Biberde (Capsicum annuum L.) çinko etkinliğinin belirlenmesi ve haritalanması
Determination and mapping of zinc efficiency in pepper
Yazar: CANSU ŞİMŞEK
Danışman: PROF. DR. NEDİM MUTLU
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Yürütülen bu çalışmada, çinko eksikliğine karşı dayanıklılığı kontrol eden genlerin/QTL'lerin kromozom bölgelerinin belirlenmesi, bu genlere bağlı moleküler markırların tespit edilmesi ve Inter Primer Binding Sites (IPBS) markırlarının biber genomunda ilk defa haritalanması amaçlanmıştır. Elde edilen bulgular ve yöntemler, biberin (Capsicum annuum L.) üyesi olduğu Solanaceae familyasına ait diğer bitki türleri için de kullanılabilir nitelikte olabilir.
Bu çalışmada Alata/Mersin Bahçe Kültürleri Araştırma Merkezine ait çinko (Zn) etkinliği yüksek Capsicum annuum L. hattı Alata21A ile Zn etkinliği düşük Capsicum frutescens L. PI281420'nin melezlenmesi ile oluşturulan 93 adet F2 bireyine ait F2;3 popülasyonu kullanılmıştır. Genetik haritalama çalışması F2 populasyonunda, çinko etkinliği testlemeleri seçici genotipleme ile belirlenen 93 F2 bitkisine ait F2;3 projenileri kullanılarak yürütülmüştür. Zn etkinlik testlemeleri, her F2;3 projenisine yirmidört (24) bitkinin yarısı çinko destekli, diğer yarısı çinko desteksiz bitki düşecek şekilde üç tekerrürlü tesadüf blokları deneme desenine göre kurulmuştur. Yetiştirilen bitkiler 0-5 skalasına göre puanlanmış ve kuru madde miktarları her birey için ayrı ayrı belirlenmiştir. Hesaplamalar ile elde edilen sonuçlar, karakteri kontrol eden genleri/QTL'leri barındıran kromozom bölgelerinin yerinin tespitinde kullanılmıştır. Haritalama için kullanılan her bağlantı grubu dominant SRAP (Sequence-Related Amplified Polymorphism), RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), IPBS (Inter Primer Binding Sites) markırları ve ko-dominant SSR (Simple Sequence Repeat) markırları kullanılarak belirlenmiştir. Markır analizleri sonucu elde edilen veriler ile JoinMap 4.1 programında genetik harita oluşturulmuş ve MapQTL 6 programıyla da genlerin/QTL'lerin yerleri tespit edilmiştir. Çinko etkinliğini kontrol eden 36 QTL 2, 3, 5, 8.1, 8.2, 10.2, 11, 12, X1, X3 ve X4 kromozomlarında tespit edilmiştir. Yapılan bu çalışma ile ilk defa IPBS markırları (44 adet) biber genomunda haritalanmıştır. Bu araştırma ile saptanan sonuçlar, çinko eksikliğine bağlı olarak ortaya çıkan gizli ve görünür verim kayıplarını gidermek için kullanılabilir niteliktedir. Çinko etkinliğinin genetik mekanizmasının anlaşılması ve bu karakteri kontrol eden genlerin bağlantı gruplarının belirlenmesi, çinko etkinliği yüksek biber çeşitlerinin geliştirilip ülkemizin dünyada bir adım öne taşınması sağlanabilir.

Abstract:
The aim of the study was to identify chromosomal regions of QTL/genes determining zing-efficiency, development of molecular markers linked to the trait, and mapping the Inter Primer Binding Sites (IPBS) markers in the pepper genome. Results may be applicaple to other plant species that belong to Solanaceae family.
The plant material of the study was developed by crossing Capsicum annuum L. Alata21A and Capsicum frutescens L. PI281420, and selfing to generate F2 population. Genetic mapping was carried out in the F2 population while phenotyping was done using F3 progenies of F2 plants selected from two contrasting groups, low vs high zinc-efficient plants. Zinc efficiency was tested at F2:3 generation, 12 plants for low-zinc and 12 plants for normal zinc fertilization with three replications at Alata Horticulture Research Institute, Erdemli, Mersin. Zinc deficiency was scored using a 0-5 scale, and dry matter of each plant was measured at the end of treatment. The mean value of F3 progenies was used to map the trait in pepper genome. Linkage groups were created using dominant SRAP (Sequence-related amplified polymorphism) and IPBS, and co-dominant SSR (Simple Sequence Repeat) markers. Molecular markers were analyzed using JoinMap 4.1 softare to create linkage map, and MapQTL 6 software to map the QTL/genes on pepper genome. The 36 QTLs affecting zinc efficiency were mapped on chromosomes 2, 3, 5, 8.1, 8.2, 10.2, 11, 12, X1, X3, and X4. The 44 IPBS markers were mapped on pepper genome for the first time. The results are expected to be usefull for breeding zinc efficient pepper lines/cultivars for areas suffering from hidden yield loss due to available soil zinc content.