Türkiye'de tescillenmiş bazı ticari pamuk çeşitlerinin moleküler karakterizasyonu üzerine bir araştırma
A study on the molecular characterization of some commercial cotton varieties registered in Turkey
Yazar: ADNAN AYDIN
Danışman: PROF. DR. MEHMET KARACA
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics ; Ziraat = Agriculture
Dizin: DNA = DNA ; Moleküler biyoloji = Molecular biology ; Moleküler markerler = Molecular markers ; Pamuk = Cotton ; SSRP = SSRP

Özet:
Pamuk (Gossypium L.) dünya genelinde tekstil endüstrisi için en önemli doğal lif kaynağı ve aynı zamanda önemli bir yağ bitkisi konumundadır. Pamuk dünyada Çin, ABD, Hindistan ve Özbekistan'ın da ilk sıralarda yer aldığı yaklaşık 80 ülkede yetiştiriciliği yapılmaktadır. Pamuk lifleri tekstil için ana kaynak olarak kullanılırken tohumu yağı için kullanılmakta ve küspesi de proteince zengin hayvan yemi olarak kullanılmaktadır. Ayrıca pamukta kısa lif olarak adlandırılan hav 50'nin üzerinde sanayide kullanıldığı için ülkemiz ve dünyada vazgeçilemeyecek bitki grubu içindedir. 
	Pamukta ıslah çalışmaları genellikle verim ve lif kaliteleri yönünden en iyi genotipler arasında yapılan melezlemeler ve daha önce geliştirilmiş çeşitlerden seleksiyon çalışmalarına dayanmaktadır. Ancak pamuk ıslah programları kültür çeşitlerinde dar olan genetik çeşitlilikten olumsuz yönde etkilenmektedir. Dünyada en çok yetiştiriciliği yapılan pamuk, yeni dünya pamukları olarak bilinen ve tetraploid genoma sahip G. barbadense ve G. hirsutum türlerine ait olan çeşitlerdir. Bu türlerin genomlarının oluşma sürecindeki evrimi çok uzun olmadığı için genetik çeşitlilik oldukça dardır. Bu çalışmada Türkiye'de tescil edilmiş olan bazı pamuk çeşitlerinin genetik tabanı ve genetik çeşitliliğin belirlenmesi için moleküler yöntemler kullanılarak karakterize edilmiştir.
	Çalışmada farklı ülkelerde tescil edilmiş çeşitlerle beraber toplamda 192 hat/çeşit, hem genik- hem de genomik-SSR markırlarına ait toplam 40 lokus kullanılmıştır. Çeşitler arasındaki genetik ilişkilerin belirlenmesinde farklı analiz yöntemleri ve istatistiki değerler kullanılmıştır. 
	Çalışmada kümeleme analizleri için Bayesian istatistiği kullanılmış ve türler arasındaki ilişki % 100 olarak ortaya konarken, G. hirsutum türüne ait çeşitler yer yer kendi içinde gruplamalar yaparak diğer türlerden ayrılmıştır. Ayrıca Jaccard benzerlik indeksi kullanılarak çeşitler arasındaki genetik ilişki incelenmiş ve çalışan 192 hat/çeşit arasından 23 tane çeşidin diğer çeşitlere göre benzerlik ilişkileri daha az olarak saptanmıştır. 
Genetik benzerlik ilişki % 54.5 ile % 70 arasında değişim gösteren bu çeşitler ADN 413, Aşkabat 91, BA 119, BA 525, Crema 111, Delcerro, Delcot 311, Diva, DP 332, DP 419, Gloria, Havsız, Korina, Ligur, Lockette, Napa 122, Nazilli 66-100, Nihal, Sealand 542, ST 213, Stardel, Taşkent 1 ve Yeşil Lif çeşitleri olup bu çeşitlerin ıslah çalışmalarında kullanılması heterosisin yakalanmasında avantaj sağlayacaktır. 
