Sarı pas hastalığına dayanıklı ve duyarlı buğday (Triticum aestivum L.) çeşitlerinin moleküler markırlar ile incelenmesi
Investigations of tolerant and susceptible wheat (Triticum aestivum L.) cultivars for yellow rust disease with molecular markers
Yazar: DUYGU SEVİNÇ
Danışman: DOÇ. DR. AHU ALTINKUT UNCUOĞLU ; YRD. DOÇ. DR. SERAP SAĞLAM ÇAĞ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Buğday = Wheat ; Moleküler markerler = Molecular markers ; Sarı pas hastalığı = Yellow rust disease

Özet:
Buğday (Triticum aestivum L.) üretimini ve verimini tehdit eden Puccinia striiformis f. sp. tritici'nin neden olduğu sarı pas hastalığı %80'lere varan ürün kaybına ve tanede kalitenin düşmesine neden olmaktadır. Ülkemizde çok sayıda tarımsal araştırma enstitüsü, üniversite ve diğer kuruluşlarda buğdayda ıslah çalışmaları yapılmaktadır. Islah amaçlarından biri de hastalıklara dayanıklılıktır.Bu tez çalışmasında buğdayda sarı pas hastalığı dayanıklılığı ile genetik olarak bağlantı gösteren moleküler markırların bulunması amacıyla polimeraz zincir reaksiyonuna dayalı 3 farklı tipte moleküler markır tekniği kullanılmıştır. Çalışmada sarı pas hastalığına dayanıklı ekmeklik buğday çeşitlerinden PI178383, İzgi2001, Sönmez2001 ve duyarlı ekmeklik buğday çeşitlerinden Harmankaya99, ES14 ve Aytın98 materyal olarak kullanılmıştır. Ayrıca PI178383 x Harmankaya99, İzgi2001 x ES14 ve Sönmez2001 x Aytın98 kombinasyonları oluşturularak fide ve ergin döneme ait F2 populasyonları elde edilmiştir. 65 SSR (Simple Sequence Repeat- Basit Dizi Tekrarı- Mikrosatellit), 8 ISSR (Inter Simple Sequence Repeat- Basit Dizi Tekrarları Arası Bölgeler) ve 18 SRAP (Sequence-Related Amplified Polymorphism- Dizi İlişkili Çoğaltım Polimorfizmi) primeri kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. SSR markırlarının 37 tanesi, ISSR markırlarının 7 tanesi, SRAP markırlarının 15 tanesi farklı kombinasyonlarda polimorfik olup en yüksek oranda polimorfizm Sönmez2001 x Aytın98 kombinasyonunda gözlenmiştir. Anaçlar arasında polimorfizm gösteren SSR, ISSR ve SRAP markırları Bulk Segregasyon Analizlerinde (BSA) kullanılmışlardır. SSR ve ISSR markırları kullanılarak gerçekleştirilen Bulk Segregasyon Analizleri sonucunda sarı pas hastalığı dayanıklılık kaynağı ile genetik bağlantı gösteren bir DNA markırı elde edilmemiştir. SRAP markırları kullanılarak gerçekleştirilen Bulk Segregasyon Analizleri sonucunda ise Sönmez2001 x Aytın98 kombinasyonunda markır olma potansiyeli taşıyan bir bant yapısı elde edilmiştir. Bu bağlamda, Sönmez2001 ve Sönmez2001 x Aytın98 fide dönemi dayanıklı F2 DNA karışımında yaklaşık 290 bç büyüklüğünde ortak bir bant yapısı gözlenmiştir. Bu bant yapısı Aytın98 ve Sönmez2001 x Aytın98 fide dönemi duyarlı F2 DNA karışımında gözlenmemiştir. Ancak fide dönemine ait dayanıklı F2 DNA karışımlarını oluşturan F2 bireyleri incelendiğinde ise beklenen 290 bç'lik bant yeterli sayıda F2 bireyinde gözlenmediğinden DNA markırı elde edilememiştir. SSR, ISSR ve SRAP analizlerinden elde edilen sonuçlar sarı pas hastalığına dayanıklı ve duyarlı çeşitler arasında genetik uzaklıkların belirlenmesi amacıyla kullanılmıştır. Bu amaçla, anaçlar arasında polimorfizm gösteren markırlar kullanılarak, ?PopGene32 Version 1.31? ve ?TreeView? bilgisayar programlarından yararlanılarak çeşitler arasındaki genetik benzerlik ve uzaklığı ifade eden dendogramlar oluşturuldu. Sonuç olarak SSR markırlar kullanılarak gerçekleştirilen analizlerde birbirine en yakın çeşitler Harmankaya99 ve PI178383 (0.2552); en uzak çeşitler ise Aytın98 ve Sönmez2001 (0.4285) olarak belirlenmiştir. SRAP markırlar kullanılarak gerçekleştirilen analizlerde ise Aytın98 ve Sönmez2001 birbirine en yakın çeşitler (0.1942); Aytın98 ve Harmankaya99 da birbirine en uzak çeşitler (0.3631) olarak belirlenmiştir. ISSR markırlar kullanılarak gerçekleştirilen analizlerde de SRAP markırlarda gözlendiği gibi birbirine en uzak çeşitler Aytın98 ve Harmankaya99 (0.3443) olarak belirlenmiştir; en yakın çeşitlerin ise Sönmez2001 ve Harmankaya99 (0.1349) şeklinde olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
