Theses supervised by Prof. Dr. Cengiz Toker

Türkiye'de endemik olarak yetişen Cicer isauricum P.H. Davis'in yayılışı ve canlı stresleri

Fabaceae familyası içerisinde bulunan Cicer L. cinsi 49 taksona sahiptir ve bu taksonlardan 17'si ülkemizde yayılış göstermektedir. Bu çalışma ile Türkiye'de endemik olarak yetişen çok yıllık nohut türlerinden biri olan Cicer isauricum P.H. Davis'in yayılış alanları ve canlı stres etmenleri belirlenmiştir. Endemik olan bu türün sadece ülkemizin C3 karesinin doğusunda (Akseki/Antalya, Alanya/Antalya, Hadim/Konya ve çevresinde) yayılış gösterdiği bilinmekteydi. Ancak bu çalışma ile Antalya kent merkezini kuzeybatıdan çevreleyen Güllük dağlarında bulunan Geyikbayırı köyünde bu türe ait yeni populasyonlar keşfedilmiştir. Türün C3 karesinin genelinde potansiyel yayılım alanı yaklaşık olarak 7000 km2'dir. Bu verilere göre; IUCN (Dünya Doğa ve Doğal Kaynakları Koruma Birliği) tehlike kategorisi "EN" (tehlikede) olarak güncellenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda tür üzerinde etkisi olan canlı stres etmenleri belirlenmiştir. Birincisi nohut bitkisinin en büyük zararlılarından olan yaprak ve taze baklaları tüketerek yaşamını sürdüren yeşil kurt (Helicoverpa armigera Hübner syn. Heliothis armigera Hübner)'tur. Buna ek olarak, çok yaygın olmasa da tür etrafında parazit olarak yaşayan canavar otu (Orobanche sp.) türleri de tespit edilmiştir. Yeşil kurt ve canavar otu türün yeni populasyonlarının keşfedildiği bölgelerde görülmüş ve fenotipik olarak gözlenmiştir. Diğer bir canlı stresi nohutta (Cicer arietinum L.) verim kaybına yol açan en önemli hastalık olan nohut yanıklık hastalığı (antraknoz)'dır. Yanıklığa yol açan hastalık etmeninin tanısı morfolojik olarak ve ribozomal DNA'nın ITS (internal transcribed spacer) bölgesinin dizilenmesi sonucunda moleküler olarak yapılmıştır. Mantar DNA'sına ait ITS bölgesinin dizisi 556 baz çifti uzunluğunda bulunmuştur. Elde edilen diziyle yapılan BLAST analizi sonucunda kültür nohudunda da yanıklığa yol açan mantarın [Ascochyta rabiei (Pass.) Labr.] eşeyli üreme formu Didymella rabiei Kovachevski olduğu belirlenmiştir. Bu tez çalışması ülkemizde Cicer isauricum türünde yapılan ve canlı stres faktörlerini inceleyen ilk çalışmadır.

Tek yıllık nohut (Cicer sp.) türlerinin kuraklığa dayanıklılık için değerlendirilmesi

Bu çalı manın amacı kuraklık/yüksek sıcaklık stresine dayan ıklı nohut genotiplerini seçmek ve bunun için en uygun seleksiyon kriterini belirlemektir. 377 kültür formu ve 68 tek yıllık yabani nohut formu ( Cicer bijugum, C. chorassanicum, C. cuneatum, C. echinospermum, C. judaicum, C. pinnatifidum, C. reticulatum and C. yamashitae ) olmak üzere toplam 445 nohut genotipi kuraklı ğ ın ve yüksek sıcaklı ğ ın artarak ortaya çıktı ğ ı Antalya' da normal ekim tarihinden 2 ay geç olara k ekilmi tir. Her 10 test genotipi arasına konfirmasyon için kuraklı ğ a hassas (ILC 3279 ve ILC 6817) ve kuraklı ğ a dayanıklı (ICC 4958 ve ICCV 96029) genotipler eki lmi tir. Tüm genotipler kuraklık ve yüksek sıcaklık stresine dayanıklılık i çin gözlenmi tir. De ğ erlendirmeler; iki hasssas genotip öldükten sonra 1 (kuraklık/yüks ek sıcaklı ğ ın etkisi yok)- 9 (tüm bitkiler kuraklık/yüksek sıcaklık) skalasına göre y apılmı tır. Đ ki hassas genotipte ve test genotiplerinin ço ğ unda verim kayıpları % 100'e çıkmı tır. Desi (küçük ve kahve rengi taneli) nohutlar genelde kabulilerden (büyük ve kre m rengi taneli) kuraklı ğ a ve yüksek sıcaklı ğ a daha dayanıklıdır. ACC 316 ve ACC 317 desi nohutl arı tarla ko ullarında kuraklık ve yüksek sıcaklı ğ a (>40°C) dayanıklı olarak seçilmi tir. C. reticulatum ' un 4 ırkı ve C. pinnatifidum kuraklık ve yüksek sıcaklık (41.8 o C) stresine dayanıklı olarak seçilmi tir. Tane a ğ ırlı ğ ı çevresel streslerden en az etkilenen ve en yüksek kalıtım derecesine sahip özellik olmu tur ve erken dönem seleksiyon ıslahında kullanılabi lir. ii Nohutta kuraklık ve yüksek sıcaklı ğ a dayanıklılık ıslahında path ve multivaryete analizleri ilk çiçeklenme gün sayısı ve olgunla ma gün sayısının devamlı kuraklık ve yüksek kuraklık stresinden kaçı ta di ğ er fenolojik özellikler, hasat indeksi, biyolojik verim ve bitkide bakla sayısından önce de ğ erlendirilebilece ğ ini göstermi tir. C. reticulatum kültür formu nohutla melezlenebildi ğ i için kısa süreli ıslah programlarında kullanılabilir. ANAHTAR KEL Đ MELER: Nohut, Cicer arietinum , kuraklı ğ a dayanıklılık, yüksek sıcaklı ğ a dayanıklıl

Bazı tek yıllık Vicia L. türlerinde soğuğa dayanıklılık için potansiyel tarımsal ve biyokimyasal seleksiyon kriterlerinin belirlenmesi

