Yeni nesil dizileme verileri kullanılarak biber koleksiyonunda genetik çeşitliliğin belirlenmesi
Determination of genetic diversity in pepper collection by next-generation sequencing data
Yazar: TUĞBA PELİN TOKER
Danışman: DOÇ. DR. ENGİN YOL
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Islahı ve Genetik Ana Bilim Dalı / Bitki Islahı ve Genetiği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Biber bitkisi (Capsicum annuum L.), dünya genelinde yaygın olarak 
yetiştirilen ve tüketilen bir sebze olup yüksek verim, hastalıklara dayanıklılık ve iklim 
koşullarına adaptasyon gibi özelliklerin iyileştirilmesi amacıyla biber ıslah çalışmaları 
büyük önem taşımaktadır. Geniş bir coğrafyada üretimi yapılan ve talep gören biber 
bitkisinde ıslah çalışmalarının daha etkin olabilmesi adına genetik çeşitliliğin 
belirlenmesi ve güncel yenilikçi bilgiler ışığında karakterizasyonu oldukça önemlidir. 
Bu kapsamda ele alınan bu tez çalışmasında Akdeniz iklim kuşağında yetiştirilen biber 
koleksiyonunda yeni nesil dizileme verilerini kullanarak genetik çeşitliliğin ve 
popülasyon yapısının belirlenmesi amaçlanmıştır. Toplam 99 biber hattının yer aldığı 
koleksiyonda 21 adet Dolma tip, 19 adet Çarliston tip, 13 adet Kapya tip, 11 adet Kıl
tip, 4 adet Üçburun tip, 5 adet Şili tip, 24 adet Sivri tip, 2 adet Jalapeno tipi biber 
bulunmaktadır. ddRADSeq yöntemi kullanılarak SNP seviyesinde karakterize edilen 
koleksiyonda toplam 318.76 milyon okuma ve ortalama %37.66 GC içeriği elde 
edilmiştir. Yürütülen biyoinformatik analizler sonrasında 8475 SNP popülasyon 
yapısını belirlemede kullanılmıştır. Hatlar arasında genetik çeşitliliği belirleme 
amacıyla filogenetik ağaç oluşturulmuş ve ticari tiplerine göre hatların kümelendiği 
belirlenmiştir. Yapılan STRUCTURE analizi ile koleksiyonda iki (K=2) belirgin alt 
grup tanımlarken, PCoA analizi sonrası ise biber hatlarının beş gruba ayrıldığı 
belirlenmiştir. Popülasyonda gözlenen homozigotluk (Ho) ve beklenen heterezigotluk 
(He) değerleri sırasıyla 0.493 ve 0.313 olarak kaydedilmiştir. Genetik olarak uzak olan 
hatların melezleme sonrası potansiyel heterosis etkisine sahip olduğu dikkate alınarak 
potansiyel ana-baba hatlar ortaya konulmuştur. Elde edilen bulguların Akdeniz 
iklimine uygun biber çeşitlerinin geliştirilmesine yönelik yeni ıslah stratejilerinin 
geliştirilmesine ışık tutması beklenmektedir.

Abstract:
The pepper plant (Capsicum annuum L.) is a widely cultivated and consumed 
vegetable, worldwide. Therefore, pepper breeding studies aimed at improving traits 
such as high yield, disease resistance, and climate adaptation. Determining the genetic 
diversity and characterizing is crucial for more effective breeding studies in the pepper 
plant. In this context, the aim was to determine the genetic diversity and population 
structure using next-generation sequencing data in a pepper collection adapted to
Mediterranean climate zone. The collection includes 99 pepper lines consisting of 21 
Dolma types, 19 Charleston types, 13 Kapya types, 11 Chili types, 4 Mazamort types, 
5 Chili types, 24 Sivri types, and 2 Jalapeno types. Using the ddRADSeq method, this 
collection characterized at the SNP level resulted in a total of 318.76 million reads and 
an average of %37.66 GC content. After bioinformatics analyses, 8475 SNPs were 
used to determine the population structure. A phylogenetic tree was created to 
determine genetic diversity among the lines, and it was observed that the lines 
clustered according to their commercial types. The STRUCTURE analysis identified 
two (K=2) distinct subgroups within the collection, while the PCoA analysis divided 
the pepper lines into five groups. The observed homozygosity (Ho) and expected 
heterozygosity (He) values in the population were recorded as 0.493 and 0.313, 
respectively. Potential parent lines were identified considering the potential heterosis 
effect after hybridization of genetically distant lines. The findings are expected to shed 
light on the development of new breeding strategies aimed at developing pepper 
varieties suitable for the Mediterranean climate.