Bazı makarnalık buğday çeşitlerinin makarna kalitesi bakımından ıslahı
Reeding of some durum wheat cultivars for pasta quality
Yazar: ÖZLEM ATEŞ SÖNMEZOĞLU
Danışman: PROF. DR. AHMET YILDIRIM
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Makarnalık buğday = Durum wheat ; Mikrosatelitler = Microsatellites ; PAGE analizleri = PAGE analysis

Özet:
Türkiye yüksek kaliteli makarnalık buğday üretebilecek uygun ekolojiye sahip olmasına rağmen makarna sanayinin istediği kalitede ürünün yeterli miktarda üretilememesi nedeniyle son yıllarda makarnalık buğday ithal edilmektedir. Kaliteli makarnalık buğday ihtiyacının karşılanabilmesi için Türk makarnalık buğday çeşitlerinin modern ıslah yöntemleri kullanılarak verimlerini olumsuz yönde etkilemeden kalitelerinin artırılması gerekmektedir.Bu çalışma ile makarna kalitesini doğrudan etkileyen önemli kalite genleri ( ? -gliadin 45 ve LMW-2 glutenin) dört adet tescilli Türk makarnalık buğday çeşidine (Sarıçanak-98, Salihli-92, Kızıltan-91 ve Selçuklu-97) geri melezleme ıslahı yöntemi ile aktarılmıştır. Çalışmada tekrarlanan anaç olarak makarnalık kalitesi yüksek olan Kanada çeşidi Kyle kullanılmıştır. Melezlemeler sonucu elde edilen her bir F1 ve geri melez (GM) bitkisi, kendi tekrarlanan anacı ile üç kez geriye melezlenmiş ve her bir generasyonda hedeflenen QTL bölgelerini taşıyan geri melez bitkileri markör destekli seleksiyon (MAS) yöntemi ile seçilmiştir. MAS yöntemi embriyo kültürü ve kontrollü sera koşullarında hızlı bitki yetiştirme teknikleri ile kombine edilerek uygulanmıştır. Makarna kalitesini doğrudan etkileyen bu gen bölgelerinin saptanması ve aktarılması işlemlerinde moleküler DNA markörleri (SSR, STS ve GAG) ile A-PAGE ve SDS-PAGE yöntemleri kombine bir şekilde kullanılmıştır. ? -gliadin 45'in seleksiyonu için A-PAGE, LMW-2 glutenin'in seleksiyonunda SDS-PAGE ve her iki bölgenin seleksiyonunda dört adet SSR primeri (Xgwm550, Xgwm608, Stm553actc, Stm542acag), bir adet STS primeri ve bir adet GAG5-6 primeri alternatifli veya kombinasyon halinde hep birlikte kullanılmıştır. Heterozigot GM3F1 bitkileri kendilenerek GM3F2 generasyonu elde edilmiştir. GM3F2 bitkilerinden homozigot olanların tohumları kendilenmiş ve elde edilen GM3F3 tohumları kendilenerek tarlada çoğaltılmıştır. Durulmuş geri melez ıslah hatları (GM3F4) ile anaç bitkilerin tohumlarında kalite analizleri gerçekleştirilerek aktarılan QTL bölgelerinin kalite üzerindeki etkileri saptanmıştır. Birbiriyle bağlantılı olan ? -gliadin 45 içeren Gli-B1 ve LMW-2 glutenin içeren Glu-B3 lokuslarının aynı melezleme programında beraberce yeni çeşit adaylarına aktarılması kalitede artış sağlamıştır. Sonuçta klasik ıslah yaklaşımında yaklaşık altı yıl sürecek bir süreç üç yılda tamamlanarak % 50'lik bir zaman tasarrufu sağlanmış ve üstün kaliteli çeşit adayları elde edilmiştir.

Abstract:
Although Turkey has suitable ecology for generating high quality durum wheat, it has imported durum wheat in recent years. The most important reason is the demand of quality product of pasta industry which is not supplied in sufficient quantities. Therefore, end use quality of the Turkish durum wheat varieties must be increased using the modern breeding methods without adversely affecting their yields.In this study, important genes ( ? -gliadin 45 and LMW-2 glutenin) affecting the quality of pasta were transferred to four Turkish durum wheat varieties, (Sarıçanak-98, Salihli-92, Kızıltan-91 and Selçuklu-97), in a backcross breeding method. A Canadian durum wheat cultivar Kyle, with a high quality, was used as the donor parent. Each of F1 and backcross (BC) plants was backcrossed three times to the recurrent parent and in all of the generations, backcrossed plants carrying the targeted QTLs were selected by marker assisted selection (MAS). MAS method was employed in combination with embryo culture and rapid plant growth in a controlled greenhouse conditions. In identifying and transferring processes of the gene regions, molecular DNA markers (SSR, STS and GAG) were employed with A-PAGE and SDS-PAGE methods. A-PAGE was used for selection of ? -gliadin 45, SDS-PAGE was used for selection of LMW-2 glutenins, and four SSR primers (Xgwm550, Xgwm608, Stm553actc, Stm542acag), one STS primer and one PCR primer (GAG5-6) were used for selection of ? -gliadin 45 and LMW-2 glutenins either all together or alternatively. Heterozygous BC3F1 plants were selfed to generate BC3F2 plants. In BC3F2 plants, homozygous ones were selfed and obtained seeds of BC3F3 were increased by selfing in field. Quality analysis performed on the seeds of inbred backcross lines (BC3F4) and parent plants, so effects on the quality of the transferred QTL region were determined. Transferring of Gli-B1 locus containing ? -gliadin 45 and Glu-B3 locus containing LMW-2 glutenin to new candidate varieties together in the same breeding program was provided raise in pasta quality. As a result, the study was completed in three years instead of six years required in a classical backcross breeding study, meaning about 50 % time saving, and was obtained high quality candidate varieties.