda avantaj sağlayabilmektedir. Bunları şu şekilde sıralayabiliriz; 1. En fazla uygulama alanını mikroçoğaltım çalışmalarında bulur ki bu durum ıslahçı ya da yetiştiriciye kısa sürede çok sayıda bitkiyi çoğaltma imkanı sunar. 2. Mikroçoğaltım çalışmalarında özellikle genetik stabilite muhafaza edilebildiği sürece sıvı hücre kültürlerinden indirekt olarak somatik embriyo üretimi en yaygın olarak kullanılan bir üretim şeklidir. 3. Bu yöntemle çok sayıda somatik embriyo (örn. 1 gr dokudan 105 adet embriyo üretimi) az bir sıvı besin ortamında aşağı yukarı senkronize bir şekilde üretilebilir. 4. Bu işçilik giderlerini azaltır ve kısmi olarak mekanize olmaya imkan sağlar. 5. Bipolar özelliğinden ötürü somatik embriyolar kök ve sürgün meristemlerinin her ikisini de aynı eksende bulundurur. 6. Sentetik tohum üretimi mümkündür. 7. Gen aktarım çalışmalarında kullanılır. 8. In vitro seleksiyon yapılmak istendiği durumlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Somatik Embriyogenesisin Dezavantajları Somatik embriyogenesis yolu ile bitki regenerasyonunun beraberinde getirdiği bir takım problemleri şu şekilde sıralamak mümkündür; • Tek bir embriyo meydana gelebileceği gibi ikiz, üçüz veya birçok embriyo küme halinde gelişebilir. Bu bitkicik oluşumu sırasında çok sayıda sürgün oluşumuna neden olduğu için sorun olmaktadır. • Tek bir eksen üzerinde bir, iki üç veya daha fazla kotiledon görülebilir. Bu durumda embriyo gelişimi oldukça zayıf olabileceği gibi tamamen veya kısmen kotiledonlar birbirine yapışık durumda bulunabilirler. • Sürgün apeksi etkilenmiş olabilir. • Embriyolar dış görünüş olarak normal görünse de gövde ve yaprak içeren sürgün oluşturmayabilirler. • Embriyo olgunlaştıkça tohum olgunlaşması sırasında olan gelişme olmadığı için direkt olarak bitkicik oluşur. Bu durum olgunlaşmamış zigotik embriyonun kültüre alındığında prematüre gelişmesine benzer ve şekilsiz veya gelişemeyen bitkilerin meydana gelmesine sebep olabilir.

Embriyogenesisi Etkileyen Faktörler – Genotip – Eksplant kaynağı – Besin ortamının içeriği