Mikrosatelit belirleyicileri kullanılarak tokak yerel arpa çeşidindeki genetik varyasyon düzeyinin belirlenmesi ve saf hatların seçimi
Determining the genetic variation level and selecting purelines in tokak barley landrace using microsatellite markers
Yazar: RAHİME GÜNDÜZ
Danışman: DOÇ. DR. NEJDET KANDEMİR
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Ziraat Bölümü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Arpa = Barley ; Genetik varyasyon = Genetic variation ; Mikrosatelitler = Microsatellites

Özet:
Genetik varyasyonlar bitki ıslahının ham maddeleridir ve çeşitli nedenlerle gittikçe daralmaktadır. Bitki ıslahında genetik varyasyonu artırmanın en ümit var yollarından biri yerel çeşitlerin kullanımıdır. Yerel çeşitlerin ıslah çalışmalarında daha etkin kullanılabilmeleri için tanımlanmaları gerekmektedir. Bu çalışma Tokak adıyla bilinen biri safhat ikisi yerel çeşit üç arpa materyalinin (Tokak 157/37 çeşidi, PI 470281 ve CIHO 10093) akrabalıklarını ve bu materyaller içerisinde mevcut olan genetik varyasyon düzeylerinin belirlenmesi için yürütülmüştür. Tokak 157/37 Türkiye'nin önemli ekilişe sahip bir yerel arpa çeşididir. PI 470281 Amerika gen bankasında yerel çeşit olarak Tokak ismi ile muhafaza edilen materyaldir. CIHO 10093 yine Amerika gen bankasında bulunan Tokak isimli saf hattır. CIHO 10093 saf hattından 10 bitki, Tokak 157/37 çeşidinden 60 ve PI 470281 materyalinden 52 bitki incelenmiştir. Bu materyallerdeki genetik çeşitliliği belirlemek için polimorfizm düzeyi yüksek, kodominant nitelikte 30 SSR belirleyicisi kullanılmıştır. Aynı zamanda bazı morfolojik belirleyiciler ve bitkisel özellikler de çalışılmıştır. İncelenen 10 CIHO 10093 bitkisi çalışılan 30 SSR belirleyici bakımından hiçbir polimorfizm göstermemiştir. Yani CIHO 10093 bitkilerinin tamamı genetik olarak aynıdır. Çalışılan 30 SSR belirleyicisinden sadece beş tanesi Tokak 157/37 içinde polimorfizm belirlemiştir. Bu belirleyiciler incelenen 60 Tokak 157/37 hattında toplam 35 allel üretmiş ve sadece iki tip genotip bulunduğunu ortaya koymuştur. Bunlardan yaygın olanı 58 hatta, nadir olanı ise iki hatta gözlenmiştir. Bu sonuç Tokak 157/37'nin varyasyonunu büyük ölçüde kaybettiğinin ve artık bir yerel çeşit olmadığını göstermektedir. Kullanılan 30 SSR belirleyicisinden 23 tanesi PI 470281 materyalinde polimorfizm göstermiştir. Bu otuz belirleyici PI 470281'de toplam 70 allel meydana getirmiştir. Çalışılan 52 PI 470281 hattı arasında 46 farklı genotip belirlenmiştir ki bu genetik çeşitlilik seviyesinin çok yüksek olduğu anlamına gelmektedir. PI 470281 içinde morfolojik belirleyiciler bakımından polimorfizm gözlenmemiştir. Aynı zamanda bitkisel özellikler arasındaki varyasyon da yüksek değildir. Bu durum yerel çeşidi kullanan çiftçilerin geçmişte fenotipe dayalı toplu seleksiyonlar yapmış olabileceğini göstermektedir. PI 470281 materyaline ait 52 hat, Tokak 157/37 çeşidinin yaygın genotipi, iki nadir genotipi ve CIHO 10093 (toplam 56 genotip) ile dendogram oluşturulmuştur. Bu çalışma sonunda PI 470281 materyalinde DNA düzeyinde gözlenen fakat morfolojik olarak gözlenmeyen varyasyonlar önemli tarımsal karakterleri etkileyen genlerin yeni allellerinin bulunabileceğini ortaya koyabilir.

Abstract:
Genetic variations are the raw materials of plant breeding and have been increasingly narrowed due to various reasons. One of the most promising ways of increasing the genetic variation level in plant breeding programs is to use landraces. Genetic identification of landraces is necessary in order to make better use of them. This study was conducted to determine the genetic variation level in three Turkey-originated barley materials all known as Tokak. One of them, Tokak 157/37, is a major cultivar of Turkey and considered to be a landrace. It has a considerable acreage in Turkey. The second one is a landrace, PI 470281, maintained by the US National Plant Germplasm System. The third one is a pure line named Tokak, CIHO 10093, also maintained by the US National Plant Germplasm System. Sixty plants were studied from Tokak 157/37, fifty-two from PI 470281 and 10 from CIHO10093. In order to detect the polymorphism level within and among these materials, 30 co-dominant SSR markers were used. Some morphological markers and plant characteristics were also studied. Ten CIHO 10093 plants did not show any polymorphism for 30 SSR markers. In other words, all 10 plants were genetically identical. Only five SSR markers out of ten yielded polymorphism within cv. Tokak 157/37. These 30 markers produced a total of 35 alleles among 60 Tokak 157/37 lines and showed that there were only two types of genotypes. The common genotype was found in 58 lines and the rare one in two lines. This finding means that Tokak 157/37, an alleged land race, has lost its variation greatly and is not a landrace anymore. Twenty-three of 30 SSR markers were polymorphic in PI 470281. Thirty SSR markers used to screen PI 470281 produced 70 alleles. Among the 52 plants studied, 46 different genotypes were detected, which means very high level of polymorphism. No polymorphism was observed for morphological markers. Also, variation for plant characteristics was not very high. These facts mean that farmers who have been using this landrace for a long time might have done mass selections based on phenotype within the cultivar. A dendogram was made using 52 PI 470281 lines, common type of Tokak 157/37, two rare lines of Tokak 157/37 and CIHO 10093 (a total of 56 genotypes). Genetic variation observed at DNA level, but not at morphological level, might indicate the presence of novel alleles of the loci that affect the major agronomical traits.