Sorgum (Sorghum bicolor (L.) moench) koleksiyonunda Sorgum afitine (Melanaphis sacchari (Zehntner)) dayanıklılık ve uzun boy karakterlerinin moleküler markerler yardımıyla belirlenmesi
Identification of resistance against Sorghum aphid (Melanaphis sacchari (Zehntner)) and plant height characteristics via molecular markers in a sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) collection
Yazar: BİRGÜL GÜDEN
Danışman: PROF. DR. BÜLENT UZUN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Farklı iklim ve çevre koşullarına yüksek adaptasyon yeteneği, etkin su tüketimi, birim alandan sağladığı yüksek miktarda biyokütle gibi özellikler sorgum bitkisini önemli bir enerji bitkisi haline getirmektedir. Uzun bitki boyu özelliğinin biyokütleye olumlu, abiyotik ve biyotik stres faktörlerinin verime olumsuz etkisi sorgum bitkisinde ıslah amaçlarına yön vermektedir. Bu doğrultuda, uluslararası kökenli 561 adet genotipten oluşan sorgum koleksiyonu afit zararına karşı dayanıklılık bakımından moleküler işaretleyiciler yardımıyla çalışılmıştır. Ayrıca, bu koleksiyonda 2 yerde (Antalya ve Konya) afit dayanıklılığı bakımından gözlemler gerçekleştirilmiş ve bu lokasyonlara ait afit örnekleri alınıp tür teşhisi yapılmıştır. Bitki boyu ölçümleri ise 2 yetiştirme döneminde (2013 ve 2014), 2 farklı yerde (Antalya ve Konya) gerçekleştirilmiş, bu yıl ve loksayonlara ait yaprak örnekleri kullanılarak 4 farklı moleküler işaretleyici ile bitki boyu karakterizasyonu yapılmıştır. Sonrasında elde edilen PCR ürünleri hem agaroz jel görüntüleme cihazında hem de yüksek çözünürlüğe sahip Fragment Analyzer® sisteminde görüntülenmiştir. 2013 yılında Antalya'da, tarla koşullarında yapılmış olan bitki boyu ölçümlerinde 353 adet genotip uzun, 196 adet genotip kısa olarak belirlenmiştir. 2013 yılına ait agro-morfolojik ve moleküler verilerin değerlendirilmesiyle seçilmiş olan 53 genotip ve 9 standart çeşit kullanılarak, 2014 yılında Antalya'da yapılan ölçümlerde 57 genotip uzun, 5 genotip kısa; Konya için 52 genotip uzun, 10 genotip ise kısa olarak gruplandırılmıştır. Sorgum afitine karşı dayanıklılık çalışması için yapılan moleküler analizler sonucunda koleksiyonda 91 adet genotip dayanıklı olarak karakterize edilmiştir. Temin edilen yerler dikkate alındığında, belirlenen genotiplerin 27 tanesi USDA'dan sağlanmış olup çoğunlukta Etiyopya kökenli iken, 61 adet genotip ICRISAT'tan tedarik edilmiş olup genelde Güney Afrika, Svaziland ve Leshoto kökenlidir. Dayanıklı olarak belirlediğimiz 3 genotip ise yerel çeşitlerimiz arasında yer almaktadır. Tarla koşullarında yapılan dayanıklılık çalışmalarında Antalya'da 19 adet genotip ve 2 çeşit Rhopalosiphum maidis (mısır yaprak afiti) olarak belirlenmiş olan afit türüne karşı, Konya'da ise 2 genotip Rhopalosiphum padi (buğday yaprak afiti) türüne karşı potansiyel toleranslı olarak değerlendirilmiştir. BSS 507 numaralı genotip hem moleküler analizlerde hem de her iki lokasyonda gerçekleştirilen tarla gözlemlerinde dayanıklı olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Wide adaptation to different climatic and environmental conditions, effective water consumption and high amount of biomass production make sorghum a potential crop for bio-energy. The positive effect of tall plant height on biomass and the negative impacts of biotic and abiotic stresses on production give direction to the sorghum breeding purposes. From this point of view, sorghum collection consisting of 561 accessions originating from all over the world was screened with molecular markers in order to identify resistant individuals against to aphid. Visual scorings were also performed at field conditions of two locations, Konya and Antalya. Aphid species were diagnosed using samples obtained from those locations. In addition, plant height observations were performed in two locations (Antalya and Konya) for two subsequent years (2013 and 2014). Moreover, plant height was characterized at DNA level using leaf samples of each accession collected from both locations. PCR products of four SSR markers associated with plant height characteristics in sorghum were separated in agarose gels and visualized under UV light. Amplified products were also analyzed with the Fragment Analyzer™ which is of high resolution bio-imaging system. In 2013, 353 genotypes were determined as a tall plant height while 196 were short at Antalya. In 2014, plant height observations were performed using 53 genotypes and 9 standard cultivars that were selected according to the agro-morphological, technological and molecular data obtained in 2013. In 2014, 57 and 5 genotypes were identified as a tall and short, respectively at Antalya location while 52 and 10 genotypes were defined as a tall and short, respectively in Konya. Molecular analyses indicated that 91 genotypes were found to be resistant to Melanaphis sacchari. 27 of these resistant genotypes provided by USDA were predominantly originated from Etiyopya. 61 genotypes also obtained from ICRISAT were mostly from South Africa, Swaziland and Lesotho. Rest three genotypes were registered varieties of Turkey. Based on visual scorings, 19 genotypes and 2 registered varieties grown in Antalya were potentially tolerant to Rhopalosiphum maidis which were epidemic at Antalya location. In Konya location, two genotypes were found to be possible tolerant to Rhopalosiphum padi. Above all, BSS507 was the only genotype which was resistant to aphids based on the data acquired from Antalya and Konya as well as molecular analysis.