Dünyada bakla (Vicia faba L.) üretim bölgelerinin çoğu canlı ve cansız streslerden olumsuz olarak etkilenmektedir. Sıcaklık stresi ile birlikte kuraklık Akdeniz bölgesi dahil dünyada hakim olan en önemli streslerden biridir. Sıcaklık stresi ile birlikte kuraklığın üstesinden gelmek için, bakla geleneksel olarak sonbaharda ekilmekte ve yemeklik ve yemlik ürün olarak kış boyunca yetiştirilmektedir. Bakla sadece rakımı yüksek bölgelerde soğuğa dayanıklı çeşitler kullanılarak kışlık yetiştirilebilir. Kışlık ekilen baklalar yazlık ekilenlere göre yüksek dane verimi ve zararlılardan kaçma gibi bazı avantajlara sahiptir. Bu çalışmada (i) baklada soğuğa dayanıklı genotipleri seçmek ve gözlemlemek; (ii) Türkiye'de batı Akdeniz bölgesinin rakımı yüksek alanlarında bakla ve yabani türlerinin soğuğa toleransını karşılaştırmak; (iii) soğuğa dayanıklı ve hassas genotiplerde potansiyel tarımsal ve biyokimyasal seleksiyon kriterlerini belirlemek amaçlanmıştır.Bu çalışmada; 2005-2006 ve 2006-2007 yetiştirme sezonlarında fide aşamasında 109 bakla genotipi, 3 koca fiğ genotipi (V. narbonensis L.) ve 2 V. montbretii Fisch. Et C.A. Mey genotipini içeren toplam 114 genotip soğuğa tolerans için gözlemlenmiştir. Genotipler 1 (Soğuğa çok dayanıklı)-5 (Soğuğa çok hassas) görsel skalası kullanılarak soğuğa dayanıklılık için değerlendirilmiştir.Baklada bazı tarımsal özellikler ve soğuğa dayanıklılık için önemli farklılıklar bulunmuştur. Baklanın yabani akrabaları tarımı yapılan baklalardan soğuğa daha dayanıklı bulunmuştur. Bazı renkli genotipler kar örtüsüz -9.6 oC'de soğuktan zarar görmediği halde beyaz çiçekli genotipler zarar görmüştür.Dane ağırlığı olumsuz çevre koşullarından en az etkilenen özellik olup en yüksek kalıtım derecesine sahiptir ve erken dönem seleksiyon kriteri olarak kullanılabilir. Soğuğa dayanıklı baklaların ıslahında path ve çok değişkenli analizleri, biyolojik verimin diğer tarımsal özelliklerin başında değerlendirilmesi gerektiğini göstermiştir. Baklada ACV-51 ve ACV-54 genotipleri soğuğa hassas olarak bulunurken, ACV-42 ve ACV-84 bakla genotipleri ile AWV-1 ve AWV-2 koca fiğ genotipleri soğuğa dayanıklı genotipler olarak seçilmiştir. Bu genotipler ayrıca rakımı yüksek bir alanda (Ürkütlü) soğuğa maruz bırakıldıktan sonra ve soğuk stressiz koşullarda (Antalya) biyokimyasal seleksiyon kriterleri için değerlendirilmiştir. Soğuğa dayanıklı ve hassas genotiplerde hem soğuk hem de sıcak koşullarda; jasmonik asit, ksiloz, fruktoz, glukoz, sakaroz ve toplam şeker içerikleri potansiyel biyokimyasal seleksiyon kriteri olarak araştırılmıştır. Potansiyel seleksiyon kriterleri, stressiz koşullardakine (Antalya) nazaran soğuk koşullarda yetişen (Ürkütlü) genotiplerde daha yüksek bulunmuştur. Bütün bu biyokimyasallar genellikle bakladan ziyade koca fiğ genotiplerinde daha yüksek düzeyde belirlenmiştir.Bu tez çalışması ile genotipler soğuğa maruz bırakıldığında jasmonik asit ve serbest şekerlerin önemli ölçüde arttığı tespit edilmiştir. Sonuçlar; Vicia türlerinde yapraklarda fruktoz düzeyindeki artışların, soğuğa dayanıklılıkla ilişkili olduğunu işaret etmektedir.

Nohutta (Cicer arietinum L.) çift baklalılık özelliğinin geçiş yeteneği ve görünme derecesi

Dünyada kültürü yapılan nohut (Cicer arietinum L.) türlerinin çoğu çiçek salkımında tek çiçek ve bakla meydana getirmesine rağmen, bazı nohut türleri çift çiçek ve bakla meydana getirmektedir. Çift bakla meydana getiren nohutlar tek bakla meydana getiren nohutlara göre % 18'e varan verim avantajına sahiptir. Ancak, çift bakla oluşumunu sağlayan 's' veya 'sfl' geni gelecek jenerasyonlarda ve melezlerde kendini tam gösteremez. CA 2969 (Kabuli çift baklalı nohut, ?) x ICC 4969 (Desi tek baklalı nohut, ?) ve ICC 4969 (?) x CA 4969 (?) melezlerinin F2 generasyonlarında çift baklalık özelliğinin geçiş yeteneği ve görünme derecesi çalışıldı. Çift bakla oluşumu, gövdenin pigmentli olması ve çiçek rengi kalıtımı da F1 ve F2 generasyonlarında çalışılmıştır. F2 generasyonlarında melezlerin; bitki boyu, ilk bakla yüksekliği, taç genişliği, ana dal sayısı, tek ve çift bakla sayısı, çift baklalık özelliğinin geçiş yeteneği ve görünme derecesi, biyolojik ve dane verimleri, 100 dane ağırlıkları anaçlarla karşılaştırılmıştır. Bitki başına dane veriminin ölçülen karakterlerle ilişkileri incelenmiştir.F1 generasyonunda, bütün döllerin her çiçek sapında tek baklalı, mor çiçekli ve pigmentli (antosyanlı) olması bu özelliklerin sırasıyla çift baklalılık, beyaz çiçeklilik ve pigmentsizliğe (antosyansız) baskındır (dominant) olduğu sonucuna varılmıştır. F2 generasyonlarında; tek:çift çiçek; mor:beyaz çiçek rengi; pigmentli:pigmentsiz gövde açılımının 3:1 oranında olması bu özelliklerin çekinik (resesif) bir gen çifti tarafından kontrol edildiğini ortaya koymuştur. Çift bakla oluşumunu sağlayan genin geçiş yeteneği ve görünme derecesi CA 2969 (?) x ICC 4969 (?) melezinde % 3 ile % 11 arasında; ICC 4969 (?) x CA 2969 (?) melezinde % 3 ile %12 arasında bulunmuştur. Melezler en iyi ebeveynle karşılaştırıldığında transgresif açılımlar bulunmuştur. Çift baklalı transgresif açılma gösteren döller sadece en yüksek verime sahip olan döller değildi, bunlar aynı zamanda tek baklalı anaç genotip ICC 4969'dan % 290 ve çift baklalı anaç genotip CA 2969'dan % 283 daha fazla verim kabiliyetine sahiptiler. Tek bitki dane verimi ile bitkide bakla sayısı ve biyolojik verim arasında istatistiki açıdan önemli ve olumlu ilişkiler bulunmuştur.Sonuçlar kültürü yapılan nohutta dane verimi ve diğer morfolojik-tarımsal özelliklerin açık bir şekilde desi x kabuli veya tersi melezlemeler yapılarak çift bakla özelliği için transgresif açılmış melezlerin seçilerek artırılabileceği kanısına varılmıştır.ANAHTAR KELİMELER: Nohut, Cicer arietinum, çift baklalılık, görünme derecesi, geçiş yeteneği, kalıtım

Mercimek cinsinde (lens mıller) dayanıklılık gen analogları, peroksidaz ve wrky transkripsiyon faktörü gen ailelerinin polimorfizmi

Dayanıklılık gen analogları, peroksidazlar ve WRKY transkripsiyon faktörleri evrimsel süreçte bitkilerin canlı ve cansız stres faktörlerine karşı dayanıklılık sağlamasında rol oynayan çoklu gen ailelerindendir. Bu çalışmada, mercimek bitkisinde bu gen ailelerinin polimorfizmi araştırılmıştır. Genetik materyal olarak mercimek türlerinden 7 takson; 1 L. culinaris Medik. (kültür formu), 3 L. ervoides (Brign.) Grande, 4 L. lamottei Czefr., 4 L. nigricans (M.Bieb.) Godr, 4 L. odemensis Ladiz., 11 L. orientalis (Boiss.) Ponert, 3 L. tomentosus Ladiz. ile 2 Vicia montbretii (Fish. & Mey) Davis ve Plitmann türü olmak üzere toplam 32 genotip kullanılmıştır. RGA, peroksidaz ve WRKY gen ailelerinin içerdiği korunmuş bölgelerden elde edilmiş dejenere primerler yardımıyla 32 genotipte PCR yöntemi kullanılarak polimorfik ve monomorfik bantlar elde edilmiştir. UPGMA dendogramları oluşturularak türler arası genetik ilişki belirlenmiştir. Toplamda 123 RGA, 22 peroksidaz ve 10 WRKY primeri denenmiştir. Bunun sonucunda 103 RGA, 66 peroksidaz ve 52 WRKY bandı elde edilmiştir. RGA bantlarındaki polimorfizm oranı %83 iken türler arasındaki genetik benzerlik, 0.62 ile 0.90 arasındadır. Peroksidaz bantlarının %89?u polimorfik olup bu gen ailesi bakımından türler arası genetik benzerlik 0.13 ile 0.62 arasındadır. Gözlenen 52 WRKY bandının 47?si polimorfiktir ve polimorfizm oranı %90?dır. Genetik benzerlik ise 0.07 ile 0.63 arasındadır. Sonuçlar göstermektedir ki gen aileleri biyotik ve abiyotik streslere karşı devamlı bir savunma mekanizması içindedir. Tüm genomun çalışıldığı polimorfizm ile kıyaslandığında bu gen aileleri daha hızlı bir evrimsel yol , . Bu çalışmada incelenen PCR tabanlı RGA, peroksidaz ve WRKY markırları ilerde mercimekte haritalama ve farklı gen ifadesi çalışmalarında kullanılabilir.

