Somatik embriyonik gelişim, C. arabica ve C. canephora kahve çeşitlerinin, transgenik bitkiler elde etmek için seçilen çeşitlerin vejetatif çoğaltılması için uygulanan bir modeldir. Bu büyük ölçekli klonal çeşit, F1 Arabica’yı hibritlemek amacıyla ve ayrıca bir model bitki farklılaşma çalışması olarak uygulanır. Buna ek olarak, klonlama, germplazm çeşitlerinin laboratuvarda depolanmasına ve araştırma kurumları arasında değiş tokuş için materyalin korunmasına izin verir, çünkü bu türün tohumları oldukça inatçıdır. C. arabica’nın somatik embriyojenezi dolaylı olarak elde edilebilir. Dolaylı somatik embriyogenez ve ardından embriyogenez iki aşamada gerçekleşir. Öte yandan, doğrudan somatik embriyonik gelişim, morfogenez olmadan tek bir aşamada gerçekleşir. Bu iki embriyonik gelişim biçiminin karşılaştırılması, doğrudan yolun dolaylı yoldan daha faydalı olduğunu gösterir.
Tek aşamada gerçekleşen direkt yol, girdiyi, işçiliği ve üreme süresini azaltırken, dolaylı yol, somatik embriyo üretmenin daha maliyetli olduğu iki aşamada gerçekleşir. Bununla birlikte, doğrudan yol daha faydalı olsa da, çoğu çalışma, Arabian radium genotiplerinin vejetatif çoğalmasının esas olarak dolaylı somatik embriyogenez ile elde edildiğini göstermektedir. Dolaylı olarak ekstrakte edilen bitki daha kolay ve bol miktarda embriyo üretirken direkt yolla oluşan embriyo sayısı daha az olur ve bu işlem uzun sürede gerçekleşir. Çalışmalar, C. arabica’nın genotiplerindeki doğrudan yolu belirlemedeki zorluğun, bitki dokusunun kendisi tarafından üretilen maddelerin varlığıyla ilişkili göründüğünü göstermiştir. Bu, C. canephora ve Daucos carota eksplantlarında gösterilmiştir. C. arabica eksplantları tarafından salgılanan maddelerin eklenmesiyle kültür ortamında büyütüldüğünde doğrudan yol inhibisyonu gösterir. Bu sonuç muhtemelen M. arabian’ın genotiplerinde doğrudan yolun saptanmasındaki zorlukla ilgilidir.
Kahvenin rejenerasyonu, anterler, yapraklar ve kökler gibi eksize edilmiş farklı bitki türlerinden somatik embriyogenez ile elde edilebilir. Bununla birlikte, yaprak keşfi, C. arabica genotiplerinde doğrudan veya dolaylı somatik embriyogenez gerçekleştirmek için en yaygın olarak kullanılan suştur. Kahvenin somatik embriyojenezinin, in vitro olarak fidelerden yaprak eksplantlarına uygulandığında, vahşi bitkilerden toplanan yapraklara göre daha etkili olduğuna dair kanıtlar vardır ve bu yanıt, endojen bitki hormonları ile ilişkili olmalıdır. Bu özellik aynı zamanda morfoloji ile de ilgili olabilir, çünkü in vitro fidelerin yaprakları, çevre bitkilerinden elde edilenlerden daha kalın bir kutiküler tabakaya sahiptir. Bu özellik, somatik embriyonik gelişimin etkili bir tepkisi ile sonuçlanan, kültür ortamının bileşenlerinin alımını artırma eğilimindedir. Ek olarak, terminal kahve bitkilerinden alınan yaprak eksplantları kıvrılarak kültür ortamından besin alımını bozabilir.
Greyfurt arabica bitkileri, aşılamadan yaklaşık 60 gün sonrasına kadar kültür ortamında yeşil kalır ve ardından oksitlenir. Bu yanıt, doğrudan veya dolaylı olarak verilen eksplantlarda doğrulanır. Genel olarak, oksidatif eksplantlar yaşla birlikte ortaya çıkar ancak aynı zamanda kahve çekirdekleri veya embriyolar oluşturma potansiyeline sahiptir. Dolaylı yoldan, Coffea arabica bitkisinin somatik embriyoları, eksize edilen bitkinin kültür ortamına aşılanmasından yaklaşık 210 gün sonra oluşurken, doğrudan yoldan yaklaşık 90 gün sonra az sayıda gözlenebilmektedir. Öte yandan, bu iki embriyonik yoldan geçtiğinde somatik embriyo oluşturmayan ve dirençli olarak adlandırılan genotipler de vardır. C. arabica Mundo Novo türünün yaprak eksplantları her iki yolda da somatik embriyolar üretir. Bununla birlikte, aynı genotip, bu yolların her birinde farklı somatik embriyogenez potansiyeline sahip olabilir. Mundo novo kültivarları ve kafeinsiz AC1, AC2 ve AC3 genotipleri dolaylı olarak doğrudan olandan daha fazla somatik embriyo üretti.
Dolaylı somatik embriyonik gelişim nedir?
