Iğdır ekolojik koşullarında toplanan adi yonca (Medicago sativa L.) genotiplerinin bitkisel, verim, kalite ve moleküler karakterizasyon özelliklerinin belirlenmesi
Determination of phenological, morphological, yield, quality and molecular characteri̇zati̇on properties of alfalfa (Medicago sativa L.) genotypes collected in Igdir ecological conditions
Yazar: BARIŞ EREN
Danışman: DOÇ. DR. BİLAL KESKİN
Iğdır Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Genotip = Genotype ; Medicago sativa = Medicago sativa ; Moleküler markerler = Molecular markers ; Yeşil ot verimi = Herbage yield

Özet:
Bu araştırma; 2018 yılında Iğdır ekolojik koşullarında doğal olarak yetişen 48 yonca genotip ve 2 sertifikalı Adi yonca (Medicago sativa L.) materyali kullanılarak yürütülmüştür. Toplanan yonca genotipleri klonlanarak, tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak deneme tarlasına şaşırtılmıştır. 48 genotip ve 2 yonca çeşidine ait bitkisel, verim, kalite ve moleküler karakterizasyon özellikleri belirlenmiştir. Araştırmada çiçeklenme gün sayısı, ana sap uzunluğu, doğal bitki boyu, ana sap kalınlığı, yaprak alan indeksi, kök tacında dal sayısı, bitki başına yaş ot ağırlığı, kuru ot ağırlığı, kuru ot oranı, bitki başına yıllık toplam yaş ot ağırlığı, yıllık toplam kuru ot ağırlığı, yıllık ortalama kuru ot oranı, ham protein (HP), nötr çözücülerde çözünemeyen lif (NDF), asit çözücülerde çözünemeyen lif (ADF), asit çözücülerde çözünemeyen lignin (ADL), kuru madde sindirilebilirliği (KMS), sindirilebilir enerji (SE), metabolik enerji (ME), kuru madde tüketimi (KMT) ve nisbi yem değeri (NYD) özellikleri incelenmiştir. Araştırma sonuçlarına göre; genotipler arasında çiçeklenme gün sayısı 46-54 gün arasında değişim göstermiştir. En yüksek ana sap uzunluğu 118,50 cm ile 4 numaralı ve en yüksek ana sap kalınlığı 4,84 mm ile 34 numaralı yonca genotipinden elde edilmiştir. En yüksek kök tacında dal sayısı 58,56 adet ile 17 numaralı yonca genotipinde elde edilmiştir. Yatma durumları 2 (yarı yatık) ve 3 (orta dik) formlarında gelişim göstermişlerdir. Yaş ağırlıkları 219,78-930,18 gr/bitki değerleri arasında değiştiği, en yüksek yaş ot ağırlığı 930,18 gr/bitki ile 7 numaralı yonca genotipi olmuştur. En yüksek kuru ot ağırlığı 171,16 gr/bitki ile 33 numaralı yonca genotipi olmuştur. Genotipleri arasında kuru ot oranı %25,33-31,77 değerleri arasında değişmiştir. Yıllık toplam yaş ot ağırlığı değerleri 762,90-2652,89 gr/bitki, yıllık toplam kuru ot değerleri 228,74-520,17 gr/bitki ve yıllık kuru ot oranı ise %24,25-30,51 değerleri arasında değişim göstermiştir. Yonca genotiplerinde besin kalite özellikleri sonuçlarına göre en yüksek HP, KMS, SE, ME, KMT ve NYD değerleri 49 numaralı genotipten elde edilmiştir. Bununla birlikte NDF, ADF ve ADL özelliklerine ait en yüksek değerler 33 numaralı yonca genotipinden elde edilmiştir. 10 adet IPBS (inter primer binding sites) markörleri kullanılarak yapılan moleküler tanımlama çalışmalarında toplamda 267 polimorfik bant elde edilmiş ve ortalama polimorfizm oranı %93,71 olarak belirlenmiştir. Tüm markörlere ait ortalama H (gen çeşitliliği) değeri 0,17 ve ortalama polimorfizm (PIC) değeri 0,14 olarak elde edilmiştir. Ayrıca genotiplere ait DİCE benzerlik katsayısı ortalama 0,50 ve korelasyon katsayısı (r)= 0,74534 olarak elde edilmiştir. NTSYS-pc programı kullanılarak genotipler arasındaki genetik uzaklık en düşük 0,2588 ve en yüksek 0,8090 olduğu hesaplanmıştır. Structure yapı analizi ile genotiplere ait popülasyon yapıları ve Delta K değerleri belirlenmiştir. Yonca genotipleri 4 alt popülasyona ayrılmıştır. Yonca genotipleri moleküler çeşitlilik göstermektedir ve ıslah çalışmalarında kullanılmak üzere planlama yapılabilir.

Abstract:
This research was carried out in Igdır ecological conditions in 2018 by using naturally grown 48 genotypes and 2 registered alfalfa (Medicago sativa L.) genotypes. Collected alfalfa genotypes were cloned and applied to the experimental field with 3 replications according to experimental design of random blocks. Plant, yield, quality and molecular characterization properties of 48 genotypes and 2 cultivars of alfalfa were determined. Molecular characterization studies were carried out in addition to determining the plant, yield and quality characteristics of 50 alfalfa genotypes. In the study, number of flowering days, Main stem length, plant height, main stem thickness, leaf-area index, number of branches at root crown,  weight of alfalfa, dry weight of alfalfa, dry grass retio, 1st year total weed weight, 1st year total dry grass ratio, 1st year dry grass ratio, crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF), acid detergent lignin (ADL), dry matter digestibility (DMD), digestible energy (DE), metabolizable energy (ME), dry matter ıntake (DMI) and relative feed value (RFV) properties were examined. According to the research results; number of flowering days varied between 46-54 days among genotypes. The highest main stem length was obtained from genotype 4 (118,50) cm and the highest main stem thickness was obtained from genotype 34 (4,84 mm). In addition, the highest number of branches in the root crown was obtained from genotype 17 with number of 58,56. Alfalfa genotypes have been improved in 2 (semi-steep) and 3 (middle-steep) forms. Green weights were reported to vary between 219,78-930,18 g/plant values. The highest green weight was 930,18 g / plant and the number 7 alfalfa genotype. The highest dry grass weight was 171,16 g / plant and the number 33 alfalfa genotype. The rate of dry grass among the genotypes ranged from 25,33% to 31,77%. Annual total green weight values of 762,90-2652,89 gr/plant, Annual total dry grass values of 228,74-520,17 g / plant and Annual dry grass ratio has changed between 24,25-30,51%. According to the feed quality characteristics of alfalfa genotypes, the highest CP, DMD, DE, ME, DMI and RFV values were obtained from genotype number 49. However, the highest values of NDF, ADF and ADL were obtained from the alfalfa genotype 33. A total of 267 polymorphic bands were obtained in molecular identification studies using 10 IPBS (inter primer binding sites) markers and the average polymorphism rate was determined as 93,71%. In addition, the mean H (gene diversity) value of all the markers was 0,17 and the mean polymorphism (PIC) value was obtained as 0,14. Furthermore, the DICE similarity coefficient for genotypes was 0,50 and the correlation coefficient (r) = 0,74534 was obtained. Using the NTSYS-pc program, the genetic distance between the genotypes was calculated as the lowest 0,2588 and the highest was 0,8090. Population structures and Delta K values of genotypes were determined by Structure analysis. Alfalfa genotype is split into four subpopulations. Alfalfa genotypes show molecular diversity and can be planned for use in breeding studies.