Yer fıstığı (Arachis hypogaea L.) germplasmında bazı hastalık ve zararlılara dayanıklılık genlerinin moleküler markerlerle belirlenmesi ve moleküler ıslah yardımıyla ileri hat ve çeşitlere aktarılması
Screening of some diseases and root-knot nematode resistance genes by using molecular markers in groundnut germplasm and transferring resistant genes to advanced lines and cultivars
Yazar: ENGİN YOL
Danışman: PROF. DR. BÜLENT UZUN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Arachis hypogaea = Arachis hypogaea ; Bitki hastalıkları = Plant diseases ; Moleküler markerler = Molecular markers ; Yer fıstığı = Peanut ; Zararlılar = Pests

Özet:
Yerfıstığı tohumlarında yüksek oranda yağ ve protein barındıran, tüm dünyada talep gören önemli bir yağlı tohum bitkisidir. Tropikal ve subtropikal bölgelerde yoğun olarak yetiştirilen yerfıstığı birçok canlı ve cansız stres faktörüne maruz kalmakta ve bitkilerde vejetatif ve generatif gelişimi olumsuz etkilenmektedir. Yumuşak çürüklük, pas ve geç yaprak beneklenmesi hastalıkları ile kök-ur nematodu yerfıstığında gözlenen ve ciddi verim kayıplarına neden olan canlı stres faktörleridir. 256 adet genotipten oluşan yerfıstığı germplasmı bu stres faktörlerine dayanıklılık bakımından çalışılmış ve moleküler markerler kullanılarak karakterize edilmiştir. 186 adet genotipten oluşan dünya yerfıstığı mini kor koleksiyonu da bu germplasm içerisinde değerlendirilmiştir. Moleküler markerlere ait PCR ürünleri agaroz jel ve Fragment Analyzer® sistemi kullanılarak görüntülenmiştir. Yürütülen denemeler sonrası yerfıstığı germplasmında 142 genotip yumuşak çürüklük hastalığına dayanıklı olarak belirlenmiştir. Botanik varyeteler dikkate alındığında ise vulgaris botanik varyetesine ait 56 genotip, fastigiata botanik varyetesine ait 54 genotip ve hypogaea botanik varyetesine ait 28 genotip yumuşak çürüklük hastalığına dayanıklı olarak bulunmuştur. Mini kor koleksiyonunda yer alan 115 genotip ise dayanıklı olarak belirlenmiştir. Pas hastalığına dayanaklılığın tarandığı moleküler çalışmada 9 genotip hastalığa dayanıklı olarak belirlenmiş, dayanıklı genotiplerin çoğunlukla varyete hypogaea botanik varyetesine ait olduğu ortaya konmuştur. Dayanıklı genotiplerin 7 tanesinin mini kor koleksiyonda yer aldığı görülmüştür. Diğer bir fungal hastalık olan geç yaprak beneklenmesinde yapılan karakterizasyonda 15 genotip dayanıklı olarak germplasmda yer almıştır. Taksonomik olarak ise dayanıklı genotiplerin 10 tanesi varyete hypogaea, 4 tanesi varyete fastigiata (2) ve varyete vulgaris (2) botanik varyetelerine ait olarak belirlenmiştir. 1 genotip ise hirsuta botanik varyetesinde yer almıştır. Mini kor koleksiyonda ise 7 genotip dayanıklı olarak ortaya konmuştur. Kök-ur nematoduna dayanıklılık bakımından yapılan moleküler taramada germplasm içerisinde dayanıklı genotipe rastlanmamıştır. Nematod dayanıklı genotipler geliştirmek amacıyla tez çalışması kapsamında melezleme programı oluşturulmuş ve dayanıklı çeşitler, COAN ve NemaTAM, ülkemizde talep gören NC-7 ve runner grubundan Florunner çeşitleri ile melezlenmiş ve dayanıklılık bu çeşitlere aktarılmıştır. Bu tez çalışması ülkemizde yerfıstığında önemli biyotik stres faktörlerine karşı yürütülen en kapsamlı dayanıklılık çalışması olmakla birlikte karakterizasyonun moleküler olarak yapılması ile de ilktir.

Abstract:
Groundnut or peanut is an important oilseed crop with high oil and protein content in seeds. This high-demanded crop is affected many biotic and abiotic stresses which limit its productivity and seed quality in tropic and sub-tropic areas of the world. Late leaf spot, rust, sclerotinia blight and root-knot nematodes are economically important biotic stress factors that and reduce the groundnut production. 256 groundnut genotypes were screened with molecular markers to identify resistant individuals against to such biotic stresses. The world groundnut mini core collection consisting of 186 genotypes was also evaluated as a part of collection. In molecular analyses, PCR products were separated in agarose gels and visualized under UV light after staining with ethidium bromide. Amplified products were also analyzed with the Fragment Analyzer™ which is high resolution bio-imaging system. Molecular results indicated that 142 genotypes associated with sclerotinia blight resistant marker in the collection. Among the resistant genotypes, 56 genotypes were from variety vulgaris, 54 genotypes were from variety fastigiata and 28 genotypes were from hypogaea. In the world groundnut mini core collection 115 genotypes showed the sclerotinia blight resistant banding pattern. The rust disease was evaluated with the SSR marker and 9 genotypes were identified as resistant after molecular analysis. 7 genotypes associated with rust resistant marker were also in world groundnut mini core collection. The resistant banding pattern related to the late leaf spot disease was observed in 15 genotypes from different botanical varieties. Among the resistant genotypes, 10 genotypes were from variety hypogaea, 2 genotypes were from variety fastigiata, 2 genotypes were from vulgaris, and 1 genotype was from variety hirsuta. In world groundnut mini core collection, 7 genotypes amplified resistant band following PCR amplification. The groundnut germplasm was also screened by the molecular marker related to root-knot nematode resistance. However no amplification was detected for all genotypes tested. Transferring the nematode resistance, nematode-resistant cultivars, COAN and NemaTAM, and susceptible cultivars, NC-7 and Florunner, were selected for hybridizations. In the present investigation, the most comprehensive study was carried out with molecular markers to reports new groundnut sources of resistance to important biotic stress factors.