Partikül bombardımanı yöntemi ile mısır (Zea mays L.) bitkisine gen aktarımı

Abstract

Bu çalışmanın temel amacı, Türkiye'de üretilen yerli mısır (Zea mays L.) ırklarına partikül bombardımanı (biyolistik) yöntemi ile gen aktarımı (transformasyon) ve doku kültüründe rejenerasyon şartlarının optimize edilmesidir.Doku kültürü şartlarının optimizasyonu bitkilerde gen aktarımının başarısı için gereklidir. Monokotil bir bitki olan mısırın doku kültürünün ve fertil rejenerant bitkileri elde etmenin zor olduğu bilinmektedir. Doku kültürü çalışmalarında Chu N6 ve MS besi ortamları kullanılmıştır. Uygulamada duyulan ihtiyaca göre kullanılan besi ortamlarının optimizasyonu yapılmıştır.Bu çalışma kapsamında en uygun kültivarı tespit etmek için Sakarya Tarımsal Araştırmalar Enstitüsü (STAE) tarafından geliştirilen ve ikinci ürün potansiyeli yüksek olan ADK 310, ADK 451, ADK 455, ADK 599, ADK 694, ADK 737 yerel mısır hatları kullanılmıştır. ADK 737 bu çalışmalar için en uygun hat olarak belirlenmiştir.Partikül bombardımanı ile gen aktarımı, mısır bitkisinin transformasyonu çalışmalarında kullanılan en etkili yöntemlerden birisidir. En iyi metotu bulabilmek için partikül bombardımanında atış tekrarı (bir defa ve iki defa), atış mesafesi (6 cm ve 9 cm), helyum gazı basıncı (650 psi ve 1100 psi) ve ozmotik muamele süresi (1 saat, 4 saat ve 20 saat) parametreleri denenmiştir ve optimum parametreler tespit edilmiştir.Bu çalışmada kullanılan gen kasetleri Doç. Dr. Selma Onarıcı'nın yürütücülüğündeki TOVAG 109O664 numaralı TÜBİTAK projesinden temin edilmiştir. Plazmitler, seçilimde kullanılan bar selektif genini içermektedir. Gen aktarımı ve rejenerasyon çalışmaları sonrasında elde edilen bitkilerden yapılan PZR analizleri ile geni alan bitkiler tespit edilmiştir.

The main objective of this study was to optimize the conditions for the tissue culture and gene transfer into Turkish local maize (Zea mays L.) cultivars via particle bombardment.Optimization of the tissue culture conditions is necessary for the successful plant transformation. It is known that (commonly accepted that) tissue culturing and regenerating fertile plantlets are difficult in maize since it is a monocot plant. Murashige and Skoog (MS) and Chu (N6) tissue culture mediums were used in this study. All mediums were arranged for the optimum plant growth (and plant morphogenesis).Several maize cultivars were tested to determine the best local maize lines for the alternate crop in the field, and ADK 310, ADK 451, ADK 455, ADK 599, ADK 694 and ADK 737 lines were selected. These lines were developed by Sakarya Agricultural Research Institute (STAE). ADK 737 was determined the most suitable line for transformation studies.Gene transfer via particle bombardment is one of the most efficient methods for maize transformation. In order to optimize particle bombardment method, some parameters were tested such as once and twice shooting repetition, 6 cm and 9 cm shooting distance, 650 psi and 1100 psi pressure for helium gas, and 1, 4 and 20 hours osmotic treatment. Optimum parameters for maize transformation via particle bombardment were described.Gene cassettes used in this study were provided from the TUBITAK , grant number TOVAG-109O664 that is directed by Assoc. Prof. Dr. Selma ONARICI. Plasmids with bar selective gene were used. Transformant plants produced from transformation and regeneration were detected with PCR analysis.