Bazı zambak (lilium spp.) türlerinin ın vitro çoğaltımı

Abstract

Türkiye; coğrafik konumu, jeomorfolojik yapısı ve çok farklı ekolojik yapısı ile biyoçeşitlilik yönünden dünyanın en önemli gen merkezlerinden biridir. Türkiye Florasında yaklaşık 12.000 bitki taksonu bulunduğu ve bunların %35'inin endemik olduğu bilinmektedir. Bu zenginliğin içerisinde ekonomik potansiyele sahip yaklaşık 1000 geofit taksonu yaşamaktadır. Böylesine yoğun gen kaynağına sahip bir ülke olmamıza rağmen, doğal bitkilerimizden ıslah edilmiş ticari süs bitkisi çeşidi bulunmamaktadır. Ticareti yapılan türler ise halen doğadan sökülmekte ve populasyonlar giderek azalmaktadır. Diğer yandan küresel ısınma, hızlı nufüs artışının getirdiği altyapı-ulaşım-enerji ihtiyaçları doğrultusunda, devamlı artan yapılaşma, özellikle son yıllarda Ülkemizde gerçekleştirilen enerji ve yol atılımları sonucu, barajların yapılması, enerji koridoru olunması ve bölünmüş yol projeleri sonucu; biyolojik çeşitliliğimizin florada in-situ korunması her geçen gün gittikçe zorlaşmış ve ex-situ koruma zorunlu hale gelmiştir. Bütün bu gerekçeler doğrultusunda Türkiye Florasının en önemli varlıkları olan 850 geofit taksonunun yaşadığı en az bir populasyon tespit edilerek usulüne uygun olarak 10'ar adet bitki toplanarak; "Türkiye Geofitleri Bahçesinde" ex-situ koruma altına alınacak; aktif dönemlerinde sergileme serasına alınarak sergileneceklerdir. Ayrıca, tüm geofit taksonlarının DNA'ları izole edilerek ileride yapılacak çalışmalarda kullanılmak üzere depolanacak doğal kaynaklarımızın ülkemiz adına tescili adına bir aşama kaydedilmiş olacaktır. Diğer taraftan; tanıtım, eğitim, yayım ve doğal türlerin kayıt altına alınması amacıyla tüm geofit taksonlarını kapsayan "Türkiye Geofitleri Kataloğu" hazırlanacaktır. Doğal kaynaklarımızı değerlendirebilecek yetkinliğe erişme konusunda; 2006 yılında başlayıp 2009 yılında başarıyla sonuçlanan 105G068 nolu TÜBİTAK destekli proje kapsamında, Tüm Türkiye Florasında yetişen; Colchicum, Iris, Fritillaria, Hyacinthus, Lilium, Nectaroscordum, Polyganatum, Tulipa, Tchihatchewia türleri ve bazı kumul bitki türleri, ilgili enstitülerde koleksiyon bahçeleri oluşturularak muhafaza altına alınmıştır. Mevcut gen havuzları yabancı ülke kökenli türler ve standart çeşitlerle genişletilerek, seleksiyon mutasyon ve melezleme ıslahı yöntemiyle yeni çeşit adayları geliştirilecek, seleksiyon kriterleri, kullanıcı tercih anketleri ve süs bitkileri sektör temsilcileri görüşleri doğrultusunda hedeflenen 183 adet çeşit adayı seçilecek, moleküler düzeyde tanımlanarak tescile başvurulacaktır. Böylece süs bitkileri sektöründe çeşitliliğin sağlanmasına katkıda bulunulacak; özellikle endemik türlerimizden elde edilen yeni çeşitler ile süs bitkileri üretici ve ihracatçısının iç ve dış pazardaki rekabet gücünün yükseltilmesine katkıda bulunulacaktır. Önerilen bu projede, Fritillaria, Iris, Colchicum, Lilium, Hyacinthus, Tulipa türleri ve Pancratium maritumum süs bitkisi olarak kullanımları yanında fitokimyasal özellikleri ve bazı biyolojik aktiviteleri açısından incelenecektir. Proje kapsamında, seçilen materyalde moleküler düzeyde karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilecektir. Bu kapsamda, Colchicum, Fritillaria, Hyacinthus, Iris, Lilium, Nectaroscordum, Polyganatum, Tulipa türlerinden geliştirilen çeşit adayları; AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism, çoğaltılmış parça uzunluk polimorfizmi), ISSR (Inter Simple Sequence Repeats-basit dizi tekrar araları) ve kloroplast genomundaki kodlama yapmayan trnL-trnF bölgesine özgü markörler ile moleküler düzeyde tanımlanacaktır. Bu analizlere ek olarak, türe özgün SSR (Simple Sequence Repeats) ve EST-SSR (Expressed Sequence Tags-SSR, EST basit dizi tekrarları), markör analizleri ile çeşitleri belirleyici DNA profilleri elde edilecektir. Tüm AFLP analizleri ve kloroplast genomuna özgü markörlerin analizi floresan temelli yeni nesil kapiler elektroforez sistemi olan GeXp GenomeLab Genetik Analiz cihazı kullanılarak gerçekleştirilecektir. Böylelikle genomda tek baz değişimlerinden dahi kaynaklanabilecek ve çeşitleri birbirinden ayırabilecek tüm yapısal değişimler detaylı olarak incelenecek ve çeşitlerinin moleküler düzeyde tanımlanması mümkün olacaktır. Yapılan çalışma sonunda DNA parmakizi profilleri geofit çeşit adaylarının seçiminde belirleyici kriter olarak kullanılabilecektir. Ayrıca DNA parmakizi profilleri ulusal yeni çeşitlerin yasal olarak koruma altına alınmasına katkıda bulunacaktır. Sonuç olarak bu proje; Türkiye geofitlerinin ex-sitü muhafaza altına alınması, yerel kaynaklarımızla ilk defa çeşit geliştirilmesi, geliştirilen çeşitlerin moleküler düzeyde tanımlanması ve pek çoğu tıbbi bitki olan geofitlerin biyolojik aktivitelerinin belirlenmesi yönünde temel, çok disiplinli örnek bir çalışma olacaktır.

