Ill ABSTRACT Ph.D. Thesis THE STRUCTURE OF THE MATURE EMBRYO SAC IN THE NATURAL TETRAPLOID TRIFOLIUM PRATENSE L. (RED CLOVER) AND LIGHT AND ELECTRON MICROSCOPIC EXAMINATION ON FACTORS WHICH CAUSE LOW SEED SETTING* H.Nurhan BAKAR Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Biology Supervisor : Prof.Dr.Gönül ALGAN 1995, Page: 85 Jury : Prof.Dr.Gönül ALGAN Prof.Dr.Meral ÜNAL Assoc.Prof.Ohat TOKER Light and electron microscopic examinations were done at cell level to research which factors would effect seed formation and the amount of effectiveness at natural tetraploid Trifolium pratense L. (Red clover) variety E2, which was adapted to be a plant having (2n=28) chromosomes by counting chromosomes at root tips. The mentioned plant was collected from Tortum region in Erzurum by Elçi (1982b). The egg cell was observed to be big and vacuolate in samples which were examined at ultrastructural level. Much of the cytoplasm is located around the egg nucleus and there are few numbers of canal shaped endoplasmic reticulum, mitochondria, dictyosomes, plastids and numerous ribosomes relatively distributed throughout the cytoplasm. Unlike the egg cell much of cytoplasm in synergid cells is located at micropylar part of the cell and the synergid cytoplasm contains especially large number of granular endoplasmic reticulum, free ribosomes, mitochondria and plastids. This research which has number 91-25-00-33 was supported by The Research Found of Ankara University.IV Polar nuclei which are located at the center of embryo sac close the egg apparatus contain one nucleolus approximately at the same size and with more electron dense. Much of the central cell cytoplasm consisting of numerous granular and agranular endoplasmic reticulum, mitochondria, ribosomes, plastids, dictyosomes and lipid are placed around polar nuclei. In this investigation, origin of factors handicapping the seed formation and the results were tried to be determined by examining the development of embryo sac at six different phases according to ovary size from the beginning to formation of the seed. Failure of a megaspore mother cell belonging to I. development phase to develop within nucellus occurred in 39% of the ovules and some irregularities during megasporogenesis in some of the ovules at meiotic division were observed. Early degeneration of megaspore mother cell is seen at ovules in which two megaspore mother cells develop together in 32.2% of samples, because of competition. The important point reached at this research is that; some cells of nucellus were determined to develop at the chalazal end of the ovule in 16.7% of samples examined belonging to II. development phase and the division of these cells were observed. In some of the samples, at the subsequent development phase chromosome abortion at the dividing cells among some origin cells, differentiated from nucellus to produce aposporic embryo sac was obtained by electron microscope examination. At III. development phase, embryo sac is not formed in ovules and nucellus remains as a solid tissue in 59.5% of samples observed. At IV. and V. development phases mature embryo sac is formed in 18.1% of ovules examined. At VI. phase, when embryo and seed formation were observed, embryo formation was obtained to be only 5.8%, In 7.7% of samples, undevelopment or lack of embryo because of single fertilization were determined. Embryos are not formed as fertilization does not take place in embryo sacs were egg cell and secondary nucleus became abortives in 6.6% of ovules. In the rest of 79.9% of ovules which are entirely empty or partially empty, no embryo sac is formed. KEY WORDS : Trifolium pratense L., mature embryo sac, seed setting, ultrastructure.

