Karpuzda verim ve kaliteyi etkileyen bazı karakterleri kontrol eden lokuslarla ilişkili moleküler markırların tespit edilmesi
Determination of molecular markers associated with locus controlling some characters affecting yield and quality in watermelon
Yazar: ÖMER FARUK COŞKUN
Danışman: PROF. DR. OSMAN GÜLŞEN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Karpuz bitkisinin ıslahında meyve ve tohum ile ilişkili özellikler ve şeker parametreleri,
ıslah seleksiyon kriterleri arasındaki en önemli faktörlerdendir. Moleküler tekniklerinin
gelişmesi ile ortaya çıkan ilişki haritalama tekniği ile fenotip ve genotip arasında
bağlantı kurularak, fenotip ile ilişkili DNA markırları tespit edilebilmektedir. Bu teknik
ile haritalama popülasyonlarının geliştirilmesi gibi uzun zaman alan işlemlere gerek
kalmadan, genetik çeşitliliği daha yüksek doğal popülasyonlar kullanılabilmektedir. Bu
tez çalışması kapsamında 96 adet karpuz genotipi kullanılarak karpuz bitkisinde,
morfolojik ve moleküler karakterizasyon işlemleri gerçekleştirilmiş, karpuza özgü şeker
bileşenleri tabloları oluşturulmuş ve karpuz popülasyonunda önemli bazı agronomik
özellikler ile ilişkili DNA markırları ilişki haritalama tekniği uygulanarak belirlenmiştir.
Genotipler orijin bölgelerine göre gruplandırılarak morfolojik verilerde istatistik
analizler gerçekleştirilmiştir. Moleküler karakterizasyon amacıyla iPBS, ISSR ve SSR
teknikleri kullanılmıştır. Karpuz genotiplerinde 0.29-0.99 arasında benzerlik katsayıları
belirlenmiştir. Karpuz genotiplerinin coğrafi kökenlerinden bağımsız olarak
kümelendikleri belirlenmiştir. iPBS, ISSR ve SSR markırları ile yapılan ilişki
haritalama sonucunda 5 parametrede en iyi sonucu veren GLM (Q), diğerlerinde ise en
iyi sonucu veren MLM (K) ve MLM (K+Q) modeli uygulanmıştır. Tüm karakterle
ilgili 8-69 arasında ilişkili markır belirlenmiştir. Regresyon analizlerinde oluşturulan
modellerde 2-9 arasında markır tespit edilmiştir. Regresyon modelleri, ilgili karakterleri
% 11.3 ile % 84.7 arasında açıklamaktadır. İki adet markırın oluşturduğu modelin verim
değerlerini % 68.6, üç adet markırın glikoz değerlerini % 62.8 oranında açıkladığı tespit edilmiştir. Karpuzda ilk kez uygulanan iPBS tekniğinin genetik karakterizasyon ve ilişki
haritalama amacıyla kullanılabilir olduğu belirlenmiştir. Karpuz genotiplerinin
morfolojik ve şeker parametreleri bakımından geniş, genetik olarak ise dar bir çeşitliliğe
sahip olduğu belirlenmiştir. Bu tez çalışmasında elde edilen sonuçlar haritalama
popülasyonu geliştirmeden varolan karpuz genotiplerinde ilişki haritalama yönteminin
markır-özellik ilişkisini belirlemede etkili bir yöntem olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In watermelon breeding, fruit and seed-related attributes and sugar parameters constitute
the most important selection criteria. Association mapping technique emerged together
with development of molecular techniques allowed researchers to set a linkage between
phenotype and genotype and to identify phenotype-related DNA markers. In mapping
with the aid of this technique, natural populations with a greater genetic diversity can be
used without a need for time-consuming processes like generation of populations. In
this thesis, 96 watermelon genotypes were used for morphological and molecular
characterization of watermelon plants. Watermelon specific sugar compound tables
were generated, and DNA markers related to some agronomic traits of watermelon
populations were identified with the aid of association mapping technique. Genotypes
were grouped based on their origin regions and statistical analyses were performed on
morphological data. For molecular characterizations, iPBS, ISSR and SSR techniques
were used. Watermelon genotypes had similarity coefficients of between 0.29-0.99. It
was observed that watermelon genotypes were clustered independently from
geographical origins. The association maps generated with iPBS, ISSR and SSR
markers revealed that GLM (Q) model yielded the best outcomes for 5 parameters and
MLM (K) and MLM (K+Q) models yielded the best outcomes for the other parameters.
For all parameters, 8-69 related marker were identified. In regression analyses, 2-9
markers were identified in generated models. Regression models were able to explain
related characters by between 11.3 - 84.7%. Two-marker model was able to explain
yield values by 68.6%, three-marker model was able to explain glucose value by 62.8%.
It was concluded that iPBS technique, which was used for the first time in watermelon,
could reliably be used for genetic characterization and association mapping. It was observed that watermelon genotypes exhibited a large diversity in morphological
characteristics and sugar parameters and a narrow diversity in genetic parameters.
Present findings revealed that association mapping method for existing watermelon
genotypes was an efficient method for identification of marker-trait relationships
without generation a mapping population.