SavedAdd your journal

Journals / Erciyes Tarım ve Hayvan Bilimleri Dergisi / 2026 / Volume: 9

Determining the Effective Mutation Dose in Hemp (Cannabis sativa var. sativa) Plants with Chemically Mutated

Kimyasal Mutasyon Uygulanan Kenevir (Cannabis sativa var. sativa) Bitkisinde Etkili Mutasyon Dozunun Belirlenmesi

Onur Sevinç(BOZOK UNIVERSITY, FACULTY OF AGRICULTURE)0009-0008-3587-5161
Cebrail Yıldırım(Yozgat Bozok Üniversitesi)0000-0001-6287-6110
Pages
—
Publication Date
2026-10-05
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

According to the results obtained; emergence rate ranged from 21.67-85.67%, seedling height from 13.93-28.40 cm, seedling fresh weight from 1.08-2.58 g/plant, and seedling dry weight from 0.16-0.37 g/plant.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In mutation breeding, determining the effective mutation dose before mutagen application is crucial for creating effective variation.
📊
Key Findings & Data:Therefore, this study was carry out to evaluate some characteristics of the M1 hemp plant created with chemical mutagens and to determine the effective mutation dose that can be used in mutation breeding studies.
💡
Conclusion & Impact:According to the results obtained; emergence rate ranged from 21.67-85.67%, seedling height from 13.93-28.40 cm, seedling fresh weight from 1.08-2.58 g/plant, and seedling dry weight from 0.16-0.37 g/plant.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Ethyl Methanesulfonate · Mutagen · M1 Generation

Abstract

In mutation breeding, determining the effective mutation dose before mutagen application is crucial for creating effective variation. Therefore, this study was carry out to evaluate some characteristics of the M1 hemp plant created with chemical mutagens and to determine the effective mutation dose that can be used in mutation breeding studies. In the study, ethyl methanesulfonate (EMS) was applied to the seeds of Futura-75 and Van varieties at four different doses (0, 25, 50, and 75 mM). The study, conducted in greenhouse conditions and pots according to a split-plot experimental design in randomized blocks, consisted of 3 replications.. Before EMS application, the seeds were soaked in pure water for 14 hours and then soaked in the EMS solution for 6 hours. After EMS application, 25 seeds were sown in pots completely filled with peat for each application. In M1 plants, emergence rate (%), seedling height (cm), seedling fresh weight (g/plant), and seedling dry weight (g/plant) parameters were examined. According to the results obtained; emergence rate ranged from 21.67-85.67%, seedling height from 13.93-28.40 cm, seedling fresh weight from 1.08-2.58 g/plant, and seedling dry weight from 0.16-0.37 g/plant. Seedling height was used as a parameter to determine the effective mutation dose. Seedling height decreased with increasing mutagen dose. At this point, for both varieties, the doses that reduced seedling height by 50% compared to the control were doses above 75 mM EMS application.

Özet

Mutasyon ıslahında, mutagen uygulamasından önce etkili mutasyon dozunun belirlenmesi etkin bir varyasyon oluşturmak için önemlidir. Bu sebeple, bu çalışma, kimyasal mutagenlerle oluşturulan M1 kenevir bitkisinin bazı özelliklerini değerlendirmek ve mutasyon ıslahı çalışmalarında kullanılabilecek etkili mutasyon dozunu belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Çalışmada Futura-75 ve Van çeşitlerinin tohumlarına dört farklı dozda (0, 25, 50 ve 75 mM ) etil metansülfonat (EMS) uygulanmıştır. Sera koşullarında ve saksılarda, tesadüf parsellerinde bölünmüş parseller deneme desenine göre yürütülen çalışma 3 tekerrürden oluşmuştur. EMS uygulamasından önce, tohumlar 14 saat saf suda bekletilmiş ve sonra 6 saat EMS solüsyonu içerisinde bekletilerek uygulama gerçekleştirilmiştir. EMS uygulamasının ardından, her uygulama için 25 tohum tamamen torf içeren saksılara ekilmiştir. M1 bitkilerinde çıkış oranı (%), fide boyu (cm), fide yaş ağırlığı (g/bitki) ve fide kuru ağırlığı (g/bitki) parametreleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; çıkış oranı %21.67-85.67, fide boyu 13.93-28.40 cm, fide yaş ağırlığı 1.08-2.58 g/bitki ve fide kuru ağırlığı 0.16-0.37 g/bitki arasında değişmiştir. Etkili mutasyon dozunu belirlemek için fide boyu parametre olarak kullanılmıştır. Fide boyu, mutagen dozunun artmasıyla beraber azalmıştır. Bu noktada, her iki çeşit için de fide boyunu kontrole kıyasla %50 oranında azaltan doz 75 mM EMS uygulamasının üstündeki dozlardır.

