Buğday (Triticum aestivum L.)'da Sarı Pas Hastalığına Dayanıklılığın Çoğaltılmış Parça Uzunluk Polimorfizmi ile Araştırılması
Investigation of Yellow Rust Disease Resistance in Wheat (Triticum aestivum L.) by Amplified Fragment Length Polymorphism
Yazar: HANDAN BALTA
Danışman: DOÇ. DR. AHU ALTINKUT UNCUOĞLU ; YRD. DOÇ. DR. MİNE SARSAĞ GÜMÜŞ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: AFLP = AFLP ; Buğday = Wheat ; Moleküler markerler = Molecular markers ; Sarı pas hastalığı = Yellow rust disease

Özet:
Ülkemizde ve dünyada bitki hastalıkları buğday verimini önemli derecede sınırlandıran etmenler arasındadır. En çok rastlanan buğday hastalıklarından biri olan ve özellikle ?Puccinia striiformis f. sp. tritici? adlı biyotrofik bir mantarın neden olduğu sarı pas hastalığı, hemen hemen bütün bölgelerde görülmektedir ve verimsiz tohum eldesi sonucunda %80'lere varan önemli derecede ürün kaybına ve tanede kalitenin düşmesine neden olmaktadır.Bu tez çalışması; kışlık ekmeklik buğday çeşitlerinde sarı pas hastalığına dayanıklılık ile genetik olarak bağlantı gösteren moleküler markırların Bulk segragasyon analizleri ile bütünleştirilmiş AFLP (çoğaltılmış parça uzunluk polimorfizmi) yöntemiyle araştırılmasını kapsamaktadır. Çalışmada klasik ıslah yöntemleri ve fitopatolojik çalışmalar ile belirlenmiş dayanıklı ekmeklik buğday çeşitlerinden PI178383, İzgi2001, Sönmez2001 ve duyarlı ekmeklik buğday çeşitlerinden Harmankaya99, ES14 ve Aytın98 bitki materyali olarak kullanılmıştır. Bu anaçlar kullanılarak PI178383 x Harmankaya99, İzgi2001 x ES14 ve Sönmez2001 x Aytın98 kombinasyonları oluşturulmuş, fide ve ergin döneme ait F2 populasyonları elde edilmiştir. AFLP analizleri 34 seçici primer çifti kullanılarak öncelikle anaç bitkilerle gerçekleştirilmiştir. Kombinasyonları oluşturan anaçlar arasında polimorfizm gösteren primer çiftleri, bulk segregasyon analizlerinde kullanılmışlardır. Anaçlar arasında 32 primer çifti polimorfik bantlar oluştururken 2 primer çifti monomorfik bant profili vermiştir. 32 AFLP primer çifti toplam 417 polimorfik bant üretmiştir. Bulk segregasyon analizleri sonucunda M-ACG/P-GAC seçici primer çifti ile İzgi2001 x ES14 kombinasyonunda dayanıklı anaçta ve dayanıklı F2 bireylerde bulunup hassas bireylerde bulunmayan 133 bç boyutunda bir bant elde edilmiştir. 133 bç boyutundaki bant fide dönemine ait 30 dayanıklı bireyin 29'unda, ergin döneme ait 30 dayanıklı bireyin 26'sında gözlenirken, fide ve ergin döneme ait hassas bireylerin hiç birinde gözlenmemiştir ve bu yapısıyla sarı pas hastalığı dayanıklılık kaynağı ile genetik olarak bağlantı gösteren markır niteliği taşımaktadır. Markır niteliğindeki bu bant klonlanıp, GeXP GenomeLab Genetik Analiz Sistemi (Beckman Coulter) kullanılarak, DNA dizi analizi gerçekleştirilmiştir. DNA dizi analizi çalışmaları İzgi2001, fide ve ergin döneme ait F2 bitkilerinden elde edilen markır bandı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. DNA dizileri http://www.ebi.ac.uk/Tools/clustalw2/ sitesinde üstüste getirilerek çakıştırılmıştır. DNA dizi analizi sonucunda, vektör ve adaptör dizilerden arındırılan AFLP markırının 133 bç'lik bant yapısına sahip olduğu gözlenmiştir.Çalışmalar sonucunda elde edilen 133 bç büyüklüğünde AFLP markırının açılım gösteren populasyonlarda sarı pas hastalığına karşı dayanıklı ve hassas buğday genotiplerinin kısa sürede ve etkin bir biçimde seçilmelerine katkı sağlayarak ülkemizde buğdayda sarı pas hastalığı ile ilişkili olarak bitki ıslah programlarında markır yardımı ile seçim (MAS) çalışmalarında kullanılabilme potansiyeli bulunmaktadır.

Abstract:
Plant diseases are among the factors which restrict wheat yield at significant level in our country and worldwide. Yellow rust disease, one of the most common wheat diseases, is caused by especially a biotrophic fungus named ?Puccinia striiformis f. sp. tritici? and it is observed in almost all regions and is causing the loss of up to 80% of the yield and loss of quality in a grain.This thesis covers investigation of molecular markers which is genetically linked to yellow rust disease in winter bread wheat genotypes by using AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) method in combination with Bulk Segregant Analyses. In this study, PI178383, İzgi2001, Sönmez2001 as resistant bread wheat genotypes and Harmankaya99, ES14, Aytın98 as susceptible bread wheat genotypes were used as materials which are defined by phytopathological studies and classical breeding methods. By using these parents, PI178383 x Harmankaya99, İzgi2001 x ES14 ve Sönmez2001 x Aytın98 combinations were formed and F2 populations are obtained representing seedling and adult plant stages. Initially, AFLP analyses were performed by using 34 selective primer pairs with parent plants. Primer pairs, which showed polymorphism among parents of combinations, were used in bulk segregant analyses. While 32 primer pairs showed polymorphic fragments, 2 primer pairs were monomorphic fragment profile among parents. 32 primer pairs gave a total of 417 polymorphic fragments. As a result of bulk segregant analyses performed with M-ACG/P-GAC selective primer pair; 133 bp sized fragment which was seen in resistant parent and resistant F2 individuals and did not occur in susceptible individuals derived from İzgi2001 x ES14 combination. While133 bp sized fragment was observed in 29 of the 30 resistant individuals which belong to seedling stage and also 26 of the 30 resistant individuals at adult stage, it was not observed any of susceptible individuals at both seedling and adult stage. With this pattern, this fragment a marker feature as genetically linked to yellow rust disease resistance source. This marker fragment was cloned and DNA sequence analyses were performed using GeXP GenomeLab Genetic Analyses System (Beckman Coulter). DNA sequence analysis studies were perfomed by using marker fragment that obtained from İzgi2001 and F2 plants derived from seedling and adult stage. DNA sequences were aligned successively at http://www.ebi.ac.uk/Tools/clustalw2/ website. As a result of DNA fragment analyses, it was observed that the AFLP marker purified from vector and adapter sequence, has a 133 bp sized fragment pattern.133 bp sized AFLP marker that was obtained as a result of studies, has a potential to be used in marker assisted selection studies at plant breeding programs related to yellow rust disease for wheat by contribution for effective and fast selection of wheat genotypes that are resistant and susceptible to yellow rust disease in the segregating populations in our country.