İki farklı kısır susam mutantının morfo-fizyolojik ve genetik karakterizasyonu
Morpho-physiologic and genetic characterization of two different infertile mutants of sesame
Yazar: HABİBE NİHAL DEMİR
Danışman: PROF. DR. MUSA İLHAN ÇAĞIRGAN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Susam (Sesamum indicum L.) yağ bitkisi olarak sınıflanmakla birlikte ürünlerinin sağlığa olumlu katkılarının gösterilmesine paralel olarak önemi artan bir bitkidir. Kısırlık bitki ıslahında, tohum üretim çalışmalarında ve üreme biyolojisine ilişkin temel ve uygulamalı araştırmalarda değişik şekillerde kullanılabilmektedir. Kısır bitkilerin tohum üretmemeleri değişik mekanizmalar tarafından idare edilmektedir. Bunlardan iki temel mekanizma "Uyuşmazlık" ve üreme organlarının fonksiyonel olmamasından kaynaklanan "Kısırlık" mekanizmalarıdır. Kısırlık, dişi organın fonksiyonel olmamasından kaynaklanan "dişi organ kısırlığı", erkek organın fonksiyonel olmamasından kaynaklanan "erkek organ kısırlığı" ve her ikisinden kaynaklanan "erkek-dişi organ kısırlığı" şeklinde ortaya çıkmaktadır. Ve her üç durumda kendine döllenen bir bitkide tohum oluşmamaktadır. Dişi organ kısırlığı, temel araştırmalar dışında fazla uygulama alanı bulmaz iken erkek organ kısırlığı yaygın olarak incelenmiş ve uygulamada değişik şekillerde yer bulmuştur. Genetik ve sitoplazmik olmak üzere iki temel tipte idare edildiği bilinmektedir. 2013-2014 yıllarında yürütülen bu tez çalışmasında, Akdeniz Üniversitesi Antalya Mutasyon Projesi Susam Alt programı kapsamında daha önceden iki ayrı gamma ışınları uygulamasıyla elde edilmiş olan St-6 ve St-20 kodlu iki kısır mutantın; kısırlık durumunu karakterize etmek (er-kısır, dişi kısır, her iki organ kısırlığı), bu kısırlık kaynaklarının kalıtımını khi-kare testiyle belirlemek ve kısır bitkilerin morfo-fizyolojik özelliklerini fertil sibleri ile karşılaştırılmalı olarak ortaya koymak amaçlanmış; (i) her iki mutantın hem dişi ve hem de erkek organ kısırlığını birlikte taşıdığı; (ii) resesif bir gen çifti ile kalıtıldığı; (iii) tozlanma olgunluğundaki kısır bitkilerin çiçeklerinde dişi organın özellikle stigmasının normal görünüşlü olduğu ancak erkek organların ince, yassı ve yeşilimtırak, uçları açılmamış görünüşüyle normal dolgunluktaki sarımtırak renkli ve uçları açılmış fertil erkek organlardan kolayca ayrıldığı ve bu özelliğin kısır bitkilerin ayrılmasında başarıyla kullanıldığı; kısır bitkilerin tohum tutmamaları nedeniyle heterozigot genotiplerin kendilenmesiyle kısırlık kaynağının sürdürülebildiği ve aynı sıradaki fertil siblerine göre daha fazla vejetatif aksam geliştirdikleri (dallanma ve bitki boyu artışı) ortaya konmuş olup bu iki genotipin temel üreme araştırmalarında araç olarak kullanılabilecekleri sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Sesame (Sesamum indicum L.) is considered as an oil crops however it has a gradually increasing demand due to having proven its health benefits in different ways.   Infertility can be used in plant breeding, seed production and in basic and applied research regarding reproduction biology in various ways. Infertility causing no seed set is governed by different mechanisms. The two basic mechanisms are "Incompatibility" and "Infertility" mechanisms that arise from the inability of the reproductive organs to function to set seed. Infertility occurs as "female organ infertility", caused by the non-functionality of female organs, "male infertility" caused by non-functional male organs, and also "male-female organ infertility" originating from the both. And in all three cases no seed is formed in a plant of a normally self-fertilizing. While female fertility has not found much application area other than basic investigations, male fertility has been extensively studied and it has been used in various forms in practice. It is known that there are two basic types of male sterility genetically, arising from nuclear and cytoplasmic factors. The aims of this thesis study performed during 2013-2014 were (i) to characterize the sterility type (male, female or both) of two different sesame mutants, St-6 and St-20, which were obtained in two separate mutagenesis program by applying gamma-rays within the scope of Antalya Mutation Project of Antalya-Sesame sub-program; to determine the heritability of these sources of infertility by Chi-square test, and to compare their morpho-physiologic characteristics with fertile siblings and also to insight on their usage possibilities in practice and basic research. The study based on regular crossing experiments with different genotypes, revealed that the sterility type in the both of the mutants studied (i) arose from both female and male organ sterility; (ii) the sterility is governed by a single recessive gene pair; (iii) the sterile flowers are easily distinguished with greenish indehiscent flat and tiny anthers as morphologic markers, but normal looking- and healthy stigma at the time of anthesis. The sterile plants are also distinguished by their more branching and taller plant height than their fertile sibs in the same progeny. Since there is no possibility to obtain seed set by artificial crossing, the sterility factor is inherited and continued by selfing the heterozygous (St/st) genotypes. It was further concluded that these sterility sources obtained by induced mutagenesis should be useful for basic studies regarding reproduction anomalies.