Somatik embriyogenez, C. arabica ve C. canephora kahve turlerine, transgenik bitkiler elde etmek icin seckin cesitlerin vejetatif cogaltilmasi icin bir uygulama modelidir. Bu buyuk olcekli klonal kultivar, Arabica F1 hibrid amaciyla ve ayrica bitki farklilastirma calisma modeli olarak uygulanir. Ek olarak, klonlama, arastirma kurumlari arasinda degisim icin in vitro germplazma kultivarlari stokuna ve materyallerin korunmasina izin verir, cunku bu turun tohumlari bir dereceye kadar inatcidir. C. arabica somatik embriyo olusumu dolayli yoluyla elde edilebilir. Dolayli somatik embriyojenez kallojenez, ardindan embriyojenez iki asamada meydana gelir. Ote yandan, dogrudan somatik embriyogenez, callogenesis olmaksizin tek bir asamada meydana gelir. Bu iki embriyogenez formu arasindaki karsilastirma, dogrudan yolun dolayli yoldan daha avantajli oldugunu gosterir.


Tek bir asamada meydana gelen dogrudan yol, girdileri, isciligi ve yetistirme suresini azaltirken, dolayli yol, somatik embriyo uretmenin daha yuksek maliyetli oldugu iki asamada ortaya cikar. Ancak dogrudan yolun daha avantajli olmasina ragmen, cogu calisma, C. arabica genotiplerinin vejetatif cogalmasinin esas olarak dolayli somatik embriyogenez ile saglandigini gostermektedir. Dolayli yolda, bu turun eksplantlari daha kolay ve yuksek miktarda embriyo uretirken, direkt yolda olusan embriyo sayisi daha azdir ve bu surec uzun surede gerceklesir. Calismalar, C. arabica genotiplerinde dogrudan yolun olusmasinin zorlugunun eksplant dokusunun kendisi tarafindan uretilen maddelerin varligiyla iliskili gorundugunu gostermistir. Bu, C. canephora ve Daucos carota eksplantlarinda gosterilmistir. C. arabica eksplantlari tarafindan salgilanan maddelerin ilavesiyle kultur ortaminda kultive edildiklerinde dogrudan yolun inhibisyonunu gosterir. Bu sonuc muhtemelen C. arabica genotiplerinde dogrudan yolun olusmasinin zorlugu ile ilgilidir.


Dolayli Somatik Embriyogenez ModeliSomatik embriyogenez yoluyla kahve rejenerasyonu, anterler, yapraklar ve kokler gibi farkli eksplant turlerinden elde edilebilir. Bununla birlikte, yaprak eksplantasyonu, C. arabica genotiplerinde dogrudan veya dolayli somatik embriyogenezin uygulanmasi icin en cok kullanilan turdur. Kahve somatik embriyogenezinin, in vitro fidelerden yaprak eksplantlarina uygulandiginda, dogal ortamdaki bitkilerden toplanan yapraklardan daha etkili olduguna dair gostergeler vardir ve bu yanit, endojen bitkisel hormonlarla iliskili olmalidir. Bu bakis acisi morfoloji ile de ilgili olabilir cunku in vitro fide yapraklari cevresel bitkilerden elde edilenlere gore daha kalin bir kutikuler tabakaya sahiptir. Bu ozellik, somatik embriyogenez yanitinin etkinligine yol acan kultur ortami bilesenlerinin daha fazla emilmesini destekleme egilimindedir. Ayrica kahve cevresel bitkilerden gelen yaprak eksplantlari kivrilabilir ve bu da kultur ortamindan besin emilimini bozar.


C. arabica eksplantlari, kultur ortaminda asilamadan yaklasIk 60 gun sonrasina kadar yesil kalir ve bu sureden sonra oksitlenir. Bu yanit, dogrudan veya dolayli yoldan gonderilen eksplantlarda dogrulanir. Genel olarak, oksitlenmis eksplantlar yaslanmis gorunmelerine ragmen kahve cekirdegi veya embriyo olusturma kabiliyetine de sahiptir. Dolayli yolda, C. arabica’nin somatik embriyolari, kultur ortaminda yaklasIk 210 gunluk eksplant inokulasyonundan sonra olusurken, dogrudan yolda yaklasIk 90 gun sonra, ancak kucuk sayilarda gozlemlenebilirler. Ote yandan, bu iki embriyogenez yoluna gonderildiginde somatik embriyo olusturmayan ve buna direncli olarak adlandirilan genotipler de vardir. C. arabica cesidi Mundo Novo’nun yaprak eksplantlari her iki yolda da somatik embriyolar olusturur. Ancak ayni genotip, bu yollarin her birinde somatik embriyogenez icin farkli kapasiteye sahip olabilir. Mundo novo kultivarinin ve kafeinsiz genotip AC1, AC2 ve AC3’un eksplantlari, dolayli yoldan, dogrudan olana gore daha fazla sayida somatik embriyo olusturmustur.

Dolayli Somatik Embriyogenez Nedir?
Elde edilen kahve, dolayli somatik embriyojenez somatik embriyolarin olusumuna karsilik ilk callogenesis embriyojenez iki asamada gerceklesir. Bu turdeki dolayli somatik embriyojenezin bir baska ozelligi, kallusun in vitro olarak uzun sure kalmasi nedeniyle klonlanmis bitkilerde somaklonal varyasyonun ortaya cikmasidir. Somaklonal varyasyon, bitki buyumesini ve gelisimini tehlikeye atabilen mutantlarin olusumuna yol actigi icin tercih edilmez. Ote yandan, kahve yetistirme programina dahil edilebilecek genetik degiskenlige sahip genotipler elde etmek icin ortaya cikmasi tercih edilir. Eksplant mutasyonlarinin induksiyonu icin yuksek konsantrasyonlarda 2,4 D yetistirilir. Cogu calisma, C. Arabica genotiplerinde dolayli somatik embriyogenezin uygulanmasi icin sondhal ve sharp protokolunu kullanmislardir. Bunlar genellikle dusuk rejeneratif kapasiteye sahip olduklarinda bile bazi somatik embriyo uretimi ile yanit verirler.