ÖZET Doktora Tezi DO?AL TETRAPLOİD TRIFOLIUM PRATENSE L. (ÇAYIRÜÇGÜLÜ)'DE OLGUN EMBRİYO KESESİNİN YAPISI VE DÜŞÜK TOHUM TUTUMUNA SEBEP OLAN ETMENLERİN IŞIK VE ELEKTRON MİKROSKOBUNDA İNCELENMESİ * H.Nurhan BAKAR Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalı Danışman : Prof.Dr.Gönül ALGAN 1995, Sayfa: 85 Jüri : Prof.Dr.Gönül ALGAN Prof.Dr.Meral ÜNAL Doç.Dr.Cihat TOKER Bu çalışmada, Elçi (1982b) tarafından Erzurum'un Tortum yöresinden alınan ve kök uçlarında kromozom sayımı yapılarak, (2n=28) kromozomlu bir bitki olduğu anlaşılan doğal tetraploid Trifolium pratense L.(çayırüçgülü) E2 çeşidinde, tohum oluşumunu hangi etmenlerin ne kadar etkileyebileceğini araştırmak için ışık ve elektron mikroskobu çalışmaları yapıldı. Ultrastrüktürel seviyede incelenen örneklerde, yumurta hücresinin büyük ve vakuollü olduğu gözlendi. Sitoplazmanın çoğu, yumurta çekirdeğinin çevresinde yer alır ve sitoplazmada az sayıda kanal şeklinde ER, mitokondri, diktiyozom ve plastid ile nispeten bütün sitoplazmada dağılmış çok sayıda ribozom mevcuttur. Yumurta hücresinin aksine, sinerjit hücrelerinde sitoplazmanın çoğu, hücrenin mikropil kısmında yer alır ve özellikle ribozomlu ER, mitokondri, plastid ve serbest ribozom bakımından zengindir. Yumurta cihazına yakın embriyo kesesinin merkezinde yer alan polar çekirdekler yaklaşık aynı boyutta ve elektronca yoğun bir çekirdekçik ihtiva ederler. Granüllü ve granülsüz ER, mitokondri, ribozom, plastid, diktiyozom ve lipid bakımından zengin olan merkezi hücre sitoplazmasının büyük bir kısmı polar çekirdeklerin çevresindedir. Bu araştırma, 91-25-00-33 Numara ile Ankara Üniversitesi Araştırma Fonunca desteklenmiştir.11 Araştırmamızda embriyo kesesi gelişmesini başlangıçtan itibaren tohum teşekkülüne kadar, ovaryum boyuna göre farklı 6 evrede izleyerek, oluşumu engelleyen etmenlerin kökenlerini ve sonuçlarım saptamaya çalıştık. I. gelişme evresine ait incelenen tohum taslaklarının %39'unda nusellusda megaspor ana hücresinin teşekkül etmediği ve tohum taslaklarının bir kısmında megasporogenez sırasında mayoz bölünmede bazı aksaklıkların olduğu gözlendi. Yine bu gelişme evresinde örneklerin %32.2'sinde 2 megaspor ana hücresinin birlikte gelişme gösterdiği tohum taslaklarında rekabetten dolayı bu ana hücrelerin erken dejenerasyonu sözkonusudur. Araştırmamızdan elde ettiğimiz önemli bir husus; II. gelişme evresine ait incelenen örneklerin %16.7'sinde tohum taslağının kalaza tarafında nusellusdan bazı hücrelerin geliştiği ve örneklerin bir kısmında bu hücrenin bölündüğü tespit edildi. Aposporik embriyo kesesini meydana getirmek üzere nusellusdan farklılaşan köken hücrelerin bir kısmında, daha ileri gelişme evresinde elektron mikroskobunda, bölünmekte olan hücrede kromozomların bozuldukları gözlendi. III. gelişme evresinde incelenen örneklerin %59.5'inde tohum taslaklarında embriyo kesesinin teşekkül etmediği ve nusellusun devamlı bir doku halinde olduğu tespit edildi. IV. ve V. gelişme evrelerine ait incelenen tohum taslaklarının %18.1'inde de olgun embriyo kesesinin teşekkül ettiği gözlendi. VI. evrede embriyo ve tohum oluşumu incelendiğinde; embriyo teşekkülünün ancak %5.8 olduğu tespit edildi. Örneklerin %7.7'inde ise, tek döllenme sebebiyle embriyonun teşekkül etmediği veya gelişmediği ve tohum taslaklarının %6.6'sında görülen yumurta hücresi ve sekonder çekirdeğin bozulduğu keselerde döllenme olmadığı için embriyonun meydana gelemediği görüldü. Geriye kalan %79.9 oranındaki tamamen boş veya yarı yarıya boş tohum taslaklarında ise, hiç embriyo kesesinin teşekkül etmediği gözlendi. ANAHTAR KELİMELER : Trifolium pratense L., olgun embriyo kesesi, tohum bağlama, ince yapı.