Ortaya çıkan kahve, dolaylı somatik embriyogenez, somatik embriyoların oluşumu iken, embriyogenez iki aşamada gerçekleşir. Bu türdeki dolaylı somatik embriyogenezin bir başka özelliği de, uzun süreli in vitro kalıcılık nedeniyle klonlanmış bitkilerde somatik somatik sapmanın ortaya çıkmasıdır. Somaklonal sapma, bitki büyümesini ve gelişimini tehlikeye atabilecek mutasyonların oluşumuna yol açtığı için tercih edilmez. Öte yandan, kahve yetiştirme programına dahil edilebilecek genetik çeşitliliğe sahip genotipler elde etmek için ortaya çıkması daha iyidir. Keşfedilen mutasyonların uyarılması için yüksek 2,4 D konsantrasyonları büyütülür. Çalışmaların çoğu, Mushroom Arabica genotiplerinde dolaylı somatik embriyogenezi uygulamak için Sundal ve Sharp protokolünü kullandı. Yenilenme yetenekleri azalmış olsa bile, genellikle bir miktar somatik embriyo üretimi ile yanıt verirler.
nasır oluşumu
Kahvede katalogenez indüksiyonu için MS genotip besiyeri ile genel protokolde 2,4 D ve kinetin ve 30 g/L sukroz eklenmiş bitki düzenleyiciler kullanıldı. Bu noktada, oksin 2,4 D yüksek konsantrasyonda tüketilir ve eksize edilen dokunun endojen oksin metabolizmasının bozulmasına ve hücre bölünmesine neden olur. Çoğu türde, kalkojen oluşumunu sağlamak için oksin stresi gereklidir. Böylece, kallus oluşumunun uyarılmasında, eksize edilen dokunun farklılaşmış somatik hücreleri, işlevsel olmayan bir hücre kütlesi olan kallusu oluşturan hücre bölünmesi ve proliferasyon olaylarının meydana gelmesiyle saygı görür. Ancak kireç indüksiyonu içerdiği de bulundu. NAA ve pikloram gibi oksin türlerinin kullanımına yanıt olarak kahve elde edilebilir.
Sükroz, kollajen oluşumunu uyarmak için enerji sağlamak üzere yüksek konsantrasyonda kullanılır. Arabica eksplantlarının biyokimyasal analizleri, embriyogenez sırasında yüksek çözünür şeker konsantrasyonlarının oluştuğunu ve somatik embriyoların oluşumu ve olgunlaşmasıyla azaldığını göstermiştir. Dolaylı yolda, C. arabica yaprak eksplantları, ekimin başlamasından sonraki 7. günde procambium hücrelerinden kallus oluşturmaya başlar. Genel olarak ekimin 14. gününden itibaren 3 mm kalınlığa kadar eksplantların kenarlarında küçük kahve çekirdeği oluşumunu görmek mümkündür. Bu çekirdekler genellikle kesilen bitkinin sadece bir tarafında veya her iki tarafında oluşur ve daha sonra bitkinin dört tarafını da kaplayacak boyutlara ulaşır.
Erken gelişimde, kahve çekirdekleri hiyalindir, ancak yavaş oksitlenme eğilimindedirler. Dolaylı yöntemlere maruz bırakılan aynı orijinli bir takım eksize edilmiş bitkilerde gelişmeyen ve 5 mm kadar küçük kalan çekirdeklere rastlamak mümkündür. Bununla birlikte, bu çekirdeklerin bazıları somatik embriyolar oluşturma yeteneğine sahiptir, bu da bu süre zarfında gizli göründüklerini gösterir. Ayrıca tüm C. arabica epifitlerinin bir nasır oluşturmadığına dikkat edilmelidir, bu da somatik embriyonik kapasitenin aynı bitkinin veya aynı yaprağın epifitleri arasında farklılık gösterebileceğini düşündürür. Callus arabica ekim başına 90-120 günde yaklaşık 30 mm boyutlara ulaşabilir. Bu dönemde kahve çekirdekleri de oksitlenebilir. Bitki ve nasır bitki örtüsünün oksidasyonu, bu türün dokularında bulunan yüksek fenol içeriği ile ilişkilidir. Eski görünümüne rağmen doğal olarak oksitlenmiş lahananın somatik embriyolar oluşturma yeteneğine sahip olduğu da gözlemlenmiştir.
Embriyogenez, embriyoların indüksiyonu
Dolaylı yolun ikinci adımı için, Sondhal ve Sharp protokolüne göre 20 g/L sükroz eklenmiş MS/2 ortamı, NAA ve kinetin kullanılır. Objektif kallus, kallus indüksiyon ortamından embriyonik gelişim ortamına aktarılır. Bu aşamada, embriyonik merkezlere karşılık gelen kallusun belirli bölümlerinde yer alan spesifik hücrelerden somatik embriyoların başlatılması ve gelişimi vardır. Somatik embriyolar genellikle kültür merkezi ile temas halindeki kahve çekirdeklerinin altında ve ayrıca vidanın üst yüzeyinde oluşur. Öte yandan, tüm lahana somatik embriyolar oluşturmaz. Embriyonik hücrelerin indüksiyonu, nasırın yaşamında belirli bir anda gerçekleşir. Bu indüksiyon penceresi, kullanılan yetiştirme koşullarına ve özellikle hormonal dengeye bağlı olarak, aynı genotipin özdeş fitoplanktonları için farklılık gösterebilir. Aynı bitkide, genetik olarak özdeş hücrelerin belirli bir uyarana farklı tepki verebileceğini gösteren, yetkin veya yetersiz kallus bölümleri bulmak mümkündür.
Embriyonik hücreler, farklılaşma olayının meydana gelmesi nedeniyle hızla bölünme yeteneklerini kaybederler, bu nedenle kallusun embriyonik gelişime geçiş anı çok önemlidir. Kahve çekirdekleri yaşlandıkça, embriyonik hücreler embriyo oluşturma özelliklerini kaybederler. Somatik embriyogenez sürekli bir süreçtir ve aynı kültürde aynı bitki bitkisinde aynı anda birkaç embriyonik aşama meydana gelebilir.
kaynak:
media.neliti.com/media/publications/63679-EN-direct-and-indirect.pdf
scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]
İlk Yorumu Siz Yapın