Şeker pancarında sitoplazmik erkek kısır hatların geliştirilmesinde kullanılacak o-tip hatların genetik ve morfolojik karakterizasyonu
Genetic and morphological characterization of o-type breeding lines using for devoloping cytoplasmic male sterile lines in sugar beet
Yazar: EMİNE DİRİM
Danışman: PROF. DR. MEHMET ARSLAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Alfa amino asit = Alpha amino acid ; Bitki ıslahı = Plant breeding ; CMS = CMS ; Melez = Hybrid ; Melez azmanlığı = Heterosis ; Şeker = Sugar ; Şeker pancarı = Sugar beet

Özet:
Günümüzde şeker pancarı ıslahında hibrit çeşit geliştirmede kendilenmiş, stoplazmik erkek kısır (CMS) hatlar kullanılmaktadır. Şeker pancarı yabancı döllenen bir tür olup yüksek oranda kendine uyuşmazlık ve kendileme depresyona sahiptir. Şeker pancarında kendileme ile homozigot saf hat elde etmek, ıslah materyalini farklı tiplere göre sınıflamak için yapılmaktadır. Stoplazmik erkek kısır hatların idamesinde sürdürücü (O-tipi) hatların geliştirilmesi gereklidir. Yüksek genel kombinasyon yeteneğine sahip ve aralarında genetik farklılığın yüksek olduğu ebeveynlerin seçimi ile üstün hibritler elde edilmektedir. Moleküler genetik alanındaki ilerlemeler ıslahçılara hatlar arasında olası heterosisi önceden tahmin etmeye imkan sağlamıştır. Bu çalışma ile, şeker pancarında çeşit ıslah programında kullanılacak uygun CMS hatların geliştirilmesi amacıyla O-tip hatların genetik ve morfolojik karakterizasyonu yapılarak başta verim olmak üzere hatların şeker üretimi için kalite kriterleri belirlenmiştir. Kök gövde verimi yönünden şeker pancarı hatları arası farkın %1 düzeyinde önemli olduğu bulunmuştur. Şeker pancarı hat ve çeşitleri arasında şeker oranı yönünden farklılık istatistiki yönden önemli bulunmuştur. Şeker oranı yönünden en yüksek değer %17.67 ile ERU200 hattından elde edilmiş, bu hattı sırası ile Tuna, Dozer çeşitleri ve ERU104 hattı izlemiştir. Teknik kalite yönünden şeker dışı bileşenlerden olan potasyum, sodyum ve alfa-amino azot değerleri önceki çalışmalarda elde edilen snırlar içerisinde yer almıştır. Projede kullanılan 16 SSR primeri ile 27 şeker pancarı hatı arasında genetik farklılık ve benzerlik moleküler düzeyde başarıyla tespit edilmiştir. Şeker pancarı hatları arasındaki genetik benzerlik indeksi 0.4 - 1.0 arasında değişim göstermiştir. UPGMA dendoğramda şeker pancarı hatları 3 grupta toplanmıştır. Analiz sonucuna göre, şeker pancarı hatları genetik olarak birbirine en yakın hatların ERU198, ERU200 ve ERU226 olduğu,  en uzak hatların ise ERU101 ve ERU202 olduğu saptanmıştır. Stoplazmik erkek kısır hatların geliştirilmesinde kullanılacak O-tip hatlar arasında genetik benzerlik ilişkileri SSR primerleri ile başarı ile belirlenmiştir. Bu çalışma ile şeker pancarı ıslah çalışmaları ve şeker pancarında gerçekleştirilecek diğer genetik tabanlı çalışmalara katkıda bulunması amaçlanmıştır.

Abstract:
Today, inbred, cytoplasmic male sterile (CMS) lines are used to develop hybrid varieties in sugar beet breeding. Sugar beet is a cross pollinated species and has a high rate of self-incompatibility and inbreeding depression. It is done to obtain homozygous pure lines by inbreeding in sugar beet, to classify breeding material according to different types. The maintenance of cytoplasmic male sterile lines requires the development of maintainer (O-type) lines. Superior hybrids are obtained by selecting parents with high overall combinatorial ability and high genetic diversity among them. Advances in molecular genetics have allowed breeders to predict possible heterosis between lines. In this study, genetic and morphological characterization of O-type lines for the development of suitable CMS lines to be used in cultivar breeding program in sugar beet, and quality criteria for sugar production of lines, especially yield, were determined. It was found that the difference between sugar beet lines in terms of root body yield was significant at the level of 1%. The difference between sugar beet lines and varieties in terms of sugar content was found to be statistically significant. The highest content in terms of sugar ratio was obtained from the ERU200 line with 17.67%, followed by Tuna, Dozer varieties and ERU104 line, respectively. In terms of technical quality, potassium, sodium and alpha-amino nitrogen contents, which are non-sugar components, are in harmony with the findings obtained in previous studies. Genetic differences and similarities between 27 sugar beet lines used in the project were successfully detected with 16 SSR markers at the molecular level. The genetic similarity index between sugar beet lines varied between 0.4 and 1.0. Sugar beet lines were grouped into 3 groups in the UPGMA dendrogram. According to the results of the analysis, it was determined that the genetically closest lines of sugar beet lines were ERU198, ERU200 and ERU226, while the farthest lines were ERU101 and ERU202. Genetic similarity relationships between O-type lines to be used in the development of cytoplasmic male sterile lines were successfully determined with SSR markers. With this study, it is aimed to contribute to sugar beet breeding studies and other genetic-based studies to be carried out in sugar beet.