Tek yıllık nohut türlerinde (Cicer sp.) herbisitlere dayanıklılık için gözlem ve seleksiyon

Cicer reticulatum ladiz.'den C. arietinum L.'ye soğuğa tolerans genlerinin aktarımı ve potansiyel fizyolojik ve biyokimyasal seçim kriterleri arasındaki ilişkiler

Bitkilerde düşük sıcaklık ve don stresine verilen metabolik yanıtlar, soğuk toleransının belirlenmesinde kritik bir role sahiptir. Ancak önceki çalışmaların büyük çoğunluğu soğuk aklimasyonuna odaklandığından, don koşullarında gerçekleşen metabolik değişimler ile dayanıklı ve hassas genotiplerin seçiminde kullanılabilecek potansiyel seleksiyon kriterlerine dair bilgiler oldukça sınırlıdır. Bu çalışmada, Cicer arietinum L. (CA 2969) ve C. reticulatum Ladiz. (AWC 602) türler arası melezinden köken alan 163 rekombinant kendilenmiş hattının (RIL) don koşullarında soğuğa dayanıklılık seviyeleri belirlenmiştir. Bu nohut hatlarından seçilen 5 dayanıklı ve 5 hassas RIL hattı don öncesi (4°C), don (-12°C) ve don sonrası koşullarında oluşan biyokimyasal değişimler, çok değişkenli istatistiksel yöntemler ve hedeflenen metabolit analizleri kullanılarak kapsamlı biçimde incelenmiştir. Dona dayanıklı (AWC 602 ve dayanıklı RIL hatları) ve hassas (CA 2969 ve hassas RIL hatları) genotiplerin organik asitleri [sitrik asit (CA), süksinik asit (SA), fumarik asit (FA), malik asit (MA) ve malonik asit (MoA)], yağ asitleri [palmitik asit (PA), stearik asit (StA), linoleik asit (LA) ve linolenik asit (LNA)] ve aminoasitlerden [aspartik asit (Asp) ve triptofan (Trp)] oluşan 11 temel metabolit açısından metabolik profilleri karşılaştırılmıştır. PLS-DA analizleri, üç uygulama koşulunda da dayanıklı ve hassas grupların belirgin şekilde ayrıştığını göstermiştir. VIP analizleri, tüm koşullarda MoA, MA ve LNA'nın gruplar arasındaki ayrımı en güçlü şekilde yansıtan değişkenler olduğunu ortaya koymuştur. Isı haritası analizi, dayanıklı genotiplerde don öncesinde LA, MoA, Trp, LNA, MA ve FA'nın; don koşullarında ise SA hariç tüm metabolitlerin; don sonrasında ise CA, MoA, PA, LA, FA, MA ve LNA'nın daha yüksek seviyelerde biriktiğini göstermiştir. Don stresine verilen yanıt metabolit düzeyinde incelendiğinde, dayanıklı genotiplerde organik asitler ve yağ asitlerinde belirgin artışlar gözlenirken; hassas genotiplerde bu metabolitlerde genel olarak azalış veya değişim göstermeme eğilimi ile daha sınırlı ve yetersiz bir metabolik adaptasyon ortaya koydukları belirlenmiştir. Don sonrası iyileşme fazında dayanıklı genotiplerin metabolit düzeylerinde belirgin azalış gözlenmesi, bu genotiplerin stres sonrasında homeostatik metabolik düzenlemeyi hızla geri kazanabildiğini göstermektedir. Sonuçlar, soğuğa dayanıklı nohut genotiplerinin membran akışkanlığını koruma, enerji üretimini artırma ve aminoasit metabolizmasını yeniden programlama gibi kritik mekanizmalar üzerinden daha etkin bir stres adaptasyonu geliştirdiğini ortaya koymaktadır. Bu çalışma, soğuk toleransı ile ilişkili metabolik belirteçlerin tanımlanmasına katkı sağlamakta ve nohut ıslah programları için değerlendirilebilir biyokimyasal göstergeler sunmaktadır.

Fasulye türlerinin (Phaseolus ssp.) yüksek sıcaklık stresinde biyokimyasal tepkilerinin değerlendirilmesi

İklim değişikliğinin neden olduğu yüksek sıcaklık (ısı) stresi, bitkilerde çimlenmeden olgunluğa kadar hayati fizyolojik ve biyokimyasal süreçler üzerine derin etkilere sahiptir. Fasulye türlerinde (Phaseolus spp.) ısıyla ilişkili özellikler, iklim değişikliğinin neden olduğu ısı stresi oluşumu ve beklenen ısı artışı nedeniyle çok önemlidir. Fasulye (P. vulgaris L.), Aztek fasulyesi (P. acutifolius L.), Ateş fasulyesi (P. coccineus A. Gray), yıllık fasulye (P. dumosus Macfady) ve Lima fasulyesi (P. lunatus L.) dahil toplam 196 fasulye genotipi, orta dereceli ısı stresi (tarla) ve aşırı ısı stresi (cam sera) koşulları altında tarımsal-morfolojik özellikler açısından değerlendirilmiştir. Tarlada ve serada iki yıllık bir seleksiyona göre, P. vulgaris, P. acutifolius, P. coccineus, P. lunatus türlerinden sekiz ısı stresine tolerant ve iki ısıya duyarlı genotip (P. vulgaris), absisik asit (ABA), jasmonik asit (JA), salisilik asit (SA), klorofil içerikleri (CC) ve fotosistem II'nin maksimum kuantum verimliliği açısından karşılaştırılmıştır. P. acutifolius (G182), P. lunatus (G192) ve P. coccineus (G192) genotiplerinin çoğu ısıya dayanıklı olarak seçilmesine rağmen, birkaç fasulye genotipi (G50, G43, G116, G138 ve G123) orta ısı stresi ve aşırı ısı stresi koşullarında ısıya dayanıklılık sergilemişlerdir. Biyokütle, Fv/Fm ve CC, ısı stres direnç değerleri üzerinde önemli doğrudan etkilere sahiptir. Isı stresli koşullar altında, ABA, JA ve SA'nın içsel birikimi, ısı stresi olmayan koşullara kıyasla önemli ölçüde daha yüksek seviyededir. Bu, hayatta kalma stratejileri olarak hormonların rollerini göstermiştir. CC ve Fv/Fm stressiz koşullar altında daha yüksek bulunmuştur. Isıya duyarlı genotipler, genellikle daha yüksek JA ve SA birikimi sergilemiştir; bu, ısı stresi ile farklı başa çıkma mekanizmalarını hayata geçirme olarak yorumlanmıştır. Bu bulgular, P. acutifolius gibi ısıya dayanıklı fasulye genotiplerinin kültüre alınmadan önceki evrimsel geçmişleri sırasında edinilen adaptif özelliklerini ortaya koymaktadır.

