Bazı şeker pancarı (Beta vulgaris L.) çeşit ve popülasyonlarının morfolojik, teknolojik ve moleküler karakterizasyonu
Morphological, technological and molecular characterization of some sugar beet (Beta vulgaris L.) varieties and populations
Yazar: NAZLI AYBAR YALINKILIÇ
Danışman: PROF. DR. SEMA BAŞBAĞ ; PROF. DR. FAHEEM SHAHZAD BALOCH
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Şeker pancarı = Sugar beet

Özet:
Şeker pancarı dünyanın birçok bölgesinde yetiştirilen önemli sakkaroz kaynaklarından biridir. Bu çalışma 96 şeker pancarı çeşit ve popülasyonunun morfolojik, teknolojik ve moleküler karakterizasyonunun yapılarak genotipler arasındaki genetik çeşitliliğin belirlenmesi amacıyla 2022 ve 2023 yıllarında Augmented Dizayn Deneme Deseni uyarınca Muş Alparslan Üniversitesi Bitkisel Üretim Teknolojileri Bölümü uygulama arazisinde yürütülmüştür. Çalışmanın moleküler kısmında 10 adet SCoT (Start Targeted Codon) primeri şeker pancarı genotipleri arasındaki genetik ilişkinin seviyesini belirlemek amacıyla kullanılmıştır. Moleküler çalışmalar sonucunda elde edilen verilere göre şeker pancarı genotipleri arasındaki polimorfizm oranı %97.60 olarak bulunmuştur. Oluşan 265 DNA bandından sadece 6 tanesi monomorfik geriye kalan 259 tanesi ise polimorfik özellik göstermiştir. Çalışmada genetik çeşitlilik parametrelerinden polimorfizm bilgi içeriği değeri (PIC) 0.180 (SCoT15) ile 0.300 (SCoT16) arasında değişmiş olup ortalama ise 0.239 olarak kaydedilmiştir. Ortalama etkili allel sayısı (Ne) 1.36, genetik çeşitlilik indeksi (h) 0.22, Shannon'un bilgi indeksi (I) 0.33 ve toplam genetik çeşitlilik değeri (ht) 0.21 olarak bulunmuştur. 96 şeker pancarı genotipinin ortalama genetik mesafesi 0.522 olarak hesaplanmış olup en yüksek genetik mesafe değeri 0.773 ile Germany-10 (Ludmilla) ile Iran-10 genotipleri arasında olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada morfolojik ve teknolojik açıdan 26 fenotipik özellik incelenmiş olup bu yönden şeker pancarı genotipleri arasında önemli varyasyonların olduğu belirlenmiştir. Fenotipik karakterlerin analizi sonucunda kök verimi ve kök ağırlığı açısından İran orijinli İran-22 ve İran-11 numaralı genotipler ümitvar özellik gösterirken; polar şeker oranı ve kuru madde oranı açısından ise Danimarka orijinli Denmark-1 genotipi diğer genotiplerden daha yüksek değerler almıştır. Çalışma sonucunda İran ve Türkiye orijinli genotiplerin kök verimi açısından üstün değerler aldığı, Avrupa orijinli genotiplerin ise kuru madde oranı ve polar şeker oranı açısından öne çıktığı belirlenmiş olup bu sonuçlar moleküler çalışmalarda yapılan UPGMA ve Structure analizleri ile desteklenmiştir. Şeker pancarı genotipleri arasında hem fenotipik özelliklerde hem de moleküler belirteçler yardımıyla belirlenen genetik parametrelerde önemli bir genetik çeşitlilik saptanmıştır. Bu çalışmada gelecekte yapılacak çalışmalar açısından istenilen özelliklerdeki genetik materyalin seçilmesi, üstün hibrit kombinasyonların belirlenerek yüksek kaliteli çeşitlerin geliştirilmesine zemin hazırlaması hedeflenmiştir. 

Anahtar Kelimeler: Şeker pancarı, Genetik çeşitlilik, SCoT markırları, Morfolojik karakterizasyon

Abstract:
Sugar beet is one of the important sources of sucrose grown in many regions of the world. This study was conducted in 2022 and 2023 to determine the genetic diversity between genotypes by performing the morphological, technological and molecular characterization of 96 sugar beet varieties and populations. The study was carried out in the application field of Muş Alparslan University, Department of Plant Production Technologies, in accordance with the Augmented trial design. In the molecular part of the study, 10 SCoT (Start Targeted Codon) primers were used to determine the level of genetic relationship between sugar beet genotypes. According to the data obtained as a result of molecular studies, the polymorphism rate between sugar beet genotypes was found to be 97,60%. Of the 265 DNA bands formed, only 6 were monomorphic and the remaining 259 were polymorphic. In the study, polymorphism information content value (PIC), one of the genetic diversity parameters, varied between 0.180 (SCoT15) and 0.300 (SCoT16) and the average was recorded as 0.239. The average effective allele number (Ne) was found to be 1.36, genetic diversity index (h) was 0.22, Shannon's information index (I) was 0.33, and total genetic diversity value (ht) was 0.21. It was determined that the primer that gave the most information about the genetic diversity parameters determined with the help of SCoT markers was SCoT3, and the primer that gave the least information was SCoT21. The average genetic distance of 96 sugar beet genotypes was calculated as 0.522, and the highest genetic distance value was found to be between Germany-10 and Iran-10 genotypes, with 0.773. In the study, 26 phenotypic features were examined in terms of morphology and technology, and it was determined that there were significant variations among sugar beet genotypes in this respect. As a result of the analysis of phenotypic characters, genotypes Iran-22 and Iran-11 of Iran origin showed promising properties in terms of root yield and root weight. In terms of polar sugar content and dry matter content, the Denmark-1 genotype of Denmark origin had higher values than the other genotypes. As a result of the study, it was determined that genotypes of Iranian and Turkish origin had superior values in terms of root yield, while genotypes of European origin stood out in terms of dry matter ratio and polar sugar ratio, and these results were supported by UPGMA and Structure analyzes in molecular studies. A significant genetic diversity has been detected among sugar beet genotypes, both in phenotypic characteristics and in genetic parameters determined with the help of molecular markers. The aim of this study is to select genetic material with the desired characteristics for future studies, to determine superior hybrid combinations and to pave the way for the development of high quality varieties.

Keywords: Sugar beet, Genetic diversity, SCoT markers, morphological characterization