🔖

Cite This Article

Sevinç, O., Yıldırım, C. (2026). Determining the Effective Mutation Dose in Hemp (Cannabis sativa var. sativa) Plants with Chemically Mutated. Erciyes Tarım ve Hayvan Bilimleri Dergisi, Volume: 9. https://doi.org/10.55257/ethabd.1986294

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (30)

  1. Altıntaş, D. (2020). Mutasyon Islahı Yoluyla Pamukta (Gossypium hirsutum L.) Herbisitlere Toleranslı Genotip Geliştirebilme Olanaklarının Değerlendirilmesi. Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aydın Adnan Menderes Üniversitesi.
  2. Anonim (2026). Mutant Variety Database (https://nucleus.iaea.org/sites/mvd/SitePages/Registration.aspx) (Erişim tarihi: 12/01/2026).
  3. Arisha, M. H., Liang, B. K., Muhammad Shah, S. N., Gong, Z. H., & LiD. W. (2014). Kill curve analysis and response of first generation Capsicum annuum l. B12 cultivar to ethyl methane sulfonate. Genet. Mol. Res.13 (4), 10049–10061. doi: 10.4238/2014.November.28.9
  4. Baldini, M., Ferfuia, C., Piani, B., Sepulcri, A., Dorigo, G., Zuliani, F., Danuso, F. & Cattivello, C. (2018). The performance and potentiality of monoecious hemp (Cannabis sativa L.) cultivars as a multipurpose crop. Agronomy 8, 162. https://doi.org/10. 3390/agronomy8090162.
  5. Chen, L., Duan, L., Sun, M., Yang, Z., Li, H., Hu, K., Yang, H., & Liu, L. (2023). Current Trends and Insights on EMS Mutagenesis Application to Studies on Plant Abiotic Stress Tolerance and Development. Front. Plant Sci., 13, 1052569.
  6. Clarke, R. C., & Merlin, M. D. (2017). Cannabis domestication, breeding history, present day genetic diversity, and future prospects. Critical Reviews in Plant Sciences, 35(5 6), 293–327.
  7. Desaulniers Brousseau, V., Wu, B.S., MacPherson, S., Morello, V., & Lefsrud, M. (2021). Cannabinoids and Terpenes: How Production of Photo-Protectants Can Be Manipulated to Enhance Cannabis sativa L. Phytochemistry. Front. Plant Sci, 12, 620021.
  8. Erkılıç, E. G. (2022). “Mutasyon ıslahı tekniği aracılığıyla kuraklığa toleranslı ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) çeşitlerinin geliştirilmesi”, Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi, Biyoteknoloji Enstitüsü, Temel Biyoteknoloji Anabilim Dalı, s:400 ANKARA. (YÖKTEZ Tez No: 707250).
  9. Flajšman, M. Ačko, D. K., & Bohanec, B. (2017). “Determination of dosage effect of X-ray RD30 from leaf area on three varieties of hemp”, In B. Čeh (Ed.), New challenges in agronomy 2017: Proceedings of symposium, Laško, 2017 (pp. 140–146). Ljubljana: Slovenian Society of Agronomy (in Slovenian).
  10. Flajšman, M., & Ačko, D. K. (2022). “Industrial hemp breeding and genetics”, In Industrial Hemp (pp. 37-57). Academic Press.
  11. Ghanim, A. M. (2023). Physical Mutagenesis in Cereal Crops. In Mutation Breeding and Efficiency Enhancing Technologies for Resistance to Striga in Cereals (pp. 13-27). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. Gillmor, C. S., & Lukowitz, W. (2020). “EMS mutagenesis of arabidopsis seeds,” in Plant embryogenesis (Springer), 15–23. doi: 10.1007/978-1-0716-0342-0_2
  12. Güvercin, R. Ş. (2020). Etil Metan Sülfonat Mutageninin Pamuk (Gossypium hirsutum L. ve Gossypium barbadense L.) Tohumu Çimlenmesine Etkisi. Uluslararası Anadolu Ziraat Mühendisliği Bilimleri Dergisi, 2(1), 24-29. https://izlik.org/JA23CU28UU
  13. IAEA (2018). Manual on Mutation Breeding, 3rd Edition. International Atomic Energy Agency, Vienna. Kim, J., Kim, D. G., Ha, T. H., Ryu, J., Lee, Y. J., Kim, W. J., & Kim, S. H. (2025). Optimal gamma-ray doses for inducing mutation in cannabis sativa L. cultivars at different growth stages. International Journal of Radiation Biology, 1-10.
  14. Küçüktaban, F., Çoban, M., & Çiçek, S. (2016). İpek 607 Pamuk (G. hirsitum L.) Çeşidinde Farklı Gama Işını (Cobalt 60) Dozlarının M2 Popülasyonunda Lif Kalite Özellikleri Üzerine Etkisi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 25 (ÖZEL SAYI-2), 106-111.