Nohutta iri daneli, çift baklalı ve markör destekli seleksiyonla yanıklık [Ascochyta rabiei Pass. (Labr.)] hastalığına dayanıklı ideal bitki ıslahı

İdeal bitki kavramı, bir çeşit geliştirme sürecinde dane verimi, yağlar ve diğer kullanışlı özellikler için daha iyi performans göstermesi beklenen, istenilen bir bitki modeli olarak ortaya konulmuş olup (i) 'istenilmeyen (eksiklik/kusur) özelliği giderme veya istenilen özelliğe ulaşma/geliştirme' (dayanıklı bir genotipten hassas bir genotipe hastalık dayanıklılığını geliştirmek) ve (ii) 'verim için seleksiyon' (belirlenen ebeveynler arasındaki melezlemelerle verim ve kalitede istenilen yönde iyileştirme) gibi iki temel yaklaşımı içerir. Bu çalışmanın hedefi; nohutta (Cicer arietinum L.) yüksek verimli, ekstra iri beyaz/krem renk daneli, çok baklalı ve önemli verim kayıplarına neden olabilen yanıklık hastalığına [Etmen: Ascochyta rabiei Pass. (Labr.)] dayanıklı bir ideal bitki tipine ulaşılmasıdır. Bu hedefe ulaşılabilmesi için tek baklalı, basit yapraklı, iri daneli (100-dane ağırlığı 47 g) ve yanıklık hastalığına dayanıklı Sierra genotipi ile çift baklalı, bileşik yapraklı, küçük daneli (100-dane ağırlığı 27 g) ve yanıklık hastalığına dayanıklı CA 2969 melezlenmiştir. Çalışamın başlangıç materyalini, tek bitki dölü aktarım yoluyla F3 popülasyonu oluşturmuştur. F3 popülasyonunda, çift baklalılık geninin uygun koşullarda epistatik etkilerinin bir sonucu olarak çok çiçekli ya da baklalı döller gözlenmiştir. 626 F3 kademesi bitkisi (i) bileşik yapraklı ve tek baklalı, (ii) bileşik yapraklı ve çift baklalı, (iii) bileşik yapraklı ve çok baklalı (iv) basit yapraklı ve tek baklalı, (v) basit yapraklı ve çift baklalı, (vi) basit yapraklı ve çok baklalı döller olarak altı gruba ayrılarak tarımsal ve morfolojik özellikleri yönüyle değerlendirilmiştir. Geliştrilmiş olan "çift baklalı ya da çok baklalı ve 100-dane ağırlığı 45 g üstü olan toplam 152 F4 kademesi genotipinde, SCY17590 ve CaETR-1 moleküler markörleri kullanılarak yanıklık hastalığına reaksiyonları moleküler düzeyde belirlenmiştir. Ekstra iri dane özelliği, F3 popülasyonundaki dağılıma göre, kısmi dominant allelerin kontrolünde poligenik kalıtım şekline sahip olabileceği belirlenmiştir. Çalışma materyeli içerisinde, ebeveyn bireylerden daha yüksek/fazla ya da daha düşük/az değerlere sahip olan döllerin ortaya çıkmasını sağlayan transgresif açılmalar incelenen tüm özellikler için belirlenmiş olup ticari olarak yüksek fiyata alıcı bulan bu nedenle de çiftçilerin ihtiyaç duyduğu iri ve açık renk daneli nohutların, uygun ebeveynlerin melezlenerek geliştirilebileceği gösterilmiştir. İri dane büyüklüğü için seleksiyon, path analiziyle dane verimi, 100-dane ağırlığı artışında en yüksek doğrudan etkiye sahip olduğu için biyolojik ve dane verimine dayandırılabilir. Yüksek verimli genotipleri seçmek için, dane verimi ile aynı faktörde bulundukları için biyolojik verim, taç genişliği, bakla ve dane sayısı gibi özelliklerden biri değerlendirilebilir. Bileşik yapraklı ve tek baklalı genotiplerin en iri dane büyüklüğüne sahip olduğunun belirlenmesinin ardından bileşik yapraklı ve çift baklalı genotipler yer almaktadır. Bileşik yapraklı ve çok baklalı genotiplerin hem en yüksek verime hem de bakla ve dane sayısına da sahip olduğu bulunmuştur. QTLAR2 ve QTLAR1 ile ilişkilendirilmiş LG4 üzerindeki SCY17590 ve CaETR-1 markörleri 152 F4 kademesi genotipleri içerisinden 9 genotip içerisinde belirlenmiştir. Her iki dayanıklı alleli taşıyan altı genotipte, 100-dane ağırlığı 50-60 g olan ekstra iri daneler elde edilmiştir. 100-dane ağırlığı 50 g üzeri, çift ya da çok baklalı ve yanıklık hastalığına moleküler destekli seleksiyon çalışmaları ile dayanıklı olarak belirlenen F4 kademesinde bazı döllerin en iyi ebeveynden (47 g) daha iri danelere sahip olduğu belirlenmiştir. Yüksek verimli bu üstün hatlar çiçeklenme (31 oC'den fazla) ve bakla bağlama (39 oC'den fazla) dönemlerinde yüksek sıcaklık stresine maruz kalmıştır. Yüksek verim, ekstra iri ve açık renkli dane boyutu, çift veya çok baklalılık özellikleri ve yanıklık hastalığına dayanıklılık uygun kabuli nohutların tür içi melezlemeleriyle ve markör destekli seleksiyonla bir ideal nohut tipinin geliştrilmesi mümkündür.

Nohutta yaprak galeri sineği (Liriomyza cicerina Rond.)'ne dayanıklılıkla ilişkili biyokimyasal seleksiyon kriterlerinin belirlenmesi

Nohut yaprak galerisineği (Liriomyza cicerina Rond.), nohut (Cicer arietinum L.) yetiştiriciliğinde değişen düzeylerde verim ve kalite kayıplarına neden olan zararlılardan biridir. Zararlı, yaşaması için uygun koşullarda nohut verimini %30 azaltabilmektedir. Böceğin oluşturduğu zarar; kimyasal ve biyolojik kontrol yöntemleri ile kültürel uygulamalar ve dayanıklı çeşit kullanılarak azaltılabilmektedir. Biyolojik kontrol ve kültürel uygulamalar ile dayanıklı çeşit kullanımı insan ve çevre sağlığı için güvenli olup sürdürülebilir üretim için öne çıkan metotlardır. Dayanıklı çeşit geliştirilmesinde, böceğe dayanıklılıkla ilişkili morfolojik ve biyokimyasal seleksiyon kriterlerinin rolünü anlamak önemlidir. Bu çalışmanın amaçları (i) Cicer reticulatum Ladiz. yabani nohut türünden tarımı yapılan nohuda, yaprak galerisineğine dayanıklılık gen/genlerini aktarmak, (ii) yaprak galerisineğine dayanıklılığın kalıtımını belirlemek ve (iii) yaprak galerisineğine dayanıklı ve hassas genotiplerin belirlenmesinde potansiyel tarımsal ve biyokimyasal seleksiyon kriterlerini belirlemektir. Çalışmanın yürütülmesinde, C. arietinum (CA 2969, Anne ebeveyn) ve C. reticulatum (AWC 602, Baba ebeveyn) türler arası melezlemelerinden elde edilen rekombinant kendilenmiş hatlar (RIL) kullanılmıştır. Araştırma 2017 ve 2018 üretim sezonlarında doğal böcek epidemisi (salgını) koşullarında yürütülmüştür. Araştırma da test materyali olarak, 130 RIL, ebeveynler (CA 2969 ve AWC 602) ve hassas kontrol (Sierra genotipi, Basit yapraklı) kullanılmıştır. Çalışmada tüm materyal 3 kez (fide, çiçeklenme ve bakla bağlama) 1-9 skalası (örneğin, 1 = Böcek zararı yok, 9 = %100 böcek zararı var, vb.) kullanılarak değerlendirilmiş olup Sierra ve CA 2969 genotiplerinde zararlıya reaksiyonu sırasıyla çok çok hassas (9) ve çok hassas (8) olarak belirlenmiştir. Değerlendirmeler sonucunda seçilmiş sekiz dayanıklı ve sekiz hassas genotip, biyokimyasal (organik asitler) seleksiyon kriterlerinin belirlemesi amacıyla tarla koşullarında böcek epidemisi altında ve kontrollü koşullar da (sera) böcek bulunmayan koşullarda yetiştirilmiştir. Sekiz dayanıklı ve hassas RIL genotipi yeşil aksamında bulunan oksalik asit, malik asit, kuinik asit, tartarik asit, sitrik asit ve süksinik asit miktarları HPLC yardımı ile belirlenmiştir. Genel olarak, dayanıklı RIL genotiplerinde potansiyel biyokimyasal seçim kriterlerinin hassas RIL genotiplerinden daha yüksek olduğu bulunmuştur. Dayanıklı genotiplerde tartarik ve malik asit konsantrasyonları hassas genotipleri ile karşılaştırıldığında daha düşük miktarda olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte, süksinik asitin dayanıklı genotiplerde hassas genotiplerle karşılaştırıldığında daha yüksek miktarda olduğu belirlenmiştir. Yaprak galerisineğine dayanıklı nohutların seçiminde süksinik asit miktarının seleksiyon kriteri olarak değerlendirilebileceği düşündürmektedir. Çalışma materyali olarak kullanılan 130 RIL genotipin tüm tarımsal ve morfolojik özellikler birlikte değerlendirildiğinde üstün hatların (ana ve babadan daha üstün istenilen özellikler) olduğu belirlenmiştir. Yaprak galerisineğine dayanıklılığın çok sayıda çekinik genin (poligenik) kontrolü altında olduğu ve kalıtım derecesinin (h2=30.87) göreceli olarak düşük olduğu belirlenmiştir. Test genotiplerinde 3 "dayanıklı", "12 "orta dayanıklı" 21 "tolerant" materyal olduğu belirlenmiştir. Dayanıklı olarak belirlenen materyellerden bazılarının "kabuli" nohutlar gibi pigmentsiz, krem daneli, çift baklalı ve daha yüksek verimli genotipler olduğu gözlenmiştir. Yapılan "Path Analizi" sonuçlarına göre;, yaprak galerisineğine dayanıklılıkta en etkili olabilecek özelliklerin bitki boyu, dane verimi ve büyüme şekli olduğu belirlenmiştir. Yürütülen çalışma ile "yabani nohutlardan tarımı yapılan nohuda yaprak galerisineğine dayanıklılık özelliğinin aktarılabileceği" kanıtlanmıştır. "Kabuli" nohutlara benzer yüksek verimli ve yaprak galerisineğine dayanıklı RIL genotiplerinin elde edilmesiyle üretim alanlarında dayanıklı materyal yetiştirilebileceği kanısına varılmıştır.

