Arpada (Hordeum vulgare L.) tuzluluğa toleransın ın vitro koşullarda belirlenmesi

Abstract

Abiyotik stres faktörlerinden biri olan tuzluluk, bitkilerin büyümesini, gelişmesini ve ürün verimini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu çalışmada, arpa bitkisinin (Hordeum vulgare L.) Bülbül-89, Tarm-92 ve Tokak-157/37 çeşitlerine ait olgun embriyolarında kallus ağırlığı, kallus oluşumu ve rejenerasyon kapasitesi üzerine tuzluluk stresinin etkisi belirlenmiştir. Doku kültürü tekniklerinden kallus kültürü tekniği kullanılarak gerçekleştirilen çalışmada, ilk aşamada, olgun arpa embriyolarının farklı tuz dozlarını (0, 4, 8, 12, 16 ve 20 g/l) içeren MS besin ortamlarında kallus oluşturması sağlanmış ve kallus oluşturan embriyolar tuz içermeyen besin ortamlarında rejenere edilmiştir. Diğer aşamada ise olgun arpa embriyolarının öncelikle tuz içermeyen MS besin ortamlarında kallus oluşturması sağlanmış ve kallus oluşturan embriyolar farklı tuz dozlarını (0, 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28 ve 32 g/l) içeren besin ortamlarında rejenere edilmiştir.Kontrol grubu olarak 0 g/l tuz dozunun kullanıldığı çalışmada, elde edilen varyans analizi sonuçlarına göre, farklı tuz dozlarını içeren besin ortamlarında kallus oluşumu sağlanan olgun embriyoların kallus ağırlığının tuz dozlarının artmasına bağlı olarak azaldığı belirlenmiştir. Bülbül-89 ve Tokak-157/37 çeşitlerinde, tuz stresinin rejenerasyon kapasitesi üzerindeki olumsuz etkisi 8 g/l tuz dozundan sonra görülürken Tarm-92 çeşidinde ise 4 g/l tuz dozundan sonra görülmüştür. Diğer aşamada ise tuz içermeyen besin ortamlarında kallus oluşumu gerçekleştirilen olgun arpa embriyolarında kallus ağırlığı bakımından sadece çeşitler arasında farklılık bulunmuştur. Olgun embriyolar farklı tuz dozlarını içeren besin ortamlarında rejenere edilmiştir. Bülbül-89 ve Tarm-92 çeşitlerinde, kontrol grubu ile kıyaslandığında, tuz stresinin rejenerasyon kapasitesi üzerindeki olumsuz etkisi 12 g/l tuz dozundan sonra görülmüş; ancak 32 g/l tuz dozuna kadar önemli bir düşüş gözlenmemiştir. Tokak-157/37 çeşidinde ise kontrol grubu ile kıyaslandığında, tuz stresinin rejenerasyon kapasitesi üzerindeki olumsuz etkisi 8 g/l tuz dozundan sonra görülmüş ve yine 32 g/l tuz dozuna kadar önemli bir düşüş gözlenmemiştir. Farklı tuz dozlarını (0, 4, 8, 12, 16 ve 20 g/l) içeren besin ortamlarında kallus oluşumunun sağlandığı aşamadan elde edilen sonuçlara göre, kallus kültürü tekniği kullanılarak Bülbül-89 ve Tokak-157/37 çeşitlerinin tuza orta derecede dayanıklı olduğu ve Tarm-92 çeşidinin ise diğer iki çeşide göre tuza daha duyarlı olduğu belirlenmiştir. Üç arpa çeşidinde, tuzluluğa toleransta genotipin önemli bir etkisinin olduğu saptanmıştır. Tuzluluğa toleransı in vitro yöntemlerle belirlenen arpa çeşitlerine ilişkin tohum örneklerinde, depo proteinlerinin dizilişleri elektroforez yöntemi ile belirlenerek birbirinden farklı hordein bant desenleri oluşturan çeşitlerin genetik olarak farklı yapıda oldukları saptanmıştır.

Salinity is one of an abiotic stress that affects the growth, development and crop yield of plants negatively. In this study, the effect of salinity stress on callus weight, callus induction and regeneration capacity of mature embryos of barley (Hordeum vulgare L.) varieties; Bülbül-89, Tarm-92 and Tokak-157/37 was investigated. In the first stage, callus induction response of mature barley embryos on MS nutrient media supplemented with different salt concentrations (0, 4, 8, 12, 16 and 20 g/l) were tested and plants were regenerated from these callus cultures on nutrient media without salt. The reverse approach was also tested. Firstly, callus induction from mature embryos on MS nutrient media without salt was achieved and plants were regenerated in the nutrient media containing different salt concentrations (0, 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28 and 32 g/l).The results of the variance analyses pointed out that callus weight decreased as the salt concentration increased in the media. The negative effects of salt on the regeneration process was noted to be evident at and over 8 g/l NaCl in Bülbül-89 and Tokak-157/37 whereas this effect was noted to be significant at and over 4g/l for Tarm-92 variety. The weight of the callus, developed on media devoid of salt, showed variation with respect to difference of the varieties used. The regeneration process (conducted under salt stress) was negatively effected at and above 12 g/l, however no significant reduction was observed until 32 g/l NaCl concentration for Bülbül-89 and Tarm-92. For Tokak-157/37 the negative effects were observed at and over 8 g/l however, 32 g/l concentration again was observed to be the critical boundary for significant reduction effects. These results demonstrated that Bülbül-89 and Tokak-157/37 were moderately resistant to salt whereas Tarm-92 was sensitive to salt when compared to the other two varieties. For all three varieties, resistance to salinity was observed to be genotype dependent. Salt tolerance levels of the barley varieties determined by in vitro techniques were subjected to molecular analysis by determing the sequance of storage protein profiles. Electrophoresis studies determined hordein band profiles spesific to varieties and showed them to be genotype dependent.