Dolayli Somatik Embriyogenez ModeliKallojenez
Icinde callogenesis induksiyonu icin Kahve genel olarak genotip MS ortaminda ile protokol ve phytoregulators ilave 2,4 D ve kinetin ve 30 g / L sukroz kullanilir. Bu asamada, oksin 2,4 D yuksek konsantrasyonda kullanilir ve hucre bolunmesine yol acan eksplant dokusunun endojen oksin metabolizmasinda bozulmaya neden olur. Cogu turde kalojenez elde etmek icin oksin stresi gereklidir. Boylece, kallojenezin induksiyonunda, eksplant dokusunun farklilasmis somatik hucreleri, islevsel olmayan bir hucre kutlesi olan kallusu olusturan hucre bolunmesi ve proliferasyon olaylarinin meydana gelmesi ile yeniden belirlemeye tabi tutulur. Ama ayni zamanda calogenesis induksiyonu oldugu bulunmustur. Kahve ornegin NAA gibi oksin tiplerinin kullanimina karsilik olarak elde edilebilir ve pikloram.

Sakaroz, kalojenezin induksiyonu icin enerji saglamak uzere yuksek konsantrasyonda kullanilir. C. Arabica eksplantlarindaki biyokimyasal analizler, kalojenez fazinda yuksek konsantrasyonda cozunur sekerlerin olustugunu, somatik embriyolarin olusumunda ve olgunlasmasinda ise daha dusuk oldugunu gostermistir. Dolayli yolda, C. Arabica yaprak eksplantlari, kultivasyonun baslamasindan sonraki yedinci gun civarinda procambium hucrelerinden kallus olusumunu baslatir. Genelde ekimin 14. gununden itibaren 3 mm’ye kadar ulasan eksplantlarin kenarlarinda kucuk kahve cekirdegi olusumunu gormek mumkundur. Bu cekirdekler genellikle eksplantin yalnizca bir veya iki tarafinda olusur ve daha sonra eksplantin dortkenarini kaplayabilecek boyutlara ulasir.
Erken gelisimde kahve cekirdekleri hiyalindir, ancak yavas yavas okside olma egilimindedirler. Dolayli yollara maruz kalan ayni menseli bir dizi eksplantta, gelismeyen cekirdekleri bulmak mumkundur ve 5 mm’ye kadar kucuk kalirlar. Bununla birlikte, bu cekirdeklerden bazilari somatik embriyo olusturma kapasitesine sahiptir, bu da bu sure zarfinda gizli gorunduklerini gosterir. Ayrica, tum C. arabica eksplantlarinin, ayni bitkiden veya ayni yapraktan gelen eksplantlar arasinda somatik embriyojenik kapasitenin degisebilecegini gosteren kallus olusturmadigi da not edilmelidir. Kallus C. arabica yetistirme basina 90-120 gun, yaklasIk 30 mm boyutlarina kadar ulasabilir. Bu donemde kahve cekirdekler de oksitlenebilir. Eksplantlarin ve kallusun oksidasyonu, bu turun dokularinda bulunan yuksek fenol icerigi ile iliskilidir. Ayrica, normal olarak oksitlenmis kalluslarin, yaslanma gorunumune sahip olmalarina ragmen somatik embriyo olusturma kapasitesine sahip olduklari da gozlenmistir.

Dolayli Somatik Embriyogenez ModeliEmbriyogenez, Embriyo Induksiyonu
Dolayli yolun ikinci asamasi icin, Sondhal ve Sharp’in protokolune gore NAA ve kinetin eklenmis ve 20 g / L sukroz ile MS / 2 ortami kullanilir. Amac calli, kalojenez induksiyon ortamindan embriyojenez ortamina aktarilir. Bu asamada, embriyojenik merkezlere karsilik gelen, kallusun bazi sektorlerinde yer alan belirli hucrelerden somatik embriyolarin baslamasi ve gelismesi soz konusudur. Somatik embriyolar genellikle kultur ortami ile temas halinde olan kahve cekirdeklerinini altinda ve ayrica kallusun ust yuzeyinde olusur. Ote yandan, tum kalluslar somatik embriyo olusturmaz. Embriyojenik hucrelerin induksiyonu, kallus yasaminin kesin bir aninda gerceklesir. Bu induksiyon penceresi, kullanilan yetistirme kosullarina ve ozellikle hormonal dengeye bagli olarak ayni genotipin ozdes eksplantlari icin degisebilir. Ayni eksplantta, yetkin veya yetkin olmayan kallus bolumleri bulmak mumkundur, bu da genetik olarak ozdes hucrelerin belirli bir uyarana ve farkli tepki verebilecegini gosterir.
Embriyojenik hucreler, farklilasma olayinin meydana gelmesi nedeniyle bolunme yeteneklerini hizla kaybederler, bu nedenle kallusun embriyogeneze transfer ani cok onemlidir. Kahve cekirdegi yaslandikca, embriyojenik hucreler embriyo olusturma konusundaki ozgulluklerini kaybeder. Somatik embriyo olusumu surekli bir surectir ve ayni kulturde ayni eksplantta ayni anda birkac embriyonik asama meydana gelebilir.



alıntı