Nohutta (Cicer arietinum L.) dane iriliği ve çift baklalılık özelliklerinin birleştirilmesi

'Kabuli' nohutlarda dane iriliği; piyasadaki diğer nohutlara göre yüksek fiyata sahip olmasından değil aynı zamanda çimlenme sırasındaki üstün çimlenme gücüne sahip olmasından dolayı önemlidir. Çift baklalı nohutlar, tek baklalılardan daha fazla verim ve uyum (stabilite) avantajına sahiptir. Bu çalışmada, (i) ekstra iri danelilik ve çift baklalılık özelliklerinin 'kabuli' tip nohutta birleştirilmesi, (ii) transgresif açılma yoluyla varyasyonun arttırılması ve (iii) önemli tarımsal-morfolojik özellikler ile birlikte 100-dane ağırlığının kalıtım derecesinin tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda, tek baklalı ve basit yaprağa sahip olan iri daneli nohut 'Sierra' (49.9 g 100-dane ağırlığı) ile çift baklalı ve bileşik yaprağa sahip, küçük daneli 'CA 2969' (31 g 100-dane ağırlığı) melezlenmiştir. Tek baklalı ve bileşik yapraklı F1 bitkileri gerçek melez bitki döllerini belirtirken, F2 bitkileri, bileşik yapraklı ve tek baklalı, bileşik yapraklı ve çift baklalı, basit yapraklı ve tek baklalı ve basit yapraklı ve çift baklalı olarak dört gruba ayrılmıştır. Ekstra iri danelilik özelliğinin kalıtım şeklinin, çok genle kontrol edilen dominant alleller tarafından idare edildiği görülmüştür. F2'deki transgresif açılımlar sadece 100-dane ağırlığı için değil, aynı zamanda, nohutta dane iriliği gibi tarımsal-morfolojik özelliklerin de tür içi melezlemeler ile geliştirilebileceğini ortaya koymuştur. Dane iriliği için seleksiyon bitki başına dane verimine bağlı olabilir. Çünkü dane veriminin, 100-dane ağırlığı üzerinde en yüksek doğrudan etkiye sahip olabileceği düşünülmektedir. F2'de çift baklalı ve ≥ 55 g'lık 100-dane ağırlığına sahip bazı döller, en iyi ebeveyninkinden (49.9 g) daha iri dane boyutuna sahiptir. Ekstra iri daneli ve çift baklalılık özellikler, 'kabuli' nohutta uygun tür içi melezlemeleri ile birleştirilebilir.

Pisum sativum L. ve P. fulvum Sibth&Sm. türler arası melezlemelerinde erkencilikle ilgili QTL'lerin belirlenmesi

Bitkisel üretimde en önemli stres faktörlerinden olan ve küresel ısınma nedeniyle yakın gelecekte artacağı tahmin edilen kuraklık ve yüksek sıcaklık streslerinden kaçınmak için tarımı yapılan bitkilerde erkencilik özelliği önemli bir role sahiptir. Ayrıca, artan insan nüfusunun gelecekteki gıda ihtiyaçlarını karşılayabilmek için süper erkenci bitki çeşitlerine ihtiyaç duyulacaktır. Bu tez çalışması, bahçe bezelyesi (P. sativum L.) ve onun en uzak yabani akrabası (P. fulvum Sibth. et Sm.) arasında yapılan türler arası melezlemeden ilerletilen F2 popülasyonunda, (i) transgresif açılmalar (açılma generasyonlarında her iki anaçtan daha yüksek ve düşük değerli döller) belirlemeyi, (ii) F2 den F5'e kadar transgresif açılmalardan süper erkenci (de novo) döller seçmeyi, (iii) süper erkencilik özelliğinin dar anlamda kalıtım derecesini tahminlemeyi, (iv) önemli tarımsal ve morfolojik özelliklerin erkencilik üzerine doğrudan ve dolaylı ilişkilerini path katsayısıyla irdelemeyi ve (v) F4 rekombinant kendilenmiş hatlarda (RIL) erkencilik dahil önemli tarımsal ve morfolojik özelliklerin SSR markörleriyle haritalamayı amaçlamıştır. F2 popülasyonunda, çimlenmeden sonra 13-17 gün içerisinde çiçeklenen, 18-29 içerisinde bakla bağlayan ve erkenci olan anne ebeveynden çok daha erkenci olup, daha önce bulunmayan süper erkenci bireyler olarak adlandırılan bireyler, F5 popülasyonuna kadar incelenmiştir. F5 popülasyonunda de novo süper erkenci bireyler, kısa gün koşulları altında P. sativum'dan yaklaşık bir ay ve P. fulvum'dan iki ay daha erkenci oldukları belirlenmiştir. Süper erkenci bireyler, çiçeklenme (h2= %82) ve bakla bağlama zamanı (h2= %80) özellikleri bakımından oldukça yüksek dar anlamda kalıtım derecesine sahip oldukları bulunmuştur. Bu durum süper erkenci çeşitlerin geliştirilmesi için açılan popülasyonlarda erken dönemde seleksiyon yapılabileceğini göstermektedir. Çalışma kapsamında süper erkencilik özelliğine ilaveten önemli agro-morfolojik özellikler için de transgresif açılımlar elde edilmiştir. P. sativum ve P. fulvum türler arası melezlemeden tek tohum aktarma yöntemiyle ilerletilen 114 bireyden oluşan F4 RIL popülasyonu, erkencilik ve önemli agro-morfolojik özelliklerin QTL'lerini belirlemek için değerlendirilmiştir. Ebeveynler arasında polimorfik olan kırk dört adet SSR, 7 kromozom üzerinde haritalanarak toplam 262.6 cM uzunluğunda genetik bağlantı haritası oluşturulmuştur. Erkencilik ve önemli agro-morfolojik özellikler için 5 kromozom üzerinde toplam 14 QTL belirlenmiştir. Erkencilik için LG2 üzerinde fenotipik varyansın toplam %26'sını açıklayan iki adet QTL belirlenmiştir. Bitki boyu için LG3 üzerinde fenotipik varyansın %16'sını açıklayan bir QTL, bitkide bakla sayısı için LG2, LG4, LG5 ve LG6 üzerinde toplam 6 QTL belirlenmiştir. Baklada dane sayısı için LG6 üzerinde bir QTL, bakla boyu için LG4 üzerinde bir QTL ve hasat indeksi için LG3, LG5 ve LG6 bağlantı gruplarında yer alan 3 adet QTL belirlenmiştir. Araştırma sonuçlarına göre, erkencilik özelliği için belirlenen QTL'lere yakın ilişkide olan AA205 ve AA372-1 markörleri ve önemli agro-morfolojik özellikler için bulunan QTL'lerdeki yakın ilişkili diğer SSR markörleri gelecekte yapılacak olan markör destekli seleksiyon çalışmalarına önemli katkılar sağlayacaktır. Yabani türlerin kültüre alınmış türlerle melezlenmesinden elde edilen faydalı bireyler, yabani türlerin önemini ortaya koymaktadır.

