Türkiye'nin farklı yörelerinden toplanan fasulye gen kaynaklarında, a vitamini ile ilişkili genotipik çeşitliliğin ve DArTseq markörlerinin belirlenmesi
Determination of vitamin a-related genotypic variety and DArTseq markers in bean gene sources collected from different regions of Turkey
Yazar: YETER ÇİLESİZ
Danışman: PROF. DR. AHMET İLÇİM ; PROF. DR. TOLGA KARAKÖY
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Fasulye = Bean ; Genotip = Genotype ; Markörler = Markers ; Phaseolus vulgaris = Phaseolus vulgaris ; Varyasyon = Variation ; Vitamin A = Vitamin A

Özet:
Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) protein, karbonhidrat, vitamin, diyet lifi ve mineral maddeler yönünden oldukça zengin, dengeli beslenmede oldukça besleyici, kalorisi düşük, sağlıklı ve güvenli bir gıda kaynağıdır. Günümüzde her üç kişiden birinin mikro besin eksikliği ile karşı karşıya olduğu ve mikro besin yetersizliğinin iki milyardan fazla insanı etkileyerek büyük bir tehdit oluşturduğu belirtilmiştir. Yetersiz beslenmenin önüne geçebilmek için alternatif çözüm yollarından biri; insanların günlük diyetlerinde yer alan tarımsal ürünlerin tüketilen kısımlarının protein, vitamin ve besin içerikleri bakımından zenginleştirilmesidir. Bu çalışmanın amacı, A vitamini bakımından daha zengin içeriğe sahip olan fasulye genotiplerini ve ilişkili markörleri belirlemek, daha zengin vitamin içeriğine sahip fasulye çeşitlerinin geliştirilmesine katkı sağlamak ve A vitamini eksikliğinden kaynaklanan hastalıkların giderilmesinde biyofortifikasyon çalışmalarına destek olmaktır. Çalışma kapsamında 182 adet yerel fasulye genotipi ve 6 adet ticari çeşit (Akman, Göynük, Karacaşehir, Önceler, Göksun, Akdağ) olmak üzere toplam 188 adet fasulye genotipi materyal olarak kullanılmıştır. Çalışma sonucunda Türkiye'nin 19 ilinden toplanan yerel fasulye (Phaseolus vulgaris L.) genotiplerinde A vitamini içeriği bakımından önemli oranda varyasyon saptanmıştır. Yapılan varyans analizi (ANOVA) sonucunda A vitamini içeriği bakımından çevre ve genotip x çevre interaksiyonunun istatistiksel olarak yüksek oranda anlamlı olduğu saptanmıştır. Tüm yıl ve lokasyon verileri birlikte değerlendirildiğinde, en yüksek A vitamini içeriğine sahip genotip; fasulye yerel çeşitlerinde "Civril-Bolu", ticari çeşitlerde Akman olmuştur. Beş çevrede üstün performans gösteren toplam 13 fasulye genotipi (Civril-Bolu, Balıkesir-3, Balıkesir-4, Balıkesir-5, Balıkesir-6, Balıkesir-18, Balıkesir-20, Elazığ-7, Elazığ-25, Elazığ-29, Muş-50, Sivas-4, Sivas-17) belirlenmiştir. Çalışmada, DArTseq markör tekniği kullanılarak GWAS analizi yapılmıştır. DArTseq firmasından temin edilen 11.839 markör içinden 7.900 markör seçilerek GWAS analizi için kullanılmıştır. DArTseq markörleri içerisinde A vitamini ile ilişkili 6. kromozom üzerinde dağılım gösteren 3367588 numaralı sadece bir markör önemli bulunmuştur. Tespit edilen bu markör, A vitamini içeriği bakımından fasulye genotiplerinin besinsel değerini arttırmak için kullanılarak, insanlığın yetersiz beslenme sorunlarının çözümüne katkı sağlayabilecektir. Bunun yanında elde ettiğimiz bulgular sonucunda, kalite özelliklerinden biri olan A vitamini içeriği bakımından detaylı analizi yapılan genotiplerin üstün performans gösteren yerel ve ticari çeşitleri, ıslah programı kapsamında daha kaliteli ve verimli fasulye çeşidi geliştirmeye yönelik çalışmalarda kullanılabilecektir.

Abstract:
Common beans (Phaseolus vulgaris L.) is a very nutritious, healthy and safe food source in a balanced diet, rich in protein, carbohydrates, vitamins, dietary fiber and mineral substances, low in calories. It has been stated that one in three people in the world is faced with a micronutrient deficiency and today, micronutrient deficiency is a major threat by affecting more than two billion people. One of the alternative solutions to prevent malnutrition; It is the enrichment of the consumed parts of agricultural products in the daily diet of people in terms of protein, vitamin and nutritional content. In this study, it was aimed to determine the genotypes richer in vitamin A content and related markers in bean gene sources, which have an important place in our daily diet, to be used in breeding, to develop bean varieties with richer vitamin content and to contribute to the elimination of diseases caused by vitamin deficiency. Within the scope of the study, a total of 188 bean genotypes, including 182 local bean cultivars and 6 commercial cultivars (Akman, Göynük, Karacaşehir, Önceler, Göksun, Akdağ) were used as material. Augmented trial design was used in field trials established in two different locations, Sivas in 2017, 2018 and 2021, and Bolu in 2017 and 2018. As a result of the study, variation was determined in terms of vitamin A content in local bean (Phaseolus vulgaris L.) gene sources collected from 19 provinces of Turkey. As a result of analysis of variance (ANOVA), it was determined that the interaction between environment and genotype x environment was statistically highly significant in terms of vitamin A content. When all years and locations are evaluated together, the genotype with the highest vitamin A content; While the genotype was "Civril-Bolu" in local bean cultivars, it was Akman cultivar in commercial cultivars. A total of 13 bean genotypes showing superior performance in five environments (Civril-Bolu, Balıkesir-3, Balıkesir-4, Balıkesir-5, Balıkesir-6, Balıkesir-18, Balıkesir-20, Elazığ-7, Elazığ-25, Elazığ-29, Muş-50, Sivas-4, Sivas-17) determined. In the study, GWAS analysis was performed using the DArTseq marker technique. 7,900 markers were selected from 11,839 markers obtained from DArtseq and used for GWAS analysis. A positive and significant relationship with vitamin A was determined in the DArtseq marker technique. Among the DArtseq markers, only one marker, numbered 3367588, distributed on the 6th chromosome associated with vitamin A, was found to be significant. This determined marker will be used to increase the nutritional value of beans and will contribute to the solution of the malnutrition problem of humanity. In addition, as a result of our findings, local and commercial varieties showing superior performance among the genotypes analyzed in detail in terms of vitamin content, which is one of the quality characteristics, can be used in studies to develop better quality and productive bean varieties within the scope of breeding program.