Şadiye HAYTA SMEDLEY, Nedim ÖZBEK, Arif ANSIZ, MELTEM BAYRAKTAR, AYNUR GÜREL

The Effect of Different Plant Growth Regulators on Callus Induction from Hypocotyl Explants and Plantlet Regeneration Through Somatic Embryo in Cotton (Gossypium hirsutum L.) Genotype Nazilli-143

A simple and reliable protocol has been developed for plantlet regeneration through somatic embryogenesis from suspension cultures of Gossypium hirsutum L. cv. Nazilli-143. Embryogenic callus was initiated from hypocotyl tissues of 7-day-old seedlings. High induction frequencies of the embryogenic callus were obtained on medium containing Murashige and Skoog (MS) salts, Gamborg’s B5 medium (B5) vitamins, 30 g L-1 glucose, 0.75 g L-1 MgCl2, 0.1 mg L-1 Kinetin and 0.1 mg L-1 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and the medium was solidified using 0.7% (w/v) agar (pH 5.8). Embryogenic calli were placed on plant growth regulator (PGR)-free liquid MS medium in order to establish suspension cultures for somatic embryo induction. Suspensions were sieved and the globular somatic embryos were collected and plated onto various types of semi-solid media. Embryo proliferation and maturation processes were best observed on medium containing 2/3 MS plus 1.3 g L-1 KNO3 free from PGR. Plantlets were recovered from 36 % of the matured embryos. Plantlets with a root system and true leaves were removed from the sterile culture and were transferred into a plant growth chamber.

Nazilli-143 Pamuk (Gossypium hirsutum L.) Genotipinde Farklı Bitki Büyüme Düzenleyicilerinin Hipokotil Eksplantlarından Kallus İndüksiyonu Üzerine Etkisi ve Somatik Embriyo Aracılığıyla Bitkicik Rejenerasyonu

Gossypium hirsutum L. cv. Nazilli-143’ün hücre süspansiyon kültürlerinden somatik embriyo yolu ile bitkicik rejenerasyonu için basit ve güvenilir bir protokol geliştirilmiştir. Embriyogenik kallus 7 günlük fideciklerin hipokotil dokularından başlatılmıştır. En yüksek embriyogenik kallus oranı Murashige ve Skoog (MS) besin ortamının makro ve mikro elementleri, Gamborg (B5) besin ortamının vitaminleri ile 30 g L-1 glukoz, 0,75 g L-1 MgCl2, 0,1 mg L-1 Kinetin ve 0,1 mg L-1 2,4 Diklorofenoksi asetik asit (2,4-D) içeren ve % 0,7 (w/v) agar ile yarı katı hale getirilmiş besin ortamında (pH 5.8) elde edilmiştir. Somatik embriyo indüksiyonu için süspansiyon kültürlerini kurmak amacıyla, embriyogenik kalluslar bitki büyüme düzenleyicisi içermeyen sıvı MS besin ortamında kültüre alınmıştır. Süspansiyon kültürleri süzülmüş ve globular yapıdaki somatik embriyolar toplanarak çeşitli yarı katı besin ortamlarına aktarılmışlardır. Embriyo çoğaltımı ve olgunlaşması en iyi, 1,3 g L-1 KNO3 eklenmiş, bitki büyüme düzenleyicisi içermeyen 2/3 MS besin ortamında gözlenmiştir. Olgunlaşmış embriyoların % 36’sından bitkiciğe dönüşüm gerçekleşmiştir. Köklü ve gerçek yapraklara sahip bitkicikler steril kültürden uzaklaştırılmış ve bitki büyüme kabinine transfer edilmişlerdir.

PDF

___

Aydin, Y., Z. Ipekci, T. Talas-Ogras, A. Zehir, A, K. Bayrovic, and N. Gozukirmizi. 2004 High frequency somatic embryogenesis in cotton. Biol. Plantarum 48 (4): 491-495.

Davidonis, G. H., and R. H. Hamilton. 1983. Plant regeneration from callus tissue of Gossypium hirsutum L. Plant Science Letters 32: 89-93.

Finer, J. J. 1988. Plant regeneration from somatic embryogenesis in many cultivars of cotton (Gossypium hirsutum L.). Plant Cell Rep. 7: 481-494.

Firoozabady, E., and D. L. Deboer. 1993. Plant regeneration via somatic embryogenesis in many cultivars of cotton (Gossypium hirsutum L.). In Vitro Cell. Dev. Plant 299: 166-173.

Gamborg, O. L., R. A. Miller, and K. Ojima. 1968. Nutrition requirements of suspension cultures of soybean root cells. Exp. Cell Res. 50: 151-159.

Ganesan, M., R. Chandrasekar, B. D. Ranjitha Kumari, and N. Jayabalan. 2007. Somatic embryogenesis and plant regeneration of Abelmoschus esculentus through suspension culture. Biol. Plantarum 51 (3): 414-420.

Juturu, V. N., G. K. Mekala, and P. B. Kirti 2015. Current status of tissue culture and genetic transformation research in cotton (Gossypium spp.). Plant Cell Tissue and Organ Cult. 120: 813-839.

Khan, T., V. S. Reddy, and S. Leelavathi. 2010. Highfrequency regeneration via somatic embryogenesis of an elite recalcitrant cotton genotype (Gossypium hirsutum L.) and efficient Agrobacterium-mediated transformation. Plant Cell Tissue Organ Cult. 101: 323-330.

Kumria, R., V. G. Sunnichan, D. K. Das, S. K. Gupta, V. S. Reddy, R. K. Bhatnagar, and S. Leelavathi. 2003a. High-frequency somatic embryo production and maturation into normal plants in cotton (Gossypium hirsutum) through metabolic stress. Plant Cell Rep. 21: 635-639.

Kumria, R., S. Leelavathi, R. K. Bhatnagar, and V. S. Reddy. 2003b. Regeneration and genetic transformation of cotton: Present status and future perspectives. Plant Tissue Culture 13: 211-225.

Murashige, T., and F. Skoog. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Plant Physiol. 15: 473-497.

Price, H. J., and R. H. Smith. 1979. Somatic embryogenesis in suspension cultures of Gossypium klotzschianum Anderss. Planta 145: 305-307.

Shoemaker, R.C., L. J. Couche, and D. W. Galbraith. 1986. Characterization of somatic embryogenesis and plant regeneration in cotton (Gossypium hirsutum L.). Plant Cell Rep. 3: 178-181.

Trolinder, N. L. and J. R. Goodin. 1988a. Somatic embryogenesis in cotton (Gossypium) I. Effects of source of explant and hormone regime. Plant Cell Tissue Organ Cult. 12: 178-181.

Trolinder, N. L., and J. R. Goodin. 1988b. Somatic embryogenesis in cotton (Gossypium) II. Requirements for embryo development and plant regeneration. Plant Cell Tissue Organ Cult. 12: 43-53.

Wang, Y. X., X. F. Wang, Z. Y. Ma, G. Y. Zhang, and G. Y. Han. 2006. Somatic embryogenesis and plant regeneration from two recalcitrant genotypes of Gossypium hirsutum L. Agricultural Sciences in China 5 (5): 323-329.

Zhang, B. H., F. Liu, and C. B. Yak. 2000. Plant regeneration via somatic embryogenesis in cotton. Plant Cell Tissue Organ Cult. 60: 89-94.