Pamukta (Gossypium hirsutum L.) ilişkilendirme haritalaması analiziyle solgunluk hastalığı (Verticillium dahliae Kleb.) ile ilişkili DNA markörlerinin belirlenmesi
Determination DNA markers associated with verticilliumwilt disease (Verticillium dahliae Kleb.) with association mapping analysis in cotton (Gossypium hirsutum L.)
Yazar: SADETTİN ÇELİK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ADEM BARDAK ; DOÇ. DR. OKTAY ERDOĞAN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Verticillium dahliae = Verticillium dahliae

Özet:
Pamuk (Gossypium spp.) dünyanın en iyi bitkisel lif kaynağı olup, sanayinin yaklaşık 50
kadar koluna hammadde sağlayan bir endüstri bitkisidir. Pamuk tarımında üretimi
kısıtlayan, verim ve kaliteyi düşüren çok sayıda hastalık ve zararlı bulunmaktadır. Bu
hastalık ve zararlılar arasında en yıkıcı etkiye sahip olan ise toprak kökenli Verticillium
dahliae Kleb. fungusunun sebep olduğu solgunluk hastalığıdır. Ekonomik ve etkin bir
kimyasal mücadelesi olmayan bu hastalığın mücadelesinde, dayanıklı/tolerant çeşitlerin
geliştirilmesi büyük önem arzetmektedir. Bu çalışmada, Gossypium hirsutum L. türüne ait
268 pamuk genotipinin Verticillium solgunluğuna karşı reaksiyonları ile bu hastalıkla
ilişkili markörlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, 2016 yılında, önce iklim odası
koşularında, patojenin yaprak döken (PYDV6) ve yaprak dökmeyen (Vd11) patotiplerine
karşı, konidi süspansiyon tekniğine göre tesadüf parselleri deneme deseninde, beş
tekerrürlü saksı denemesi, daha sonra ise aynı genotipler ile Bismil-Diyarbakır'da,
hastalıkla doğal bulaşık çiftçi arazisinde (yaprak dökmeyen patotip; 16.5 ms g-1)
Augmented deneme deseninde tarla denemesi yürütülmüştür.
Çalışma sonucunda, genotipler arası farkın önemli olduğu ve bu farklılığın kütlü pamuk
verimini etkilediği, iklim odasında yürütülen saksı denemesinin yanı sıra tarla
denemesindeki genotiplerin % 50-60 koza açımı dönemi ile hasat sonu gövde kesitindeki
hastalık şiddetinden anlaşılmıştır. Saksı denemesinde, her iki patotipe karşı Semerkant
Uzbek ve Taşkent 6 genotipleri, kontrollerden daha tolerant bulunmuştur. Tarla
denemesinde ise 25 adet genotipin, kontrollerden daha tolerant olduğu hem % 50-60 koza
açımı hem de gövde kesitinde yapılan hastalık şiddeti değerlerinden anlaşılırken,
Stoneville K311 çeşidinin her iki dönemde de en düşük hastalık şiddetine sahip olduğu
saptanmıştır. Bununla birlikte, hastalığa karşı orta derecede tolerant olan BA 119, Okra
204, H-23, Gedera-5, PI 528420 ve Acala Royale genotipleri ise en yüksek kütlü pamuk
verimine sahip olmuşlardır.
Markör belirleme amacıyla yapılan ilişkilendirme analizlerinde 4730 tane SNP (Tek
Nükleotit Polimofirzm) allelleri kullanılarak, Verticillium solgunluk hastalığıyla ilişkili
117 ortak SNP markörü elde edilmiştir (p<0.01). Çalışma sonucunda, yaprak döken (PYDV6) patotip ile ilişkili 60 QTLs, yaprak dökmeyen (Vd11) patotip ile ilişkili 186
QTL, % 50-60 koza açımı döneminde 49 QTL, gövde kesitinde ilişkili 53 QTL
belirlenmiştir. Pamuk genomunun, 9., 14., 2., 17., 26., 13., 10., 18., 11. ve D11.
kromozomları üzerinde belirlenenen markörlerin, Verticillium solgunluğuyla güçlü bir
ilişki içinde olduğu saptanmıştır. Sonuç olarak, elde edilen QTL'lerin doğrulaması
yapıldıktan sonra moleküler ıslah programlarında, özellikle markör destekli seleksiyon
(MAS)'da kulllanılması mümkün olabilecektir.

Abstract:
Cotton (Gossypium spp.), as the best plant fiber source in the world, provides the raw
material to about 50 branches of industry. There are many diseases and pests that restrict
the production and reduce the quality and yield of the of cotton plant. Among these pests
and diseases, the most destructive one is Verticillium wilt caused by Verticillium dahliae
Kleb., a soil-born fungus. In the fight against the disease, for which no chemical and
economical way to control is present, it has become vastly important to develop varieties
which are resistant/tolerant to the agent. In this study, we aimed at determining the
responses of 268 cotton genotypes (Gossypium hirsutum L.) present in our genetic stok
against Verticillium wilt disease and at discovering the genetic markers associated with it.
For this purpose, firstly in the climatic chamber, a randomized plot against defoliating
(PYDV6) and non-defoliating (Vd11) pathotypes of this fungus was designed with five
replications using conidial suspension technique in 2016. Later, the field experiment was
carried out with the same genotypes according to the augmented experimental design in a
naturally infected field (non-defoliating pathotype; 16.5 ms g-1) located in Bismil,
Diyarbakır. At the end of the study, through not only the pot experiments conducted in the
climate room, but also 50-60% boll opening period, the severity of the disease at the stem
sections of plants at harvest time and seed cotton yield in the field experiments, it has been
understood that the difference between the genotypes were statistically significant and that
this difference affects the yield of seed cotton. In the pot experiment, Semerkant, Uzbek
and Taskent 6 genotypes were found more tolerant than control varieties against both
pathotypes. While 25 of the genotypes were detected to be more tolerant than the tolerantcontrol
varieties to the disease by the measure of the severity both at 50-60% boll opening
period and stem sections at the harvest time, the lowest disease rate was detected in
Stonville K311 genotype in the same periods. Additionally, the genotypes such as BA 119,
Okra 204, H-23, Gedera-5, PI 528420 and Acala Royale, which were moderately tolerant
to the disease, had the highest seed cotton yield.
Through the association analyses, 117 common SNP markers releated with Verticillium
wilt desiase were obtained using 4730 SNP alleles (p <0.01). As a result, 60 QTLs were associated with defoliation (PYDV6) disease pathotype, 186 QTLs were associated with
pathology of non- defoliation (VD11) disease, 49 QTLs were associated with 50-60 boll
opening period, and 53 were QTLs associated with Stem cut. It was also revealed that the
markers identified on the D11, 14, 2, 17, 26, 13, 10, 18, 11 and 9 chromosomes of the
cotton genome were strongly associated with Verticillium desiase. As a result, it can be
declared that, once validated, it would be possible to use the QTLs obtained in the study in
molecular breeding programs, especially in Marker Assisted Selection (MAS).