ABSTRACT PHJD.THESIS THE EFFECTS OF GENOTYPE, MEDIUM AND GROWTH CONDITION OF DONOR PLANTS ON THE HAPLOID PRODUCTION FROM ANTHERS OF DURUM WHEAT (Triticum targidum L.) AND CYTOLOGICAL ANALYSES OF REGENERANTS Münevver DO?RAMACI-ALTUNTEPE DEPARTMENT OF FIELD CROPS INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Advisers: Prof. Dr. Rüştü HATİPO?LU Prof. Dr. Prem P. JAUHAR Yean 2000, Page, 135 Jury: Prof. Dr. Rüştü HATİPO?LU Jury: Prof. Dr. Prem P. JAUHAR Jury: Prof Dr. İbrahim GENÇ Jury: Prof. Dr. Ekrem KÜN Jury: Prof. Dr. Tacettin YA?BASANLAR Anther culture is being increasingly used in cereal crop improvement bom as a source of haploids and for inducing new genetic variation. In the present study, the androgenetic ability often cultivars of durum wheat {Triticum targidum L., In = Ax = 28; AABB) has been investigated, using three different growth conditions and four media. From a total of 86,400 anthers cultured, 324 plants were obtained: 248 green and 76 albino. Genotypes, growth conditions, and media significantly affected anther response and callus production; interactions were also significant Green plant regeneration was influenced significantly by genotype and growth condition, as well as by genotype * growth condition interactions. Albino plant regeneration was affected significantly only by growth condition. Regenerants showed gametoclonal/somaclonal variation. Differences in morphology, growth habit, adult plant height, spike size, and development of spikes at the first nodes were observed. Mitotic and meiotic chromosomes were studied by conventional staining and fluorescent genomic in situ hybridization techniques. Chromosome numbers of the regenerants ranged from 14 to 70. All 76 haploid plantlets (2/i = 2x = 14; AB) were albino. Some of the 28-chromosome regenerants also were albino. Chromosome number in the green plantlets ranged from 28 to 70. Chromosome number also varied in regenerants originating from the same callus. Both intergenomic and mtragenomic multivalents were recorded. An interesting feature was die preferential multiplication of B-genome chromosomes, which formed multivalents (trivalents, quadrivalents and hexavalents). We observed several chromosomal abnormalities, which seemed to increase with the level of polyploidy. Translocations, dicentric chromosomes, chromatid breaks and exchanges, and Robertsonian translocations involving the A- and B-genome chromosomes were observed. Chromosome breakages resulting in centric and acentric fragments, as well as telocentrics were also recorded. Chromosome multiplication and structural aberrations induced during culture may constitute the bases of gametoclonal and somaclonal variations. From the results of the study, it was concluded mat to standardize the anther culture technique for durum wheat new media formulations can be examined in future experiments using the successful cultivars for green plant regeneration from this study. Key words: Triticum turgidum, Anther culture, Genotype, Medium, Growth conditions of donor plants. -I.

« öz DOKTORA TEZÎ MAKARNALIK BUĞDAY (Trüicum turgidum L.) ANTER KÜLTÜRÜNDE GENOTİP, BESİ ORTAMI VE DONOR BİTKİ YETİŞTİRME KOŞULLARININ HAPLOİD BİTKİ ÜRETİMİNE ETKİLERİ VE REJENERANTLARIN SİTOLO JİK ANALİZLERİ Münevver DOĞRAMACI-ALTUNTEPE TARLA BİTKİLERİ BÖLÜMÜ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ Danışmanlar Prof. Dr. Rüştü HATİPOĞLU Prof. Dr. Prem P. JAUHAR Yıl: 2000, Sayfe, 135 Jüri: Prof. Dr. Rüştü HATİPOĞLU Jüri: Prof. Dr. Prem P. JAUHAR Jüri: Prof. Dr. İbrahim GENÇ Jüri: Prof. Dr. Ekrem KÜN Jüri: Prof. Dr. Tacettin YAĞBASANLAR Anter kültürünün tahıl ıslahında hem haploid hem de yeni genetik varyasyon kaynağı olarak kullanımı artmaktadır. Bu çalışmada 1 0 makarnalık buğday {Trüicum turgidum L., 2n = 4x = 28, AABB) çeşitinin androgenetîk kabiliyetleri, 3 farklı büyüme koşulu ve 4 farklı besi ortamı kullanılarak araştırılmıştır. Toplam 86,400 anter kültüre alınmış, 324 bitki elde edilmiştin 248 yeşil ve 76 albino. Genotipler, büyüme koşulları ve besi ortamı anter reaksiyonunu ve kallus üretimini önemli derecede etkilemiştir, aynı zamanda bunların interaksiyonları da önemli bulunmuştur. Yeşil bitki rejenerasyonu genotipler, büyüme koşullan ve aynı zamanda bunların mteraksiyonlarından önemli derecede etkilenmiştir. Albino bitki rejenerasyonu sadece büyüme koşullan tarafından önemli derecede etkilenmiştir. Rejenerantlarm gametoklonal/somaklonal varyasyon gösterdikleri saptanmıştır. Morfolojik farklılıklar, habitus, bitki boyu, başak büyüklüğü ve ilk boğumlarda başaklar gözlenmiştir. Mitotik ve mayotik kromozomlar geleneksel boyama ve fluorescent in situ hybridization teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Rejenerantlann kromozom sayılan 14 ile 70 arasında değişiklik göstermiştir. Elde edilen 76 haploid (2« = 2x = 14; AB) bitkiciğin tamamının albino olduğu saptanmıştır. Bazı albino bitkilerin in = 28 kromozoma sahip oldukları saptanmıştır. Yeşil bitkilerin kromozom sayılan 28 ile 70 arasında değişmiştir. Kromozom sayısı, aynı kallustan rejenere olan yeşil bitkilerde dahi değişmiştir. Hem intergenomik hem de intragenomik multivalentler kayıt edilmiştir. İlginç bir özellik ise multivalentler (trivalentler, quadrivalentler ve hexavalentler) oluşturan B-genom kromozomlarının tercihen katlanması idi. Ploidi seviyesinin artışı ile arttığı görülen değişik kromozom anormallikleri gözlenmiştir. Translokasyonlar, disentrik kromozomlar, kromatid parcalanmalan ve değişimleri, ve A- ve B-genom kromozomlan arasında Robertsonian translokasyonlan gözlenmiştir. Sentrik ve asentrik parçacıklara neden olan kromozom parçalanmaları, yanında telosentrik kromozomlara da rastlanmıştır. Kültür boyunca oluşan kromozom katlanması ve yapısal değişimlerin gametoklonal ve somaklonal varyasyonları meydana getirebileceği sonucuna varılmıştır. Bu çalışmadan elde edilen bulgulardan, makarnalık buğdayda anter kültürü tekniğinin standart hale getirilmesi için bu çalışmada yeşil bitki rejenerasyonu başarılı olan çeşitler kullanılarak yeni besi ortamlan üzerinde çalışılabileceği sonucuna varılmıştır. Anahtar kelimden Trüicum turgidum, Anter kültürü, Genotip, Besi ortamı, Donor bitki yetiştirme koşullan. n.