Yerel makarnalık buğday çeşitlerinin makarna kalitesini etkileyen gama-gliadin genleri bakımından moleküler ve biyokimyasal analizleri
Molecular and biochemical analysis of local Turkish durum wheat cultivars for gama-gliadin genes affecting pasta quality
Yazar: TUĞBA ESERKAYA GÜLEÇ
Danışman: DOÇ. DR. AHMET YILDIRIM
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Türkiye yıllık 3 milyon ton üretim miktarı ile önemli üretici ülkeler arasında yer almasına rağmen makarnalık buğday ithal etmektedir. Makarnalık buğdayda protein miktarı, gluten kuvveti, pigment miktarı ve oksidatif enzim aktiviteleri gibi kalite kriterleri, kaliteli bir makarnada istenen sarı parlak rengin oluşumunda ve pişme kalitesinde etkilidir. Gluten, hamurun elastik özelliğinde etkili glutenin ve hamurun viskoz özelliğinde etkili gliadin proteinlerinden oluşmaktadır. Bu proteinlerden Gli-B1 lokusunda bulunan gama-45 gliadin ve bu lokusla çok sıkı bağlantılı olan Glu-B3 lokusu tarafından kodlanan LMW-2 gluteninleri yüksek gluten kuvveti ile ilişkilidir. gama-42 gliadin ve LMW-1 glutenin ise aksine zayıf gluten kuvveti ile ilişkilidir.Bu çalışma, Türkiye'nin farklı bölgelerinde yetiştirilen 29 adet yerel makarnalık buğday çeşitlerinin gama-45 gliadin varlığı bakımından taranması amacıyla yürütülmüştür. Kontrol bitkisi olarak Kanada'nın en fazla yetiştirilen makarnalık buğday çeşitleri olan Kyle ve Avonlea kullanılmıştır. Araştırmada yerel makarnalık buğday çeşitlerinden ve kontrol bitkilerinden beşer tohum alınarak embriyo ve endospermleri ayrılmıştır. Embriyolardan izole edilen DNA'lar 1B kromozomu kısa kolunun terminal kısmına haritalanmış ve makarna kalitesi için önemli olan, gluten kuvvetini sağlayan gama-45 gliadini içeren Gli-B1 lokusunun varlığı açısından taranmıştır. Bu amaçla bu QTL lokusuyla bağlantılı olan toplam 13 adet mikrosatelit (SSR) markörü kullanılmıştır. Tüm genotiplerin Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PZR) ile üretilen bantlar arasındaki polimorfizm ilişkileri saptanmıştır. Ayrıca gama-45 gliadine spesifik olan bir adet STS ve bir adet GAG primeri de bu allelin belirlenmesi amacıyla kullanılmıştır. Buna ek olarak, tüm çeşitlerin endospermleri ekstrakte edilerek, gama-45 gliadine sahip olanları belirlemek için A-PAGE yöntemi kullanılmıştır.Sonuç olarak, markör taramaları ile A-PAGE taramaları karşılaştırılarak gama-45 gliadine sahip çeşitler belirlenmiştir. 29 adet yerel makarnalık buğday çeşidinden 19 tanesinin gama-45 gliadini taşıdığı saptanmıştır.

Abstract:
In Turkey, durum wheat has been producted about 3 million metric tones. With this production amount, Turkey comes second after Canada in the world. However, Canada alone provides nearly 70% of total world trades of durum wheat grains. Whereas Turkey is the motherland of durum wheat and once had the highest amount of the world?s durum wheat trade, now she has lost her situation and has become as an importer country. The main reason for this is because high quality durum wheat is not being produced in enough amount for the macaroni or pasta industry. The most important quality criterias are protein content, gluten strength, pigment amount and oxidative enzyme activities. These quality parameters provide the desired bright yellow color and cooking quality to pasta products. Gluten is a complex mixture of proteins which can be classified in two subclasses as the glutenins and the gliadins. A strong correlation exists between the presence of certain gliadin and glutenin proteins and the viscoelastic properties of the gluten. These proteins include gama-gliadin 45 encoded by the Gli-B1 locus on the short arm of chromosome 1B, which is closely linked to the allele coding for LMW-2 glutenin. Although,gama-gliadin 45 allele is correlated with high gluten strength, gama-gliadin 42 tends to provide weak gluten strength and poor pasta viscoelasticity.This study was performed to determine the presence or absence of pasta-quality associated gama-45 gliadin in 29 Turkish durum wheat cultivars gathered from different regions of Turkey. Kyle and Avonlea which is the most commonly grown cultivar of Canada was used as control. Five seeds from each cultivar were divided into two halves and one half was used for protein electrophoresis and the other half including embryo was germinated and used for DNA screening. For this purposes 13 SSR, one STS and one GAG primers linked to Gli-B1 loci were used. Polymorphism relations of all cultivars with Kyle were determined based on the PCR reactions. Additionally, the gliadins in the durum wheat cultivars were separated and identified using the A-PAGE. Based on the results of DNA markers and A-PAGE screenings, 19 durum wheat cultivars out of 29 had the gama-45 gliadin.