Kars ilinde yabani olarak yayılış gösteren yonca (Medicago sativa L.) popülasyonlarının i-PBS (inter Primer Binding Site) retrotranspozonları ile genetik çeşitliliğin belirlenmesi
Determination of genetic diversity of wild alfalfa (Medicago sativa L.) populations in Kars province by i-PBS (Inter Primary Binding Site) retrotransposons
Yazar: NEVZAT FATİH ŞAHİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DOĞAN İLHAN
Kafkas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bitki genetik kaynakları gelişen modern moleküler araçlar ve yöntemler sayesinde oldukça etkin ve hızlı bir şekilde kullanılmaktadır. Elde edilen verilerin gerek tarımsal alanlarda gerekse laboratuvar şartlarında uygulanabilirliği bilimsel açıdan önemli katkı sunmaktadır. Ayrıca bölgesel olarak stratejik öneme sahip olan genetik kaynakların değerlendirilmesi ve karakterizasyonu biyoteknolojik ıslah çalışmaları açısından da büyük önem arz etmektedir. Üç önemli fitocoğrafik bölgenin kesişiminde bulunan ve zengin genetik kaynak rezervine sahip olan ülkemizde büyük tarımsal bitkilerin yanısıra Yonca (Medicago sativa L.) gibi ekonomik değeri yüksek olan bir yem bitkisi de yer almaktadır. Yabani genetik kaynaklar bitkilerin orijinlerinin ve gen havuzlarının belirlenmesi için yüksek allelik zenginlik ihtiva eden en önemli referanslardır. Genetik çeşitlilik çalışmaları için yabani gen kaynaklarının kullanılması şüphesiz ki yonca genetik kaynaklarının değerlendirilmesinde oldukça faydalı olacaktır. Bu temel bilgilerden yola çıkılarak bu çalışmada, Kars ilinde yabani olarak yayılış gösteren 122 adet yabani yonca alttürünün i-PBS retrotranspozon markör sisteminden yararlanılarak genetik çeşitliliklerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır.
Sonuç olarak yabani yonca alttürlerinde gerek allel frekansı (5,15), gen çeşitliliği (0,37) ve gerekse polimorfik bilgi içeriklerinin (0,30) yüksek düzeyde oluşu genetik çeşitliliğin Medicago sativa-falcata kompleksinde yüksek düzeyde olduğunu göstermiştir. Ayrıca yapılan bu çalışmada polimorfizm oranı %39 olarak saptanmıştır. STRUCTURE, PCA (Principle Component Analysis) ve Moleküler Filogenetik analizlerden elde edilen sonuçlar neticesinde mor çiçekli, sarı çiçekli ve hibrit çiçekli olduğu düşünülen alttürlerin temel olarak iki ana kümeye (sarı çiçekli – mor çiçekli)
ayrıştığı ve hibrit çiçekli olduğu düşünülen alttürlerin ise mor çiçekli kümeye yakın olarak pozisyonlandığı tespit edilmiştir. Yabani alttürlerinde yapılan bu genetik çeşitlilik çalışma sayesinde yoncanın daha fazla gen kaynağı kullanılacak ve geliştirilmesi mümkün hale gelecektir.

Abstract:
Plant genetic resources are being utilized very efficiently and rapidly thanks to the advancement of modern molecular tools and methods. The applicability of the obtained data in both agricultural fields and laboratory conditions offers significant scientific contributions. Additionally, the evaluation and characterization of genetic resources of regional strategic importance are crucial for biotechnological breeding efforts. Our country, located at the intersection of three important phytogeographic regions and possessing a rich reserve of genetic resources, includes major agricultural crops as well as economically valuable forage crops like alfalfa (Medicago sativa L.). Wild genetic resources are the most important references containing high allelic richness for determining the origins and gene pools of plants. Utilizing wild gene sources for genetic diversity studies will undoubtedly be highly beneficial for the evaluation of alfalfa genetic resources. Based on these fundamental insights, this study aims to assess the genetic diversity of 122 wild alfalfa subspecies distributed in the Kars region using the i-PBS retrotransposon marker system. As a result, the high levels of allele frequency (5.15), gene diversity (0.37), and polymorphic information content (0.30) in the wild alfalfa subspecies indicate a high degree of genetic diversity within the Medicago sativa-falcata complex. Additionally, the polymorphism rate was determined to be 39% in this study. The results from STRUCTURE, PCA (Principal Component Analysis), and Molecular Phylogenetic analyses reveal that subspecies believed to have purple flowers, yellow flowers, and hybrid flowers primarily segregate into two main clusters (yellow-flowered and purple-flowered), with the hybrid-flowered subspecies positioned close to the purple-flowered cluster. This
genetic diversity study on wild subspecies will enable the use and development of more genetic resources for alfalfa.