Yerel fasulye çeşitlerinin önemli besin içerikleri bakımından yeni çeşitlerle karşılaştırılması

Fasulyeler (Phaseolus spp.), özellikle az gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde, gıda güvenliği ve sağlıklı gıda ihtiyacını karşılamak için, önemli miktarda protein, karbonhidrat, vitamin ve mineral kaynağı oluşları ile önemli yer tutmaktadırlar. Ayrıca linoleik ve oleik asitler gibi doymamış yağ asitleri bakımından da zengindir. Geçmişten günümüze kadar, fasulyelerin (P. vulgaris L.), verimini arttırmak için çok sayıda ıslah çalışmaları sonucunda birçok yeni çeşidin tescili ile sonuçlanmıştır, fakat yeni çeşitlerde kalite ve lezzet özellikleri neredeyse göz ardı edilmiştir. Süreklilik gösteren bu çalışmanın öncesinde, yerel fasulye genotiplerinin besin değerleri yeni çeşitlerle karşılaştırılmamıştır. Bu nedenle, bu çalışma, yerel genotiplerin protein, yağ ve yağ asitleri ile selenyum (Se), çinko (Zn) ve demir (Fe) gibi bazı mineral içeriği bakımından yeni çeşitlerle karşılaştırılması amaçlamıştır. Yerel genotipler özellikle Se, Zn, oleik asitler ve protein bakımından yeni çeşitlere göre daha yüksek mineral içeriğe sahiptir. Yerel genotipler, çiftçiler ve küçük işletmelerin yanı sıra ticari şirketlerde de yetiştiriciliği yapılarak daha yüksek fiyatlarla piyasaya sunulmaktadır. Sonuç olarak, fasulye yerel genotipleri sadece geleceğe aktarılması gereken hazine olarak kalmayıp, aynı zamanda fasulye ıslah programlarında önemli bir genetik kaynak olarak kullanılabileceği kanısına varılmıştır.

Cicer anatolicum Alef. için yanıklık hastalığının [Ascochyta rabiei (Pass.) Labr.] moleküler tekniklerle tanısı

Genetik kaynaklar olarak yabani bitkilerin akrabaları canlı ve cansız streslere dayanıklılık bakımından kullanışlı özelliklere sahiptirler. Çok yıllık yabani bir nohut olan Cicer anatolicum Alef. nohut (C. arietinum L.) yanıklık hastalığından [Ascochyta rabiei (Pass.) Labr.] müzdarip olmasına karşın, hastalığa dayanıklıdır. Yabani nohut türleri toplama projesi esnasında, morfolojik gözlemlere göre nohut yanıklık hastalığı olabileceği düşünülen hastalıklı bitki parçaları C. anatolicum'dan Türkiye, Erzurum, Palandöken mevkiinde toplanmıştır. Bu çalışmanın amacı C. anatolicum'daki nohut yanıklık hastalığını moleküler tekniklerle teşhis etmektir. Mantar içeren hastalıklı bitki parçaları gövde, yaprak ve bakla üzerinden izole edilmiştir. Sonra PDA ortamında üretilmiştir. Hastalığın PDA ortamındaki morfolojik görünüsünün nohut yanıklık hastalığına benzer olduğu belirlenmiştir. Genomik DNA'nın ITS bölgeleri ITS4 ve ITS5 primerleri ile PCR'da çoğaltılmış ve dizilenmiştir (sekans edilmiştir). Elde edilen diziler GenBankdaki A. rabiei (eşeyli formu Didymella rabiei Kovachevski) ile % 100 benzer bulunmuştur. Büyük ihtimalle bu hastalık C. anatolicum ile beraber evrimleşmiş olabilir çünkü C. anatolicum tarımı yapılan nohuttan çok uzak mesafede bulunmkatadır ve zaman içinde bitki hastalıkla başetmek için özel bir kaçış yeteneği geliştirmiştir.

Pisum sativum Subsp. Elatius (M. bieb.) Asch. & Graebn. için yanıklık hastalığının (Ascochyta pisi Lib.) moleküler tekniklerle tanısı

Yanıklık hastalığı ya da kara leke tarımı yapılan bezelyenin en çok verim kayıplarına neden olan hastalıklarından birisidir ve Ascochyta pinodes, A. pisi, Phoma pinodella, P. koolunga, P. herbarum, P. glomerata ve Boerema exigua var. exigua'yı içeren karmaşık patojenik mantarlar tarafından meydana getirilmektedir. Bezelye cinsinde (Pisum L.), tek yıllık yabani bir tür olan P. elatius (M. Bieb.) Asch. & Graebn. Orta ve Kuzeybatı Asya ile Türkiye'nin de dahil olduğu Akdeniz'e kıyısı olan Avrupa ülkelerinde doğal olarak yayılış göstermektedir. Bu tür Türkiye, Toros Dağlarında bazı yerlerde yanıklık hastalığından muzdariptir. Ascochyta yanıklığı lezyonları olan yapraklar Göynük Kanyonu (Rakım:1000 m) Kemer, Antalya folarısından toplanmış fakat tür adı belirlenememiştir. Bu nedenle bu çalışma moleküler tekniklerle P. elatius'un yanıklık hastalığının teşhisini amaçlamaktadır. Yapraklar üzerindeki semptomların ascochyta yanıklığına benzer dairesel ve oval şeklillerde olduğu görülmüştür. Hastalık örnekleri PDA (patates dekstroz agarı) ortamında 2-7 gün arasında bekletilmiş ve sonrasında gelişen ascochyta yanıklığına morfolojik olarak benzer olan koloniden saf kültür elde edilerek 7 ile 14 gün arasında inkübe edilmiştir. CTAB metodu kullanılarak mantar izolatlarından DNA ekstraksiyonu yapılmıştır. Moleküler olarak tanı amacıyla ITS bölgeleri (ITS-1, 5.8S rDNA subunit, ITS-2) ITS4 ve ITS5 primerleri ile PCR yapılmış ve PCR ürünleri dizilenmiştir. BLAST analizi sonuçlarına göre hastalığın GenBank'taki dizilerin karşılaştırılmasıyla % 99 oranında Ascochyta pisi Lib. ile örtüştüğü tespit edilmiştir. Bu tez çalışması ülkemizde Pisum elatius türünde yapılan ve ascochyta yanıklığının incelendiği ilk çalışmadır. Patojenin P. elatius ile birlikte evrimleştiği düşünülmektedir.