Yellow rust disease which threatens wheat (Triticum aestivum L.) production and efficiency, caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici is causing the loss of up to 80% of the yield and loss of quality in a grain. In our country breeding studies on wheat have been contiuning in many agricultural research institutes, universities and other institutions. One of the purposes of breeding is resistance to diseases.In this thesis, three different types of molecular marker techniques based on polymerase chain reaction were used in order to identify molecular markers which have genetically linkage to yellow rust disease resistance in wheat. In the study, resistance wheat cultivars PI178383, İzgi2001, Sönmez2001 and susceptible wheat cultivars Harmankaya99, ES14 ve Aytın98 parents were used as material. Also PI178383 x Harmankaya99, İzgi2001 x ES14 and Sönmez2001 x Aytın98 combinations were constructed and F2 populations belong to seedling and adult plant stage were obtained. Analyses were performed by using 65 SSR (Simple Sequence Repeat-Microsatellite), 8 ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) and 18 SRAP (Sequence-Related Amplified Polymorphism) primers. 37 SSR markers, 7 ISSR markers, 15 SRAP markers resulted polymorphic patternes in different combinations and the highest ratio of polymorphism observed in Sönmez2001 x Aytın98 combination. SSR, ISSR and SRAP markers which show polymorphism between the parents were used for Bulk Segregation Analyses (BSA). The result of Bulk Segregation Analyses (BSA) performed by using SSR and ISSR markers, it did not obtain a DNA marker that has genetically linkage to yellow rust disease resistance source. Also, the result of Bulk Segregation Analyses (BSA) performed by using SRAP markers in Sönmez2001 x Aytın98 combination, a band form that has potential for being marker was obtained. In this respect, a common band form approximately 290 bp was obtained at Sönmez2001 and resistant F2 DNA bulk derived from Sönmez2001 x Aytın98 at seedling stage. This band form was not obtained at Aytın98 and susceptible F2 DNA bulk of Sönmez2001 x Aytın98 at seedling stage. But when F2 individuals composed of resistant F2 DNA bulk were also screened it did not observe the 290 bp band in expected number of F2 individuals, for this reason it could not obtain a DNA marker. The results obtained from SSR, ISSR and SRAP analyses were used to identify genetic distances between resistant and susceptible cultivars for yellow rust disease resistance. For this purpose, dendrograms representing genetic similarity and distance between cultivars were constructed with the help of ?PopGene32 Version 1.31? and ?TreeView? softwares by using polymorphic markers between cultivars. As a result, it was determined that the closest to each other from the yellow rust cultivars are Harmankaya99 and PI178383 (0.2552) and the most distant to each other were Aytın98 and Sönmez2001 (0.4285) in the analyses performed by using SSR markers. In the analyses performed by using SRAP markers, it was also determined that Aytın98 and Sönmez2001 were the closest (0.1942) cultivars whereas Aytın98 and Harmankaya99 were the most distant (0.3631) cultivars. In the analyses performed by using ISSR markers, Aytın98 and Harmankaya99 were determined that the most distant (0.3443) cultivars as obtained in analyses performed by using SRAP markers; Sönmez2001 and Harmankaya99 were the closest (0.1349) cultivars.