Hıyarda (Cucumis sativus L.) tohum iriliği ile düşük sıcaklıkta çimlenme yeteneğinin karşılıklı melezleme ve genomik bağlantı analizleriyle qtl haritalanması
Qtl mapping of seed size and cold germination ability in cucumber (Cucumis sativus L.) through biparental linkage analysis and genome-wide association analysis
Yazar: METİN YAĞCIOĞLU
Danışman: PROF. DR. ŞEKÜRE ŞEBNEM ELLİALTIOĞLU
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Hıyar tropik orijinli, çimlenme yönünden düşük sıcaklıklara hassas bir sebzedir. Yapılan bu çalışma hıyarda düşük sıcaklıkta çimlenme yeteneği (CG) ve tohum iriliği özelliği olan; tohum uzunluğu (SL), tohum genişliği (SWI), 100 tohum ağırlığı ile ilgili QTL haritalama çalışması olup iki kısımdan oluşmaktadır. Çalışma düşük sıcaklıklarda çimlenme yeteneğine ve iri tohum özelliğine sahip olan Coolgreen ile düşük sıcaklıklarda çimlenme özelliğine sahip olmayan ve küçük tohumlu 7088D ebeveynlerinden elde edilen 135 adet RIL populasyonunda yapılmıştır. Düşük sıcaklıkta çimlenme özelliği 13 °C'de 10 gün boyunca karanlık ortamda çimlendirilerek elde edilmiştir. Tohum özellikleri ile ilgili veriler GiNA yazılımı ile elde edilmiştir. Düşük sıcaklıkta çimlenme oranı ile ilgili sırasıyla kromozom 1, 2 ve 4'te qCG1.1, qCG2.1 ve qCG4.1 QTL gen bölgeleri tespit edilmiştir. Farklı yıl ve çevre koşullarında yetiştirilen populasyonlardan elde edilen sonuçlara göre toplam fenotipik varyasyonun açıklanma oranı % 23.3-40.3 arasında bulunmuştur. qCG1.1 düşük sıcaklıkta çimlenme yüzdesi ile ilgili ana QTL gen bölgesi olarak belirlenmiştir. Tohum uzunluğu, genişliği ve 100 tohum ağırlığı ile ilgili kromozom 3 ve 5'te qSL3.2, qSL5.1, qSL5.2, qSWI3.2, qSWI5.1, qSWI5.2, qSWE3.2, qSWE5.1 ve qSWE5.2 ana QTL gen bölgeleri olarak tespit edilmiştir. Farklı yıl ve çevre koşullarında yetiştirilen populasyonlardan elde edilen 3. ve 5. kromozomdaki QTL'lerin toplam fenotipik varyasyonu açıklama oranı qSL % 23.4-60.6, qSWI % 33.9-51.5 ve qSWE % 26.5-57.7 olarak bulunmuştur. Her özellik için tespit edilen QTL'lerin alanı, 602 adet F2:3 populasyonundan ilgili geni taşıdığı düşünülen rekombinant bireyler seçilerek daraltılmıştır. Bu çalışma sonunda her özelliği kontrol eden gen bölgelerinin tespiti markır destekli seleksiyon ile ıslah çalışmalarında etkili olarak kullanılabilecektir.

Abstract:
Cucumber is of tropical origin and sensitive to low temperature for germination. This study is composed of two parts. First part is related to cold germination ability (CG). Second part includes seed size related traits which are 100 seed weight (SWE), seed length (SL), seed width (SWI). This study, was conducted QTL analysis for CG ability using a recombinant inbred line (RIL) population derived from the cross between the CG tolerant and large seeded variety Coolgreen, the cold sensitive and small seeded line 7088D. Both phenotypic data were collected from 135 RILs in five environments which were used in QTL analysis. Phenotypic data on CG ability in terms of germination rate were obtained at 13 °C during 10 days in dark condition. Data related to seed traits were obtained with GiNA, high throughput method. Three QTL, qCG1.1, qCG2.1 and qCG4.1 on chromosomes 1, 2 and 4 were consistently detected across multiple environments, which could explain 23.3 to 40.3 % of observed total phenotypic variance. Major QTLs were detected for all seed size traits which are qSL3.2, qSL5.1, qSL5.2, qSWI3.2, qSWI5.1, qSWI5.2, qSWE3.2, qSWE5.1 and qSWE5.2 on chromosomes 3 and 5 were consistently detected across multiple environments, which could explain for qSL 23.4 to 60.6 %, qSWI 33.9 to 51.5 %, qSWE 26.5 to 57.7% observed total phenotypic variance. QTL regions for all traits were narrowed down, choosing recombinant individuals having related genes from 602 F2:3 families. In conclusion, related genes for all traits can be detected marker-assisted selection in breeding.