Çalışmada kullanılan 192 hat/çeşitte yapılan PCoA analizinde G. hirsutum türüne ait çeşitler dört (4) ana gruba ayrılmıştır. Bu gruplamalarda Grup1 olarak isimlendirilen grupta uzun lif üreten çeşitlerin bulunduğu saptanmış ve Grup2'de de yakın ilişkili çeşitlerin varlığına rastlanmıştır. Fakat Grup3 ve Grup4'teki çeşitler arasındaki genetik benzerlikler ilk iki gruba göre daha az çıktığı saptanmıştır.
Sonuç olarak Türkiye'deki tescil edilmiş bazı çeşitler ile farklı ülkelerde tescil edilmiş olan çeşitlerde genetik tabanın dar olduğu saptanmıştır. Bu çeşitler arasındaki genetik ilişkinin daha iyi ortaya konabilmesi için daha fazla markırın kullanılması gerektiği, daha fazla bilgi içeriğinin saptanması içinse kapilari yönteminin kullanılması gerekmektedir. Son olarakta genetik çeşitliliğin artırılması için pamuk bitkisinin farklı türleri kullanılarak melezlemelerin yapılması ve genetik varyasyonun artırılması gerektiği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Cotton (Gossypium L.) is an important natural resource for the textile industry worldwide. Cotton is mainly cultivated in nearly 80 countries such as China, the United States, India and Uzbekistan. Cotton fibers are the main source for textile industry and its seeds are used for oil production, the meal is used as protein-rich animal feed. In addition, the short-fibers are called as linters and they used in more than 50 industries making the cotton an indispensable plant group in our country and the world.
Breeding studies in cotton are generally based on hybridization of the best genotypes in term of yield and fiber quality and selections from previously developed varieties. However, cotton breeding programs are negatively affected from the narrow genetic diversity of the cultivars. The most cultivated cotton in the world is the varieties belonging to G. barbadense and G. hirsutum species known as the new world cottons and having tetraploid genome. Since the evolution of these genomes in the process of formation is not very long, genetic diversity is very narrow. In present study the genetic basis of some cotton varieties which are registered in Turkey were characterized in term of identification of genetic diversity based on molecular methods.
	In the study a total 192 lines / varieties registered in Turkey along with other varieties or lines registered in other countries were characterized using a total of 40 loci amplified with both genic- and genomic-SSR markers. In the studies dealing with the determination of genetic relationships among varieties, different analysis methods and statistical analyzes were utilized.
In the study, Bayesian statistics were used for clustering analysis and the relationship between species was determined as 100%, while the some varieties in the species of G. hirsutum were grouped in varying places in the clusters. In addition, the genetic relationship between the varieties based on the Jaccard similarity index was investigated and 23 varieties were found to have less similarity relations than the other varieties among the 192 lines / varieties. These varieties included ADN 413, Ashgabat 91, BA 119, BA 525, Crema 111, Delcerro, Delcot 311, Diva, DP 332, DP 419, Gloria, Airless, Korina, Ligur, Lockette , Napa 122, Nazilli 66-100, Nihal, Sealand 542, ST 213, Stardel, Tashkent 1 and Green Fiber. The genetic relationship between these varieties ranged between 54.5% and 70%. The use of these varieties in breeding studies would be advantageous in the detection of heterosis. 
In the PCoA analysis of 192 lines / varieties used in the present study, the varieties of G. hirsitum species were divided into four (4) main groups. In these groupings, it was found that long fiber producing varieties were found in the group called Group1, and Group 2 also had close varieties. However, the genetic similarities between the groups Group3 and Group4 were found to be less than the first two groups. 
As a result, the varieties that have been registered in different countries and registered in Turkey were found to have narrow genetic base. In order to better identify the genetic relationship between these varieties, more markers with capilary systems for separation should be used. Finally, it was concluded that cross-breeding among cotton plant varieties/lines belonging different species should be performed in order to increase the narrow genetic diversity.