  15. Mudibu, J., Nkongolo, K. K., Kalonji-Mbuyi, A., & Kizungu, R. V. (2012). Effect of gamma irradiation on morpho-agronomic characteristics of soybeans (Glycine max L.). American Journal of Plant Sciences, 3(3), 331-337.
  16. Oladosu, Y., Rafii, M. Y., Abdullah, N., Hussin, G., Ramli, A., Rahim, H. A., & Usman, M. (2016). Principle and application of plant mutagenesis in crop improvement: a review. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 30(1), 1-16.
  17. Özer, U., Akın, B., & Memiş, A. A. (2024). Susamda (Sesamum indicum L.) Farklı Kimyasal Mutagen Uygulamalarının In Vitro Tohum Çimlenmesi ve Bitki Gelişimi Üzerine Etkisi. ANADOLU Journal of Aegean Agricultural Research Institute, 34(2), 196-202.
  18. Özkan, R., Bayhan, M., Yorulmaz, L., & Akıncı, C. (2021). Farklı EMS Dozlarıyla Oluşturulan Mutasyonların Nohutta (Cicer arietinum L.) Çimlenme Özelliklerine Etkisi. MAS Journal of Applied Sciences, 6(2), 234-239.
  19. Pour, A. H., Tosun, M., & Haliloğlu, K. (2021). Buğdayda (Triticum aestivum L.) farklı süre ve dozlarda uygulanan etil metansülfonat (EMS)’ın çimlenme ve fide ile ilgili bazı karakterler üzerine etkileri. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 52(2), 190-200.
  20. Sakin, M., (1998). Makarnalık Buğday (Triticum durum Desf.)'da Gama Işını ve EMS'nin Farklı Dozlarının M1 ve M2 Bitkileri Üzerindeki Etkileri. Doktora Tezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 95 s., TOKAT. (YÖKTEZ Tez No: 77686).
  21. Schy, W. E., & Plewa, M. J. (1989). Molecular dosimetry studies of forward mutation induced at the yg2 locus in maize by ethyl methanesulfonate. Mutat Res-Fund Mol. M., 211 (2): 231-241.
  22. Solak, P. Y., & Akıncı, C. (2024). Aspir’de Farklı EMS (Ethyl Methane Sulphonate) Dozlarının Etkisinin Belirlenmesi. MAS Journal of Applied Sciences, 9(2), 311-319.
  23. Şehirali, S., & Özgen, M. (1988). Bitki ıslahı Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları:1059. Ders Kitabı: s.310. 261. Talebi, A. B., Talebi, A. B., & Shahrokhifar, B. (2012). Ethyl methane sulphonate (EMS) induced mutagenesis in Malaysian rice (cv. MR219) for lethal dose determination. American Journal of Plant Sciences, 3(12), 1661.
  24. Uttarde, R. B., Bolbhat, S. N., Admuthe, N. B., Kumavat, V. S., & Bhor, A. K. (2020). Induced mutations in sesame (Sesamum indicum L.). International Journal of Creative Research Thoughts 8 (3).
  25. Yazici, L., Çiçek, S., Küçüktaban, F., Çoban, M., & Tuncel, N. (2016). Nazilli 663 Pamuk (Gossypium hirsitum L.) Çeşidinde Farklı Gama Işını Dozlarının M1 Bitkilerinde Fide Gelişimi Üzerine Etkisi ve Uygun Gama Dozunun Belirlenmesi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 25(ÖZEL SAYI-2), 88-93.
  26. Yıldırım, C. (2025). Endüstriyel Kenevirde (Cannabis sativa var. sativa L.) Mutasyon Islahı Yöntemiyle Ümitvar Genotiplerin Belirlenmesi. Doktora Tezi, Yozgat Bozok Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, YOZGAT, TÜRKİYE. (YÖKTEZ Tez No: 980669).
  27. Yılmaz, A. & Soysal, S. (2021). Tarla Bitkilerinde Mutasyon Islahı Tekniklerinin Kullanımı. 6. Uluslararası Tarım Konferansı, Hayvan Bilimleri ve Kırsal Kalkınma, 16-18 Mayıs 2021, SİİRT, TÜRKİYE.
  28. Yılmaz, G. Yazici, L. Yıldırım, C. Koçer, T., & Uskutoğlu, T. (2023). “Avrupa tescilli bazı kenevir (Cannabis sativa L.) çeşitlerinin verim kriterleri yönünden performansı”. MAS Journal of Applied Sciences, 8(1), 7-15.
  29. Yılmaz, G., Yıldırım, C., & Gür, N. D. (2025). Determination of Germination and Emergence Performance of Hemp (Cannabis sativa L.) Seeds at Different Maturity Stages. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology, 13(1), 175-180.
  30. Yorulmaz, L., Bayhan, M., Öner, M., Özkan, R., & Akıncı, C. (2021). Farklı Dozlardaki Ems Mutagen Uygulamalarının Arpada (Hordeum Vulgare L.) Fide Özellikleri Üzerine Etkisi. International Siirt Scientific Research Congress 5-7 November 2021 Siirt