Kahve cinsi Rubiaceae familyasına aittir ve 100’den fazla tür içerir. Bununla birlikte, yalnızca Coffea arabica ve Coffea canephora türleri ticari olarak mevcuttur, birincisi küresel kahve üretiminin yaklaşık %75’ini, ikincisi ise kalan %25’ini oluşturur. Brezilya, küresel ihracatın yaklaşık %70’ini oluşturan dünyanın en büyük kahve üreticisi ve ihracatçısıdır. Arabica, tüm dünyada tüketilen güzel, uyarıcı bir içecek üretmek için bu hakimiyete sahipken, C. canephora kahvesi daha az aromalıdır ve öncelikle hazır kahve endüstrisi için tasarlanmıştır.
Kahve ıslahı, C. arabica ve C. canephora’nın genotiplerini birleştirerek her iki türün de güçlü özelliklerine sahip genetik olarak stabil çeşitler ortaya çıkarmayı amaçlar. Geleneksel kahve yetiştiriciliği, yaklaşık 40 yaşında olan ve her döngü beş yıla karşılık gelen yeni bir çeşit üretmek için altı ila sekiz seçim döngüsü gerektirir. Ancak bir nesli tutarlı bir şekilde değerlendirmek için dört ila beş ürün gerekir. Ek olarak, güvenilir verim verileri elde etmek için beş yaşından büyük bitkileri değerlendirmek önemlidir. Islah programında, seçim aşamasında, yavruların ara grupları oluşturulur ve her biri farklı bir genetik yapıya sahiptir. Böylece her yavru tek bir bitkiye karşılık gelir.
Seçim aşamasında, progenitörler, iyi farklılaşmış bitkilerin oluşumunu destekleyen heterotrofi karakteristiğine sahiptir. Bu bitkilerden bazıları biyotik ve abiyotik faktörlere tolerans, yüksek verim, mükemmel içecek kalitesi gibi özel özelliklere veya tüm bu özelliklere sahip olabilir. Bir soyağacının özel olup olmadığını kontrol etmek için, tarladaki tarımsal performansına göre yayımlanması ve değerlendirilmesi gerekir. Bu aşamadan sonra yavru klonal çeşit olarak salınabilir. Seçilen deneklerin klonlanması, genetik ayrıma gerek kalmadan tüm seçilim ve iyileştirme kazanımlarının yakalanmasına izin verir.
Ara genotiplerin üremesi tohumla ıslah programında belirtilmez çünkü çimlenmeden kaynaklanan bitkiler, özel özelliklerin kaybına yol açan bir genetik ayrışmaya sahip olabilir. Bu nedenle, genotiplerini korumak için bu genotiplerin vejetatif çoğaltılması önerilir. Kahve bitkilerinin vejetatif çoğaltımı kesme yöntemiyle sağlanmış ve C. canephora türleri bu işleme çok iyi yanıt verirken, Arabica bitkileri bu yöntem ile daha az verimli ve düşük üreme oranına sahip olmuştur. Genel olarak, Mantar arap genotipleri, in vitro yetiştirme yoluyla vejetatif olarak çoğaltılır. In vitro doku kültürü, bitki doku kültürü, hücrelerin, dokuların veya organların steril koşullar altında yetiştirilmesidir. Ayrıca su, mineraller, vitaminler, karbon kaynağı ve bitki büyüme düzenleyicileri gibi çeşitli bileşenleri içeren yapay kültür ortamlarının kullanımını içeren bitki biyoteknolojisine de aittir. Bitki doku kültürü, somatik embriyonik gelişim gibi mikro üreme süreçlerini içerir.
fiziksel embriyonik gelişim
Embriyogenez, ana dokuya vasküler bir bağlantının ve zigotik olmayan bir hücrenin embriyonik bipolar yapısının geliştirildiği süreç olarak tanımlanır. Bu süreç, bitki dokularının tüm somatik hücrelerinin eksiksiz ve işlevsel bir bitki üretmek için gerekli genetik bilgiyi içerdiği hücre stresi kavramına dayanmaktadır. Somatik embriyogenez sürecinde gametofitlerin füzyonu yoktur, yalnızca eksize edilen dokunun somatik embriyoların oluşumundan sorumlu olacak somatik hücreleri vardır. Bu embriyolar, bitki donör bitki ile benzer bir genetik yapıya sahip bir bitkiye dönüşecek olan döllenmiş embriyo ile aynı gelişim aşamalarından geçer. Somatik embriyogenezin meydana gelmesi, embriyonik karakter kazanan farklılaşmış eksize edilmiş doku hücrelerinin indüksiyonu ve ardından somatik embriyogenezin ekspresyonu ile ilişkilidir. Bu nedenle, bu işlem, kesilen farklılaşmış dokunun hücrelerinde mevcut olan ve embriyonik genlerin ifadesi ile değiştirilecek olan gen ifade modelinin sonlandırılmasını içerir. Ancak embriyonik program tüm hücrelerde aynı anda gerçekleşmez, sadece bazılarında gerçekleşir. Somatik bir hücreyi yetkin embriyonik aşamaya yeniden programlamak için birkaç değişiklik meydana gelebilir.