Turkey, with critical geographic position, geomorphic structure and a quite large diversity of habitats, is one of the very important gen centers in terms of biodiversity. It is indicated that there are 12.000 plant taxons in Turkey, 35 percent of them are endemic and among them approximately 1000 geophyte taxons are economically important. Although having such great genetic resources, there is no commercial ornamental plant variety which is bred from our natural plants. Even, continually collection of commercial wild species from the nature with unrestrained way cause dramatic diminish in their populations are from day to day. Global warming, increase in the constructions of groundwork and transportation and also energy demand of growing population, especially, last years, increase in energy and motor way construction projects, building of barrages, etc. cause difficulties in in-situ conservation of biological flora. So, ex-situ conservation becomes the only alternative solution. In this project; at least one population of very important 850 geophyte taxons of Turkish Flora will be identified and 10 plants for each taxons will be conserved ex-situ in the "Garden of Turkey's Geophytes" and also they will be exhibited at their active stage in the exhibition glasshouses. Also, in all geophyte taxons, DNA will be isolated and stored for future studies. All these activities will make important contibution for the registration of our genetic resourses. Additionaly, for the purposes of advertisement, education, publication and in order to chain our natural species, "Catalogue of Turkey's Geophytes" will be prepared. For the evaluation of our natural resources, a project supported by TUBITAK (105G068), realized succesfully between 2006-2009. In the frame of this project, Colchicum, Iris, Fritillaria, Hyacinthus, Lilium, Nectaroscordum, Polyganatum, Tulipa, Tchihatchewia species and some other dune plant species had been conserved in the collection gardens of respective institutes. In this proposed project; existing gen pools, species from other countries and standart varieties will be expanded, by using selection, mutation and hybridization techniques, new variety candidates will be developed. By considering the selection criteria, surveys of customer preferences, and necessities of ornamental plant sector, 183 variety candidates will be selected and molecularly characterized to be registered. By this way, this project will contribute to the addition of new varieties to the ornamental plant sector and also, especially, obtaining of new varieties from our endemics will increase the competitive strenght of Turkish ornamental plant producers all around the world. In the proposed project, phytochemical properties of the bulbous plant species entitled Fritillaria, Iris, Colchicum, Lilium, Hyacinthus, Tulipa species and Pancratium maritumum along with their biological importance will be examined in addition to their uses for ornamental purposes. Additionally, nine different geophyte species (Colchicum, Iris, Lilium, Fritillaria, Polyganatum, Nectaroscordum, Tulipa and Hyacinthus) will be characterized by molecular markers including AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism), three non-coding region (trnL-trnF) of chloroplast DNA genome and ISSR (Inter Simple Sequence Repeats). Species-specific SSR (Simple Sequence Repeats) and EST-SSR (Expressed Sequence Tags-SSR) molecular marker technologies will also be used for the determination of distinctive DNA profiles for each species. All AFLP profilling and DNA sequencing analyses will be performed by using new generation fluorescent-based capillary electrophoresis system, GeXP GenomeLab Genetic Analysis System (by Beckman Coulter). In this way, all genomic variations, which may arise even from a single base difference and structural changes between species will be examined in detail. Obtained genetic information and DNA fingerprinting profiles from these analyses will make possible to identify these geophyte species at molecular level. Furthermore, these data will also provide the protection of national new species legally. As a result, this proposed project will be an example of multi disciplinary studies for conservation of Turkey's geophytes, developments of new varieties with our natural resources, molecular characterization of new varieties and determination of biological activities of the mentioned geophytes for their pharmacetical evaluation