Bezelye cinsinde (Pisum L.) polen tanesi, dane ve morfolojik özellikler arasındaki ilişkiler

Günümüzde bezelye cinsi (Pisum L.) içinde mevcut türlerin sınıflandırılması ile ilgili karmaşıklıklar hala devam etmektedir. Polenler evrimsel süreçte polen yapısında meydana gelen farklılıkların ve türler arasındaki ilişkilerin belirlenmesinde büyük bir öneme sahiptir. Bu çalışmanın amacı beş bezelye taksonunda (P. sativum subsp. sativumvar. sativum L., P. sativum subsp. sativum var. arvense L., P. sativum subsp. Abyssinicum (A. Braun) Govorov, P. sativum subsp. Elatius (Bieb.) Aschers. & Graben ve P. Fulvum Sibth. & Sm.polen tanesi, dane ve morfolojik özellikler arasındaki ilişkileri incelemektir. Işık (LM) ve taramalı elektron mikroskop (SEM) görüntülerine göre Pisum cinsinin polen şekillerinin, ornementasyonunun ve apertür tipinin sırasıyla subprolate, retikulate ve tricolporat olduğu belirlenmiştir. Tarımı yapılan bezelye taksonlarının (P. sativum subsp. sativum var. sativum, P. sativum subsp. sativum var. arvense ve P. sativum subsp. abyssinicum) yabani bezelye taksonlarından (P. sativum subsp. elatius veP. fulvum) daha iri polen danesine ve daha fazla P/E oranına sahip olduğu görülmüştür. Diğer taraftan, tarımı yapılan bezelyelerin muri ve lumina şekilleri daha küçük iken, yabani bezelyelerin muri ve lumina şekilleri daha büyüktür. Özellikle P. fulvum türünün muri ve lumina sayıları belirgin olarak diğerlerinden çok daha az fakat en büyüktür. Her beş bezelye taksonunun tohum yüzeyi bir birinden farklı desenlerle bezenmiştir. Tarımı yapılan bezelye taksonlarının tohum yüzeyleri daha düz yapıdayken, yabani türlerin siğilli (papillose) olarak bulunmuştur. Tarımı yapılan türlerin bitki boyu, ilk bakla yüksekliği, bakla boyu, baklada dane sayısı, ana dal sayısı yabanilerden daha yüksek değerdedir. PCA analizine göre yabani bezelye türleri tarımı yapılan bezelye türlerinden belirgin şekilde farklıdır. Elde edilen bulgular Pisum L. cinsi için polen özellikleri ve dane yüzeyi yapısı hakkında önemli ve sınıflandırmada kullanışlı bir bilgi kaynağı olmuştur.

Nohutta (Cicer arietinum L.) genom tabanlı ssr markerlerin geliştirilmesi ve yakın akraba türlere aktarılabilirliğinin araştırılması

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.

Cicer arietinum L. ve Cicer reticulatum Ladiz. arasındaki karşılıklı türlerarası melezlerde verim öğeleri ve transgresif açılmaların karşılaştırılması

Yabani Cicer türleri, kültürü yapılan nohuta (Cicer arietinum L.) göre biyotik ve abiyotik streslere daha dayanıklı olarak düşünülmektedir. Yabancı genler, yabani Cicer türlerinden kültür nohutlara aktarılabilir. Fakat türler arası melezlemelerde başarı yalnızca nohuttun yabani iki türü olan C. reticulatum Ladiz ile C. echinospermum P.H. Davis melezlemeleri ile elde edilmiştir. Bu çalışmada, C. arietinum L. (CA 2969) ve C. reticulatum (AWC 613) arasındaki karşılıklı melezlemelerden elde edilen F1, F2 ve F3 popülasyonlarını kullanarak verim kriterleri ve transgressif açılmları karşılaştırmayı amaçladık. F2 ve F3 popülasyonlarında üstün döller için heterosis değerleri bulunmuştur. F3 popülasyonunda, tanımlayıcı istatistik, transgresif açılımlar, korelasyon ve path analizleri, verim ve verim kriterleri için dar anlamda kalıtım dereceleri her iki melez popülasyonununda karşılaştırmak için çalışılmıştır. Aşağıdaki sonuçlar bu çalışmadan elde edilmiştir: (i) Kültürü yapılan nohut, türler arası melezlemelerde ana ebeveyn olarak kullanılmalıdır. (ii) Her iki F2 ve F3 melez popülasyonunda, bitkide dane ve bakla sayısı, dane verimi ve biyolojik verim bakımından üstün döller için hatırı sayılır şekilde heterosis bulunmuştur. (iii) Döllerdeki bazı özelliklerin maksimum değerleri, ebeveyn genotiplerinden daha yüksek bulunmuştur. (iv) Seleksiyon kriterleri arasında önemli farklılıklar olması nedeniyle genetik kazanç mümkün olabilir. (v) Bitkide dane sayısı, bakla sayısı ve biyolojik verim, dane verimi üzerinde doğrudan en yüksek etkisi olan özelliklerdir. (vi) 100-dane ağırlığı çevresel dalgalanmalardan etkilenememesi nedeniyle dar anlamda kalıtım derecesi en yüksek özelliktir. (vii) Önemli derecede verimli (üstün) açılımlar her iki melez kombinasyonunda bulunmuştur. Sonuç olarak, türlerarası melezleme verim ve verim kriterlerini artırmak ve de canlı ve cansız strese karşı dayanıklılığın artırmak için önerilebilir.

Cicer reticulatum Ladizinsky ve C. echinospermum P. H. Davis'in tarımsal ve morfolojik özelliklerinin karşılaştırılması

C. reticulatum Ladiz. ve C. echinospermum P.H. Davis türleri, yalnızca kültürü yapılan nohut (Cicer arietinum L.) ile melezlenmez, fakat aynı zamanda bu türlerin bazı soyları canlı ve cansız streslere dayanıklıdırlar. Ayrıca, bu iki tür nohut ıslah programları için çekici tarımsal-morfolojik özelliklere sahiptirler. C. reticulatum ve C. echinospermum türlerinin gen kaynakları yol, maden, baraj yapımı, aşırı otlatma, meraların sürülmesi ve şehirleşme nedenlerinden dolayı doğal çevrelerinde bazı tehditlerle karşı karşıyadır. Bu türlerin gen kaynakları diğer önemli baklagillerle karşılaştırılınca çok azdır ve gen bankalarında sırasıyla 18 ve 10 orijinal soy ile temsil edilmektedirler. Türkiye'nin Doğu ve Güneydoğu Anadolu Bölgelerinden son zamanlarda önemli miktarda C. reticulatum ve C. echinospermum yeni gen kaynakları toplanmış ancak bu gen kaynakları tarımsal-morfolojik özellikler bakımından henüz değerlendirilmemiştir. Bu yüzden bu çalışma, C. reticulatum ve C. echinospermum'un yeni gen kaynaklarının tarımsal-morfolojik özelliklerini ortaya koymayı ve canlı ve cansız streslere dayanıklılık açısından incelemeyi amaçlamıştır. Bu çalışma Akdeniz Üniversitesi, Antalya, Türkiye'de serada yürütülmüştür. 163 soy C. reticulatum ve 58 soy C. echinospermum'dan olmak üzere toplam 221 soy ayrı sıralarda 2015 ve 2016 yıllarında yetiştirilmiştir. Sıra arası ve sırada bitki arası mesafe sırasıyla 50 cm ve 20 cm'dir. Gen kaynakları damlama sulama ile sulanmış ve hektara 20 kg azot ve 20 kg fosfor şeklinde gübrelenmişlerdir. Yabancı otlar elle temizlenmiştir. Bitki boyu (cm), taç genişliği (cm), bitkide ana dal sayısı, bitkide bakla yasısı, yaprakçık sayısı, tek bitki biyolojik verimi (g), tek bitki dane verimi (g), 100-dane ağırlığı (g), hasat indeksi (%) ve % 50 çiçeklenme gün sayısı verim ve verim kriteri olarak kaydedilmiştir. Verim ve verim kriterleri arasındaki doğrudan ve dolaylı ilişkiler korelasyon, path ve faktör analizleriyle çalışılmıştır. Bitkide ana dal sayısı, bitkide bakla sayısı ve biyolojik verim en çekici tarımsal-morfolojik özellikler olarak dikkat çekmiştir. C. reticulatum ve C. echinospermum'un çekici tarımsal-morfolojik özelliklere sahip olmasından ve canlı ve cansız streslere dayanıklı olduğu tespit edildiği için nohut ıslah programlarında kullanılabileceği önerilmiştir.