Embriyonik hücreler farklı özelliklere sahiptir, benzersizdir, küçüktür ve yüzeysel olarak meristem hücrelerine benzer. İzometrik şekiller, küçük vakuoller, lekeli çekirdekler, bol organeller, kalın hücre duvarı ve nişasta birikimi bakımından da benzerler. Somatik embriyogenez, kök hücrelerin embriyonik yetkinliği ile yakından ilişkilidir. Embriyonik yetkinliğin kazanılmasının, kültür ortamındaki bitki büyüme düzenleyicilerine doku duyarlılığını artıran ve somatik embriyogeneze yol açan olayları düzenleyen endojen bitki hormonlarının düzeyi ile ilişkili olduğu varsayılmaktadır. Somatik embriyogenez, çoğu bitki türüne uygulanabilir, ancak bunun için bitki bitki tipi, kültür ortamı ve büyüme ortamı durumu gibi uygun koşulların mevcut olması gerekir.
Doğrudan somatik embriyonik gelişim
C. arabica’da somatik embriyogenezin doğrudan süreci, bu yolun ana özelliği olan tek bir aşamada gerçekleşir. Bu durumda, nakledilen doku hücreleri önceden tanımlanır ve nakil için donör yapraktan çıkarılmadan önce embriyonik gelişim için uygundur. Ayrıca, kültivasyonun başlamasından kısa bir süre sonra somatik embriyolara farklılaşabilir. Bu yolda yaprak mezenkimal hücrelerinden embriyo oluşumu gerçekleşir. Doğrudan eksize edilen bitkide embriyonik doku oluşumu olgusu, spesifik hücrelerin çoğalması olarak tanımlanır. Bu klonlama, pro-embriyoların bir tür büyük ölçekli reprodüksiyonudur. Bu nedenle, pre-embriyonik hücreler bitki dokularında klonlanır. Dolaylı süreçte tanımlanan embriyonik hücrelere kıyasla daha az genetik yeniden programlama gerektirir. Doğrudan yolda, hücresel yeniden programlama ihtiyacı dolaylı yoldan farklıdır.
Doğrudan yola yanıt vermek için, kahve eksprese eden hücrelerin yalnızca, oluşumunu normalde oksinin inhibe ettiği sitokin benzeri bir bitki büyüme düzenleyicisiyle temasa geçmesi gerekir. Marjin hücrelerinin keşfedilmesi, kültür ortamındaki sitokinlere yanıt olarak somatik embriyolara farklılaşır. Doğrudan yolun etkinliği, genç yapraklardan alınan eksplantlarla da ilişkili görünmektedir. Öte yandan, doğrudan somatik embriyogenezde somatik varyansın görünümü, somatik embriyolar bir aşamada oluştukça küçük olma veya kaybolma eğilimindedir.
Direkt yolakta, eksplantların kültür ortamına inokülasyonundan sonra, kültürün 15. gününde görüntülenebilen embriyonik yapıların oluşumu gerçekleşir. Embriyonik yapılar, dikdörtgen bitkinin ortalama olarak bir veya her iki tarafında oluşur. Normalde, bu yapıların boyutları 2 ila 4 mm arasında değişir ve ekimin sonuna kadar bu şekilde kalır. Kültivasyonun başlamasından yaklaşık 50 gün sonra yapılar oksitlenmeye başlar ve 150 günde tamamen oksitlenir. Somatik embriyoların oluşumu genellikle ekimin 90. gününde başlar, ancak bu sayı düşük miktarlarda ve yaklaşık 120. günde artma eğilimi gösterir. Eksize edilen bitkilerin kenarlarında oluşmaya ek olarak, somatik embriyolar embriyonik yapıların yüzeyinde de gelişir.
fiziksel fetüs
Somatik embriyogenezin ana ürünü somatik embriyodur. Somatik embriyolar, bitki aşamasına gelene kadar farklı gelişim aşamalarından geçen yapılardır. Bu gelişim aşamaları, döllenmiş embriyoların aynı gelişim aşamalarına karşılık gelen tüm morfolojik özelliklerle, yani küresel, kardiyak ve fide olmak üzere mükemmel bir şekilde aşamalandırılır. Somatik embriyolar, kök, hipokotiledon ve kotiledonları gösteren iki ebeveynli morfolojik yapılardır. Endosperm farklılaşması göstermez ve başlangıç ve gelişimden sonra eksize edilen dokudan bağımsızdır. Ayrıca döllenmiş embriyolarda olduğu gibi bir olgunlaşma veya kuruma aşamasından geçmez. Bu sistem, başlangıcında ve gelişmesi sırasında ana veya bitki bitkisinin damar dokusuna bağlı değildir. Ayrıca doğrudan yolda, aynı bitkide farklı gelişim aşamalarındaki somatik embriyoları bulmak mümkündür. Bu tepki modeli dolaylı nasırda da bulunabilir.
Doğrudan ve dolaylı yollarla üretilen somatik embriyolar, çimlenme aşamasına aktarılır ve genellikle 20 g/L sukroz ile desteklenmiş ve bitki büyüme düzenleyicileri içermeyen MS/2 kültür ortamı kullanır. Aynı ortam fide aşamasına kadar embriyo büyümesi ve gelişimi için kullanılabilir. Bu gözlemler, kahve somatik fetüslerin gelişim evreleri arasında farklılaşmayı destekleyen bir hormonal dengeye sahip olduğunu göstermektedir. Sadece tomurcuklanmanın, büyüme ve gelişme için bitki düzenleyicileri içermeyen bir kültür ortamından besin gerektirebileceği anlaşılıyor.
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