Mürdümükte (Lathyrus sativus L.) EMS mutageni uygulanarak ileri hatların geliştirilmesi
Grass pea (Lathyrus sativus L.) development of forward lines by applying EMS mutagen
Yazar: EMİNE DOĞAN ÇETİN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ARSLAN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Mürdümük (Lathyrus sativus L.), zorlu çevre koşullarında hayatta kalabilen, protein açısından zengin, tek yıllık önemli bir baklagil bitkisidir. Mürdümüğün genetik olarak iyileştirilmesi, üretimini genişletmek için son derece önemlidir ve mutasyon ıslahı daha geniş genetik varyasyon yaratmada etkili bir araç olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, ülkemizde yaygın olarak yetiştirilen mürdümük çeşidi Gürbüz-2001'in tohumlarına iki farklı konsantrasyonda (%0,5 ve %1) mutajen etil metan sülfonat (EMS) ile 4 saat muamele edilmiştir. M1 generasyonunda %0.5 ve %1 EMS konsantrasyonları için çimlenme oranları sırasıyla %71.6 (1074 bitki) ve %42.4 (636 bitki) olarak hesaplanmıştır. Ancak, tohum üretebilen toplam 776 bitkinin tohumları ayrı ayrı hasat edilerek (M2) bir sonraki yıl tekrar ekilmiştir. Yapılan gözlemlerde, hem M1 hem de M2 popülasyonlarında fide büyüme kusurları, anormal dallanma, klorofil mutantları, çiçeklenme yokluğu ve kısırlık gibi birkaç mutant fenotip belirlenmiştir. Mutantların agronomik, kalite ve kaba yem özelliklerinin belirlenmesi için M2 popülasyonundan vejetatif karakterler açısından kontrol çeşidinden üstün olan toplam 40 mutant bitki seçilmiştir. Mutant hatların bitki boyu 48 (GMP29) ile 164 cm (GMP4) arasında değişmekte olup, ortalama bitki boyu 109.7 cm iken, kontrol çeşidinde 75 cm'dir. Tohum verimi 7.19 ila 87.18 g arasında değişmiştir ve GPM6 ve GMP11 hatları, kontrol çeşide (13.6 g) kıyasla üstün değerler göstermiştir. Bu durum arzu edilen özelliklerin elde edilmesinde mutasyonun pozitif etkisini göstermektedir. Mutasyona uğramış hatlar arasında protein içeriği en düşük %9.08 (GPM4) en yüksek % 35.26 (GPM37) ortalama değer %21.74 iken kontrol çeşit %26.71 oranına sahiptir. Lakin umut verici hatlarda bulunmuştur. Mürdümük tohumlarının β-ODAP (β-N-Oxalyl-l-α,β-diaminopropionic asit) içeriği, seçilen M2 popülasyonunda %0.139 ile %7.39 arasında değişirken, başlangıç materyali olan Gürbüz-2001'de %0.523 olarak tespit edilmiştir. Elde edilen değerler bütün olarak incelendiğinde, GPM6 ve GPM11 genotipleri, yüksek ham protein içeriği, düşük asit deterjan lifi (ADF) ve nötr deterjan lifi (NDF) oranlarının yanı sıra yüksek tohum ve biyolojik verim ile kaba yem ıslahı için ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada elde edilen bu mutantların faydalı özelliklerinin, mürdümük iyileştirme programlarında kullanılmak üzere yeni genetik kaynaklar olarak entegre edilmek üzere izlenmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Grass pea (Lathyrus sativus L.) is an important protein-rich annual legume crop that can survive harsh environment conditions. Genetic improvement of grass pea is highly important for expanding its production, and mutation breeding can be a valuable tool in creating additional genetic variability. In the present study, we treated seeds of widely cultivated grass pea cultivar, Gürbüz-2001, with two different concentrations (0.5% and 1%) of mutagen ethyl methane sulfonate (EMS) for 4 hours. The germination rates were calculated as 71.6% (1074 plants) and 42.4% (636 plants) for 0.5% and 1% EMS concentrations in M1 generation, respectively. However, the seeds of a total of 776 plants capable of producing seeds were harvested separately (M2) and replanted the following year. In the observations, several mutant phenotypes were identified, including seedling growth defects, abnormal branching, chlorophyll mutants, absence of flowering and sterility in both M1 and M2 populations. A total of 40 mutant plants which were superior than control variety in terms of vegetative components from M2 population were selected for agronomic, quality and forage traits analysis. Plant height of mutant lines ranged from 48 (GMP29) to 164 cm (GMP4), with an average value of 109.7 cm, while the average value was 75 cm for the control. The seed yield ranged from 7.19 to 87.18 g, and the lines GPM6 and GMP11 showed superior values compared to the control (13.6 g), indicating the positive effect of mutation in obtaining desired traits. There were promising mutants that showed higher levels of protein content among mutated lines. The β-ODAP (β-N-Oxalyl-l-α,β-diaminopropionic acid) content of grass pea seeds ranged from 0.139% to 7.39% in selected M2 population, while the control cultivar was 0.523%. GPM6 and GPM11 were important for forage breeding with their high crude protein content, low acid detergent fiber (ADF) and neutral detergent fiber (NDF) ratios, as well as high seed and biological yield. The beneficial traits of these mutants obtained in this study should be followed to integrate as genetic resources for use in grass pea improvement programs.