Sarı pas hastalığı açısından dayanıklı ve duyarlı olarak belirlenen buğday (Triticum aestivum L.) çeşitlerinin gen zengin bölgelerdeki moleküler markörler ile araştırılması
Investigation of resistant and susceptible wheat (Triticum aestivum L.) cultivars with molecular markers at the gene-rich regions for yellow rust disease
Yazar: EZGİ ÇABUK ŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. AHU ALTINKUT UNCUOĞLU ; YRD. DOÇ. DR. YILDIZ AYDIN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Buğday = Wheat ; Moleküler markerler = Molecular markers ; Sarı pas hastalığı = Yellow rust disease

Özet:
Buğday için kullanılabilir olan yüksek yoğunluklu genetik bağlantı haritaları ve fiziksel haritalar, sarı pas hastalığı dayanıklılığını kontrol eden Yr genleri de olmak üzere bitki ıslahı açısından önemli çok sayıda gen ve markörü içermektedir. Buğdayın özellikle, 1B kromozomunun kısa kolundaki gen zengin (gen sıcak) bölgelerinde (?1S0.8?, ?1S0.6? ve ?1S0.4?), fungal hastalıklara dayanıklılık genleri de dahil, birçok önemli gen ve markör bulunmaktadır.Bu tez çalışmasında kullanılan sarı pas hastalığına dayanıklı (İzgi2001, Sönmez2001, PI178383) ve duyarlı (Aytın98, ES14, Harmankaya99) ekmeklik buğday çeşitleri, bu gen zengin bölgelerde bulunan 46 moleküler markör ile tarandı. ?Graingenes? (http://wheat.pw.usda.gov/cgi-bin/graingenes/browse.cgiclass=marker) internet sitesi kullanılarak DNA dizi bilgisine ulaşılan 46 markörden 26 adedinin primer dizisi ?BioEdit Version 7.0.9.0? ve ?Primer Premier 5.0? programları kullanılarak tasarlandı. Kullanılan 46 markörün 17 tanesi ile sarı pas hastalığına dayanıklı ve duyarlı olan buğday çeşitleri arasında polimorfizm gösteren bant profili elde edildi. Bu bant profilleri kullanılarak, ?PopGene32 Version 1.31? ve ?TreeView? bilgisayar programlarından yararlanılarak çeşitler arasındaki genetik benzerlik ve uzaklığı ifade eden dendogramlar oluşturuldu. Sonuçta, birbirine en uzak çeşitlerin sarı pasa duyarlı olan Aytın98 ve dayanıklı olan Sönmez2001 olduğu, birbirine en yakın çeşitlerin ise dayanıklı olan PI178383 ve Izgi2001 olduğu belirlendi. Ayrıca, buğdayın farklı kromozomlarının (1B, 2A, 2B, 7D) gen zengin bölgelerinde bulunan 7 Yr geni (Yr7, Yr9, Yr15, Yr17, Yr18, Yr26, YrH52) sarı pas hastalığına karşı dayanıklı ve duyarlı olan buğday çeşitlerinde tarandı ve aralarındaki DNA dizi farklılıkları, tekrar motif ve sayıları belirlendi. Buna göre; çeşitler arasında en fazla (GA) motifinin, en az ise (TAGA) motifinin tekrarlandığı belirlendi. DNA dizi farklılıkları (insersiyon, delesyon ve tek nükleotid değişimleri) göz önüne alındığında çalışmada kullanılan çeşitler arasında en çok korunmuş bölgeye sahip moleküler markörün Yr7 (Xgwm526) ve YrH52 (Xgwm273) olduğu en az korunmuş bölgeye sahip moleküler markörün ise Yr15 (Xgwm413) olduğu belirlendi.Elde edilen bu polimorfik yapıdaki markörler ve DNA dizi analizi farklılıkları baz alınarak primerler tasarlanması, sarı pas hastalığı bakımından segregasyon gösteren populasyonda denenebilir yeni moleküler markörlerin geliştirilmesi için önemli bir adım olabilir. Tüm bu ön çalışmalar, bitki ıslah programlarında uygun anaçların seçimi, haritalama populasyonlarının oluşturulması ve önemli tarımsal özelliklerle ilişkili moleküler markörlerin geliştirilmesi açısından son derece önemlidir.

Abstract:
High density genetic linkage maps and physical maps are available for wheat contain a lot of important genes and markers for plant breeding also including Yr genes which controlling yellow rust disease resistance. In particular, at the rich gene regions (?1S0.8?, ?1S0.6? ve ?1S0.4?) in the short arm of wheat chromosome 1B, many important genes also including fungal disease resistance genes and markers are available.Used in this study, yellow rust disease resistant (İzgi2001, Sönmez2001, PI178383) and susceptible (Aytın98, ES14, Harmankaya99) bread wheat cultivars were screened by 46 molecular markers located these gene-rich regions. 26 primer sequence of 46 markers which obtained DNA sequence data using ?Graingenes? web site (http://wheat.pw.usda.gov/cgi-bin/graingenes/browse. cgiclass=marker) was designed using ?BioEdit Version 7.0.9.0? and ?Primer Premier 5.0? programes. With 17 markers of used 46 markers were obtained band patterns which showed polymorphism between yellow rust disease resistant and susceptible wheat cultivars. Dendrograms which expressed genetic identity and distance between varieties were constituted using these band patterns with the help of ?PopGene32 Version 1.31? and ?TreeView? computer programes. As a result, it was determined that the most distant to each other from the yellow rust varieties are Aytın98 (susceptible) and Sönmez2001 (resistant) and the closest to each other were resistant cultivars, PI178383 and Izgi2001. Also, 7 Yr genes (Yr7, Yr9, Yr15, Yr17, Yr18, Yr26, YrH52) which at the gene rich regions of wheat?s diferrent chromosomes (1B, 2A, 2B, 7D) were screened to investigate the DNA sequence differences, repeat motifs and numbers were determined between resistant and susceptible wheat genotypes for yellow rust resistance. Accordingly, it was determined that the most repeated motif is (GA) and the least repeated motif is (TAGA) among the cultivars. When considering the DNA sequence differences (insertion, deletion and single nucleotide changes), it was determined that the molecular markers namely Yr7 (Xgwm526) and YrH52 (Xgwm273) have the most conserved regions and Yr15 (Xgwm413) has the least conserved regions among the cultivars used in this study.Primer designing based on obtained these polymorphic markers and DNA sequence differences may be an important step for the development of new molecular markers which may be screen in the populations showing the yellow rust disease in terms of segregation. All these preliminary studies are extremely important selection of suitable parents, creating mapping populations and development of molecular markers associated with important agricultural traits in plant breeding programs.