Havuçlarda antosiyanin sentezlenmesini etkileyen genlerin biyosentezi ile mor ve sarı renkleri veren P1 ve Y2 genlerinin haritalanması
Biosynthesis of the genes affecting anthocyanin and mapping P1 and Y2 genes assigning purple and yellow colors in carrot
Yazar: MEHTAP YILDIZ
Danışman: PROF. DR. KAZIM ABAK
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Ziraat Bölümü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada havuç kök bölgesindeki mor renkten sorumlu P1 geni, kök ksilembölgesindeki sarı renkten sorumlu Y2 geni ve antosiyanin biyosentez döngüsünde yer alan bazıyapısal genlerin havuç genetik haritasındaki lokasyonları AFLP, SSR, SNP ve SCAR molekülermarkır teknikleri kullanılarak belirlenmiştir. Araştırmada `PI173687 x B493' ve `PI173687 xB10138' melezlemelerinden geliştirilen iki havuç ıslah hattı arasında yapılan melezlemeden eldeedilen F2 generasyonundan 72 birey kullanılmıştır. Oluşturulan harita LOD= 4.00 ve maksimumrekombinasyon değeri ?=0.25'de havucun sahip olduğu 9 bağlantı grubunu kapsamaktadır.Bağlantı grupları % 0.6 fenotipik lokus, % 82.7 AFLP, % 13.5 SSR, % 2.6 SNP ve % 0.6 SCARmarkırından olmak üzere toplam 312 markırdan oluşmuştur. Toplam harita uzunluğu 2389 cM vemarkırlar arası mesafe 7.6 cM olarak belirlenmiştir. `aagcag9' nolu AFLP markırı Y2 lokusu iletamamen aynı yere bağlanmıştır. F3H, FLS1 antosiyanin strüktürel geni ve `aagcag11' noluAFLP markırı P1 lokusuna sırasıyla 6.9, 7.4 ve 9.5 cM mesafelerde bağlanmışlardır. Dörtantosiyanin biyosentez strüktürel geni dokuz bağlantı grubundan üçünün üzerine dağılmışlardır.Her iki fenotipik özelliğe yakın olarak belirlenen markırlar kullanılarak bu genlere ulaşmakmümkün olabilecektir. Bu çalışmada ayrıca Ereğli (mor), 7262 (Mor/Turuncu) ve 0493(Turuncu) nolu havuç genotiplerinin dört farklı kök gelişim aşamasında antosiyanin biyosentezdöngüsünde görev alan altı yapısal genin (PAL3, CHS1, F3H, DFR1, LDOX2 ve UFGT)ekspresyon deseni Real Time RT-qPCR tekniği kullanılarak belirlenmiştir. Turuncu renkligenotipin (0493) dört gelişim aşamasında da CHS1, F3H, DFR1 ve LDOX2 genleri ekspresyongöstermemişken, dışı mor içi turuncu genotipte (7262) antosiyanin birikiminin başlamasıylabirlikte bu genlerin ekpresyonu başlamıştır. Turuncu renkli genotipte UFGT gen ekspresyonutüm gelişim aşamalarında yüksek dalgalanmalar sergilemiştir. UFGT geninin havuç kökbölgesinde antosiyanin oluşumunda anahtar gen olmadığı, antosiyanin oluşumu için CHS1, F3H,DFR1 ve LDOX2 genlerinin etkin bir görevde olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, havuç kökbölgesinde antosiyanin oluşumundan sorumlu farklı düzenleyici mekanizmaların olabileceğibelirlenmiştir.

Abstract:
In the present study, the locations of the P1 gene, responsible from purple color in carrotroots, Y2 gene, responsible from the yellow color in root xylem, and the genes in the anthocyaninbiosynthesis pathway in carrot genetic map were determined by using AFLP, SSR, SNP, andSCAR molecular marker techniques. In the study, the 72 F2 individuals obtained from the crossbetween carrot breeding lines `PI173687 x B493? and `PI173687 x B10138? were used. Theobtained map covered 9 linkage groups of carrot with LOD= 4.00 and maximum recombinationvalue of ?=0.25. The linkage groups were composed of total 312 markers; 0.6%, 82.7%, 13.5%,2.6%, and 0.6% of which were phenotypic loci, AFLP, SSR, SNP, and SCAR markers,respectively. It was determined that total map length was 2389 cM and the distance between themarkers was 7.6 cM. The AFLP marker, aagcag9, was tightly linked to Y2 locus. The structuralanthocyanin genes F3H and FLS1 and the AFLP marker, aagcag11, were linked to P1 locus in6.9, 7.4, and 9.5 cM distances, respectively. The four structural anthocyanin biosynthesis geneswere dispersed into three of the linkage groups. It might be possible to reach these genes by usingdetermined markers which are close to both phenotypic traits. Moreover, in four different rootgrowth stages in Eregli (purple), 7262 (Purple/Orange), and 0493 (Orange) carrot genotypes, theexpression designs of the six structural genes (PAL3, CHS1, F3H, DFR1, LDOX2, and UFGT)employed in anthocyanin biosynthesis pathway were determined by using Real Time RT-qPCRtechnique. While the genes, CHS1, F3H, DFR1, and LDOX2, were not expressed in all fourgrowth stages in the orange (0493) genotype, these genes were expressed in the purple/orangegenotype (7262) as soon as anthocyanin began to be accumulated. In the orange genotype, theexpression of UFGT gen highly fluctuated in all growth stages. It was determined that the UFGTgene was not a key component of anthocyanin biosynthesis in carrot, but the genes, CHS1, F3H,DFR1, and LDOX2 had effective roles in the anthocyanin bioysnthesis in carrot. Moreover, it wasdetermined that there might be some other regulatory mechanisms, responsible for anthocyaninbiosynthesis in the root region of carrot.