Yr10 buğday (Triticum aestivum L.) sarı pas (Puccinia striiformis) dayanıklılık geninin ekmeklik buğday çeşitlerinde taranması
Screening of Yr10 wheat (Triticum aestivum L.) yellow rust (Puccinia striiformis) resistance gene in bread wheat cultivars
Yazar: ASLIHAN TEMEL
Danışman: PROF.DR. NERMİN GÖZÜKIRMIZI
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Buğday = Wheat ; Pas hastalığı = Rust disease ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Varyasyon = Variation

Özet:
Bu çalısmada, yurdumuz kökenli ekmeklik buğday çesitlerinde, Puccinia striiformismantarının neden olduğu sarı pas hastalığına dayanılıklık sağlayan Yr10 geni vevaryasyonlarını saptamayı amaçladık. Bugüne kadar bulunan sarı pas dayanıklılıkgenleri içinde yalnızca Yr10 geninin dizisi (Gen Bankası no: AF149112) bilinmektedir.Yr10 geninin 7 farklı ekmeklik buğday çesidinde varlığını arastırmak amacıylaPolimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR) yöntemi kullanılmıstır. Birinci ekson bölgesindentasarlanan E1 primer çifti (?leri 5' CTTGCTGGCGACCTGCTTA 3'; Geri 5'TGTTTCGCTCCACGCTGACT 3') ve ikinci ekson bölgesinden tasarlanan E2 primerçifti (?leri 5' TGGTAGTAGAGTAATCGCAACA 3'; Geri 5'TCTTCAGATTTGGAGGTAGG 3') ile tüm çesitlerde çoğaltım ürünleriolusturulmustur. ?kinci eksondan tasarlanan E2A primer çifti (?leri 5'TGGAAATGGATAGGCGAAGG 3'; Geri 5' AAATCAATGAAGCCGCAACC 3') ile4 çesitte (P.I.178383, Altay2000, Aytın98 ve ES14) çoğaltım ürünü olusturulmasınakarsın; 3 çesitte (Harmankaya99, ?zgi01 ve Sönmez2001) çoğaltım ürünügözlenmemistir. E2 ileri ve E2A geri primerleri kullanılarak gerçeklestirilen PCRsonucunda, E2A geri primerinin 3 çesitte (Harmankaya99, ?zgi01 ve Sönmez2001)genomik DNA'ya bağlanamadığı gösterilmistir. E2 ileri ve E2A geri primerleri ile 4çesitte elde edilen 1311 bç uzunluğundaki çoğaltım ürünleri ve E1 primer çifti ile 7çesitte elde edilen 754 bç uzunluğundaki çoğaltım ürünlerinin dizi analizigerçeklestirilmistir. Dizi analizi sonuçları ClustalW çoklu dizileme ?multiplealignment? programı kullanılarak değerlendirilmis ve benzerlik oranları çıkarılmıstır.Dizi farklılıkları ise Jalview programı kullanılarak gösterilmistir. Dizi analizi, birinciekson bölgesi bakımından Yr10 genine en fazla benzeyen çesitlerin Altay2000 veP.I.178383; ikinci ekson bölgesi bakımından Yr10 genine en fazla benzeyen çesidin iseP.I.178383 olduğunu göstermistir. Benzerlik oranları incelendiğinde, birinci eksonbölgesi bakımından Yr10 genine en az benzeyen çesitlerin Harmankaya99, ?zgi01 veSönmez2001 olusu göze çarpmaktadır. Bu çalısmadan elde edilen bulgular, (1) Yr10geninin çalısmada kullanılan tüm çesitlerde var olduğunu; (2) çesitler arasındakifarklılığın ikinci ekson bölgesindeki varyasyonlardan kaynaklandığını ve (3) birincieksonun ikinci eksona oranla daha korunmus olduğunu göstermektedir. Bu çalısma,PCR ve dizi analizi yöntemi kullanılarak Yr10 geninin varyasyonlarını saptamaamacıyla gerçeklestirilmis ilk çalısma olup, elde edilen bulguların sarı pasa dayanıklı veduyarlı çesitler arasındaki benzerliklerin saptanmasına katkı sağlayarak, ıslahçalısmalarına yardımcı olması beklenmektedir.

Abstract:
In this study, we aimed to determine the presence and variations of the gene Yr10,which confers resistance to yellow rust caused by the fungus Puccinia striiformis, inTurkish bread wheat varieties. Among the yellow rust resistance genes only thesequence of Yr10 (GenBank no: AF149112) was released. Polymerase Chain Reaction(PCR) was used to determine the presence of Yr10 in 7 different bread wheat varieties.Amplification products obtained with E1 primer pair (Forward 5?CTTGCTGGCGACCTGCTTA 3?; Reverse 5? TGTTTCGCTCCACGCTGACT 3?)designed according to the sequence of the first exon and E2 primer pair (Forward 5?TGGTAGTAGAGTAATCGCAACA 3?; Reverse 5? TCTTCAGATTTGGAGGTAGG3?) designed according to the sequence of the second exon, in all varieties.Amplification product was obtained in 4 varieties (P.I.178383, Altay2000, Aytın98 andES14) using E2A primer pair (Forward 5? TGGAAATGGATAGGCGAAGG 3?;Reverse 5? AAATCAATGAAGCCGCAACC 3?) designed according to the sequence ofthe second exon. According to the results of PCR with E2 forward and E2A reverseprimers, it was shown that E2A reverse primer could not anneal to genomic DNA in 3varieties (Harmankaya99, ?zgi01 and Sönmez2001). 1311 bp PCR products of 4varieties obtained using E2 forward and E2A reverse primers and 754 bp PCR productsof 7 varieties obtained using E1 primer pair were subjected to sequence analysis.Examination of the sequencing results and the calculation of the similarity scores werecarried out using ClustalW ?multiple sequence alignment program?. Jalview ?a multiplealignment editor? was used to visualize nucleotide sequence alignments. Sequenceanalysis showed that the varieties which is most similar to the first exon of Yr10 areAltay2000 and P.I.178383 and the variety which is most similar to the second exon ofYr10 is P.I.178383. It was observed that 3 varieties (Harmankaya99, ?zgi01 andSönmez2001) are the least similar to the first exon of Yr10. The results obtained fromthis work indicate that (1) Yr10 gene is present in all of these varieties, (2) thedivergence between the varieties is arised from the variations in the second exon and (3)the first exon is more conserved than the second exon. This is the first study carried outto examine the variations of Yr10 using PCR and sequence analysis. The results of thiswork will contribute to determine the divergence between resistant and susceptiblevarieties and will be helpful to breeding applications.