Ayçiçeği (Helianthus spp) yabani tür ve melezlerinin orobanşa dayanıklılık açısından genetik karakterizasyonu
The genetic characterization of wild sunflower species (Helianthus spp) and interspecific hybrids based on broomrape resistance
Yazar: HAVVA AKAR
Danışman: PROF. DR. YALÇIN KAYA
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Genetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Ayçiçeği = Sunflower ; Direnç = Strength ; Moleküler markerler = Molecular markers ; Yabani bitkiler = Wild plants

Özet:
Ayçiçeği dünyada önemli bir yağlı tohum olarak bilinmekte ve ülkemizde de en çok tercih edilen yağ bitkisi olarak görülmektedir. Ancak ülke üretimi yeterli olmadığından bitkisel ihtiyacımızın yarısının ithalat yoluyla karşılanmaktadır. Üretimi kısıtlayan en büyük sebeplerden biri ise ayçiçeğinde %100' lere varan verim kaybına sebep olan orobanş parazitidir. Ülkemizin birçok bölgesinde ekimi yapılan ayçiçeği bitkisinin ekim alanlarında görülen Orobanche cumana Wallr. paraziti, sürekli kendini yenileyerek yeni ırklar meydana getirmektedir. Bu durum araştırmacıları devamlı olarak yeni direnç genlerinin arayışına sokmuştur. Orobanşın yeni ırklarının gen kaynağı olan yabani gen kaynaklarının markır destekli seleksiyon (MAS) ile birlikte kullanılması yeni hibrit ayçiçeği gelişimi için en etkili ve verimli yöntemlerden biridir. Moleküler markırlar sayesinde dayanıklı ırklar kısa sürede belirlenerek hibrit çeşitleri elde etme
süresi kısalmakta ve doğru, güvenilir sonuçlarla sürekli bir dayanıklılık sağlanarak yüksek oranda verimler elde etme imkanı ortaya çıkmaktadır. Yapılan bu tez çalışmasında Trakya bölgesindeki orobanş ırklarına dayanıklılık sağlayan genler hedef alınarak, bu dayanıklılık genlerinin seleksiyonunda kullanılan markırlar, literatür taramaları sonucu belirlenerek kullanılmıştır. Araştırmamızda kullanılan yabani ayçiçeği türleri, alttürleri ve aksesyonları ABD Ames, IA, da bulunan Kuzey Merkez Bölge İstasyonu'ndan alınmıştır. Trakya Tarımsal Araştırma Enstitüsü'nden dayanıklı, hassas kontrol çeşitleri ve melez çeşitler temin edilmiştir. Yabani tür ve alttürlerden oluşan 65 genotipte ve melez çeşitler olan 33 genotipte orobanş parazitine dayanıklılık testleri yapılmıştır. Sonrasında moleküler markırlar yoluyla istenilen dayanıklılık genlerinin varlığı tespit edilmeye çalışılmıştır. ORS665 markırıyla yapılan çalışma sonucunda 281bp bantları çoğaltılmış olup morfolojik gözlem sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Hastalık testi kapsamında 67 bireyin dayanıklı olduğu gözlemlenmiş ve bunlardan 44 tanesinde 281bp büyüklüğünde fragment görüldüğünden; bu 44 bireyin Or 4 dayanıklılık genini içerdiği öngörülmüştür. RGC172 markırıyla yapılan çalışmada 550bp ve 620bp bantları çoğaltılmış olup hastalık testi kapsamında 68 bireyin dayanıklı olduğu gözlemlenmiş ve bunlardan 45 tanesi 550bp büyüklüğündeki alleli açısından doğrular nitelikte sonuçlar verdiğinden bu 45 bireyin Or 5 dayanıklılık geninin RGC172- 550bp allellerinin ilişkili olduğu düşünülmektedir. RGC172 markırının 620bp büyüklüğündeki DNA fragmenti ise 44 bireyde gözlemlenmiştir ve bu 44 bireyin Or 5 dayanıklılık genini içerdiği düşünülmektedir. RGC181 markırıyla yapılan çalışmada 550bp ve 600bp bantları
çoğaltılmış olup morfolojik gözlem sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Hastalık testi kapsamında morfolojik olarak 68 bireyin dayanıklı olduğu gözlemlenmiş ve bunlardan 38 tanesi RGC181 markırının her iki alleli açısından doğrular nitelikte sonuçlar verdiğinden bu 38 bireyin Or 5 dayanıklılık genini içerdiği düşünülmektedir. ORS1036 markırıyla yapılan çalışmada 240bp bantları çoğaltılmış olup morfolojik gözlem sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Hastalık testi kapsamında 68 bireyin dayanıklı olduğu gözlemlenmiş ve bunlardan 41 tanesi 240bp büyüklüğündeki allel açısından doğrular nitelikte sonuçlar verdiğinden bu 41 bireyin Or 6 dayanıklılık genini içerdiği düşünülmektedir. ORS1114 markırıyla yapılan çalışmada ise 265bp bantları çoğaltılmış ve morfolojik gözlem sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Hastalık testi kapsamında 67 bireyin dayanıklı olduğu gözlemlenmiş ve bunlardan 52 tanesi 265bp büyüklüğündeki allel açısından doğrular nitelikte sonuçlar verdiğinden bu 67 bireyin Or 6 dayanıklılık genini içerdiği öngörülmüştür. ORS683 markırıyla yapılan çalışmada ise herhangi bir ayırt edici fragment oluşumu gözlenmemiştir.