Nohutta (Cicer arietinum L.) yabancı ot ilacına (ımıdazolinone) dayanıklılığın kalıtımı

Dünyada nohut (Cicer arietinum L.) üretimini sınırlandıran en önemli canlı stres faktörlerinden biri yabancı otlardır. Yabancı otlar, gerek kışlık gerekse erken nohut ekimlerinde görülen en büyük problemlerden biridir. Kışlık ekilmiş nohut alanlarında yabancı otlar %98'e kadar verim kaybına neden olmaktadır. Yabancı otlar kültürel, biyolojik ve kimyasal yöntemlerle kontrol edilebilmelerine rağmen, çevreyi en iyi koruyan yöntemler kültürel yöntemlerdir. Bununla beraber, kültürel yöntemlerden olan elle yabancı otların çekilmesi ve çapalanması nohut yetiştirilen ülkelerde işgücünün artmasından dolayı özellikle geniş alanlarda pahalı bir uygulamadır. Bunun yerine, nohutta kullanılabilen birçok yabancı ot ilacı (herbisit) vardır. Bunlar ekim öncesi, çıkış öncesi ve çıkış sonrası kullanılmaktadırlar. İlk iki uygulama, sonra çimlenen yabancı otları kontrol etmekte etkili değildirler. Çıkış sonrası kullanılabilen yabancı ot ilaçlarından da nohut olumsuz etkilenmekte ve zarar görmektedir. Yabancı otları kontrol etmede en etkili yöntemlerden biri imidazolinone (IMI) tolerant çeşit kullanmaktır. Acetohydroxyacid sentez (AHAS) olarak bilinen enzim mutasyon ıslahı ve klasik ıslah yaklaşımlarıyla değiştirilerek IMI tolerant çeşitler bulunmaya çalışılmıştır. Mutasyon ıslahıyla, kültürü yapılan nohutla kolay melezlenebilen Cicer reticulatum Ladiz.'de imidazolinone (IMI) dayanıklı özel bir mutant bulunmuştur. Bu çalışmada; (i) Cicer reticulatum'deki bu gen(ler)i kültürü yapılan nohuda aktarmak, (ii) yabancı ot ilacına toleranslılıgın (IMI toleraslılığı) kalıtımını belirlemek, (iii) AHAS ya da ALS (acetolactate synthase) enzimini ve (iv) bazı amino asitleri IMI-hassas ve IMI-toleranslı nohut hatlarında karşılaştırmak amaçlanmıştır. Bu proje, tarla ve sera denemesi olarak iki bölümden oluşmaktadır. Antalya ekolojik koşullarında yürütülen tarla denemesi Antalya ili Aksu ilçesinde bulunan Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü (BATEM) Tarla Bitkileri Bölümünde yürütülmüştür. Cicer arietinum (ACC 1054) (♀), C. reticulatum mutantı (AWC 611HR) (♂), bu anaçlardan elde edilen F1, F2 ve BC1 (ACC 1054 x F1 ve F1 x AWC 611HR) bitkileri bitki materyali olarak kullanılmıştır. Bitkilere fide döneminde önerilen dozda (20 ml/da) litrede 100 g Imazethapyr etkili maddeli herbisit (Pursuit®, BASF) uygulaması yapılmıştır. Herbisit uygulamasından sonra nohutlar herbisite tolerans için 1–3 skalası üzerinden (1 = Toleranslı ve 3 = Hassas) ve fenolojik, morfolojik ve tarımsal karakterler bakımından değerlendirilmiştir. Ayrıca IMI herbisit uygulamasından 7, 14 ve 21 gün sonra klorofil ölçümü yapılmıştır. Bu ölçümler her bitkide ve kontrol grubunda (hiç ilaç uygulanmamış) ayrı ayrı belirlenmiştir. Klorofil ölçümlerinin ardından 10. ve 20. günlerde alınan yaprak örneklerinde lisin, izolösin, valin amino asitlerinin herbisitlere dayanıklılıkla ilişkisi ile toleranslı ve hassas bitkilerde AHAS ya da ALS enzimleri belirlenmiştir. Sera denemesi Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tohumculuk ve Tarımsal Biyoteknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi, Antalya seralarında yürütülmüştür. Serada ana ve baba bitkilerde, seçtiğimiz IMI grubu herbisitin ön denemesi yapılmıştır. Dört ayrı saksıya ana ve babadan üçer tane tohum ekilmiştir. Bitkiler fide dönemine geldiği zaman her genotipten bir saksı kontrol olarak ayrılmıştır. Diğer üç saksının birine önerilen dozun yarısı (10 ml/da), önerilen dozda (20 ml/da) ve önerilen dozun iki katı (40 ml/da) oranında 100 g/L Imazethapyr etkili maddeli herbisit uygulaması yapılmıştır. İlaç uygulamasından sonraki 7. 14. ve 21. günlerde bitkilerdeki değişiklikler gözlemlenmiştir ve klorofil ölçümleri yapılmıştır. Seraya fidelikte çimlendirilen nohut anaçları, melez hatlar (F1, F2), ve geri melez hatları (BC1) dikilmiştir. Dikilen F1 bitkilerinden bir sıraya fide döneminde önerilen dozda (20 ml/da) 100 g/L Imazethapyr etkili maddeli herbisit uygulaması yapılmıştır. Uygulamadan sonra nohutlar herbisite tolerans için 1–3 skalası üzerinden değerlendirilmiştir. Diğer genotipler normal büyüme ve gelişme periyodunu tamamlamıştır. Serada yetiştirilen tüm hatlar fenolojik, morfolojik ve tarımsal karakterler bakımından değerlendirilmiştir. İlaç uygulanan genotiplerde uygulamanın 7., 14. ve 21. günlerinde klorofil ölçümü yapılmıştır. İlaç uygulanmayan bitkilerde de aynı şekilde klorofil ölçümü yapılmıştır. İlaç uygulanan bitkilerde klorofil ölçümlerinin ardından 10. ve 20. günlerde alınan yaprak örneklerinde de lisin, izolösin, valin amino asitleri ve AHAS ya da ALS enzimleri toleranslı ve hassas bitkilerde belirlenmiştir. F1 bitkilerinde melez azmanlığı ya da heterosis (%) belirlenmiştir. Ayrıca bitkide bakla ve dane sayısı ile biyolojik verim ve dane verimi için heterobeltiosis (%) saptanmıştır. F2 bitkilerinde türler arası melezlemeler yapıldığı ve melezlemede mutant bitkiler kullanıldığı için verim ve verim kriterleri bakımından yoğun olarak transgresif açılmalar belirlenmiştir. F1 bitkilerine yabancı ot ilacı uygulamasından sonara bu bitkilerin tamamı öldüğü için IMI dayanıklılıkta rol oynayan gen veya genlerin resesif olduğu sonuçuna varılmıştır. F2 ve geri melez bitkilerdeki IMI toleranslı ya da IMI hassas kontrol eden genlerin stoplazmada değil, hücrede bulundukları sonucuna varılmıştır. IMI dayanıklılığının poligenik olduğu belirlenmiştir. AHAS enzimi, IMI toleranslı nohutlarda, hassaslara göre daha yüksek bulunmuştur. IMI toleranslı nohutlarda klorofil miktarı kontrol grubuna yakın bulunmuştur. IMI hassas bitkilerde ise klorofil miktarında azalma belirlenmiştir. IMI dayanıklı bitkilerde lisin, izolösin ve valin amino asitleri hassas bitkilere oranla daha yüksek bulunmuştur. Bitkilerdeki AHAS seviyesiyle markör destekli seleksiyonun (MAS) kolay bir şekilde yapılabileceği kanısına varılmıştır.