Nohutta (Cicer arietinum L.) genom tabanlı ssr markerlerin geliştirilmesi ve yakın akraba türlere aktarılabilirliğinin araştırılması
Development of genome-based ssr markers in chickpea (Cicer arietinum lL.) and investigation of transferability to near-relative species
Yazar: DUYGU SARI YOL
Danışman: PROF. DR. CENGİZ TOKER
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Önemli agronomik karakterleri kontrol eden gen veya QTL'lerin belirlenebilmesi ve harita konumlarının tespit edilebilmesi için yüksek çözünürlükte genotipleme oldukça önemlidir. Dolayısıyla, uygun maliyetli, kullanımı kolay analizler için geliştirilen etkili Simple Sequence Repeats (SSR) markerler var olan linkaj haritaların iyileştirilmesine katkı sağlamaktadır. Bu çalışmada Cicer arietinum L. CA 2969 ve Cicer reticulatum Ladiz. AWC 602 türlerinin genomik verileri tüm genom-yeniden sekanslama (WGRS) ile elde edilmiştir. İki genomdan toplam 1650 In/Del bölgesi belirlenmiştir. Tekrarlı bölgeler üzerinde belirlenen In/Del bölgeleri iki genom arasında karşılaştırılarak polimorfik olduğu gözlenen toplam 133 SSR bölgesi belirlenmiştir. Bunların içinden seçilen 58 SSR için primer sentezi yapılmıştır. Başarılı şekilde amplifiye olan 40 marker, 4'ü kabuli ve 4'ü desi tipte olmak üzere 8 adet C. arietinum, 8 adet C. reticulatum, 8 adet C. echinospermum P.H. Davis ve C. anatolicum Alef., C. canariense A.Santos & G.P.Lewis, C. microphyllum Benth., C. multijugum Maesen, C. oxyodon Boiss. & Hohen. ve C. songaricum DC.'a ait 6 adet uzak akraba yabani türlerden oluşan toplam 30 genotipte analiz edilerek genetik çeşitlilik değerleri hesaplanmıştır. Analiz sonuçlarına göre markerler ortalama allel sayısı Na: 2.360 olmak üzere toplam 374 allel meydana getirmiştir. Gözlenen (Ho) ve beklenen (He) heterozigotluk değerleri sırasıyla 0.080 ve 0.345 olarak belirlenmiştir. Polimorfik bilgi içeriği (PIC) ortalaması 0.731 olarak hesaplanmıştır. Temel bileşenler analizi (PCA) kültür ve yabani genotipleri beklenen şekilde ayrı gruplarda toplamıştır. Aynı zamanda, çalışma kapsamında geliştirilen markerlerin C. arietinum (♀) × C. reticulatum (♂) melezlerinden elde edilmiş F6 aşamasına gelmiş rekombinant kendilenmiş hatlarda kullanılabilirliği test edilmiştir. Ki-kare (χ2) analizine göre SSR20 dışındaki tüm markerlerda beklenen Mendel kalıtımıyla örtüşen 1:1 oranı gözlenmiştir. 
	Araştırma sonuçlarına göre geliştirilen markerlerin nohutun diğer yabani akrabalarında etkin olarak çalışması bunların karşılaştırmalı genomik çalışmalarında ve yabani türlerdeki gen aktarılabilirliği ve evrimsel analizlerinde kullanılabilir olduğunu göstermektedir. İlaveten, bu markerler ileride yapılacak marker destekli ıslah çalışmalarına katkı sağlayacaktır.

Abstract:
Construction of a high-resolution genotyping assays is considerably important in order to identify and map useful genes or QTLs controlling important agronomic traits. In the perspective of excellent genetic attributes of SSR (Simple Sequence Repeats) markers with the basic requirement of a simple, cost-effective agarose gel-based assay for their efficient genotyping applications, to enhance the resolution of the existing genetic linkage map is always desirable. In the present study, the genome data belonging Cicer arietinum L. CA 2969 and Cicer reticulatum Ladiz. was obtained by using whole genome re-sequencing (WGRS). Totally, 1650 In/Dels were obtained from all genome reads. When the In/Del regions are compared among two genomes, 133 polymorphic SSR regions were identified and 58 primer sets were successfully designed. We tested primer sets for measures of genetic diversity in 30 genotypes including eight accesions of C. arietinum (four kabuli types and four kabuli types), eight accessions of C. reticulatum, eight accessions of C. echinospermum P.H. Davis and six accesions of C. anatolicum Alef., C. canariense A.Santos & G.P.Lewis, C. microphyllum Benth., C. multijugum Maesen, C. oxyodon Boiss. & Hohen. and C. songaricum DC. The studied SSRs revealed a total of 374 alleles with an average of 2.360 alleles with mean values of observed heterozygosity (Ho: 0.080), expected heterozygosity (He: 0.345) and polymorphism information content (PIC: 0.731). Principal component analysis (PCA) revealed clearly four groups in the analyzed accessions. The SSR markers developed in this study were also tested in 30 genotypes of F6 population derived from an interspecific cross between C. arietinum (♀) × C. reticulatum (♂). According to chi-square (χ2) analysis, an expected 1:1 segregation ratio was observed in all markers except for SSR20. 
	The results of this study will provide essential information for further studies in comparative genomic studies and gene introgressions and evolutionary analyses in wild species. Also, these markers can be useful for the marker assisted breeding research in chickpea.