Abstract:
Sunflowers are recognized as a significant source of oil globally and are the most favored oil crop in our country. However, since the country's production is not sufficient, half of our vegetable needs are met through imports. One of the biggest reasons limiting production is the broomrape parasite, which causes yield loss up to 100% in sunflower. Orobanche cumana Wallr. parasite creates new races by constantly renewing itself. As a result, researchers are continuously searching for new resistance genes. The use of wild gene sources, which are the gene sources of new strains of broomrape, together with marker assisted selection (MAS) is one of the most effective and efficient methods for the development of new hybrid sunflowers. Thanks to molecular markers, resistant breeds are determined in a short time, the time to obtain hybrid varieties is shortened, and it is possible to obtain high yields by providing continuous resistance with accurate and reliable results. In this thesis study, by targeting the genes that provide resistance to the orobanche breeds in the Thrace region, the markers used in the selection of these resistance genes were determined as a result of the literature review. The wild sunflower species, subspecies, and varieties used in our study were obtained from the North Central Regional Station in Ames, IA, USA. Resistant, sensitive control varieties and hybrid                                             
varieties were obtained from Trakya Agricultural Research Institute. Resilience tests were performed on 65 genotypes consisting of wild species and subspecies and 33 genotypes, which are hybrid varieties. Afterwards, the presence of desired resistance genes was tried to be determined by molecular markers. As a result of the study with the ORS665 marker, the 281bp bands were amplified and compared with the morphological observation results. Within the scope of the
disease test, it was observed that 67 individuals were resistant and 44 of them had 281bp fragments; these 44 individuals were predicted to contain the Or 4 endurance gene. In the study conducted with the RGC172 marker, the 550bp and 620bp bands were amplified, and 68 individuals were observed to be resistant within the scope of the disease test, and 45 of them gave conclusive results in terms of the 550bp allele, so it is thought that the RGC172-550bp alleles of the Or 5 resistance gene of these 45 individuals are related. The 620bp DNA fragment of the RGC172 marker was observed
in 44 individuals and these 44 individuals are thought to contain the Or 5 resistance gene. In the study with the RGC181 marker, the 550bp and 600bp bands were amplified and compared with the morphological observation results. Within the scope of the disease test, it was observed that 68 individuals were morphologically resistant, and 38 of them were considered to contain the Or 5 resistance gene, since they gave conclusive results in terms of both alleles of the RGC181 marker. In the study with the ORS1036 marker, 240bp bands were amplified and compared with the morphological observation results. Within the scope of the disease test, 68 individuals were observed to be resistant, and
since 41 of them gave confirmatory results in terms of the 240bp allele, these 41 individuals are thought to contain the Or 6 resistance gene. In the study with the ORS1114 marker, 265bp bands were amplified and compared with the morphological observation results. Within the scope of the disease test, 67 individuals were observed to be resistant, and since 52 of them gave conclusive results in terms of the 265bp allele, it was predicted that these 67 individuals contained the Or 6 resistance gene. No significant fragment formation was observed in the study with the ORS683 marker.