Theses supervised by Prof. Dr. Hakan Özkan
22 theses · Çukurova University
Mercimekte SSR (simple sequence repeat) markörlerinin geliştirilmesi
Bu çalışmada Karacadağ mercimek genotipinin genomik DNA'sı kullanılarak 4 farklı nükleotid motifi (CA, GA, AAC, ATG) ile zenginleştirilmiş genomik kütüphaneler oluşturulmuştur. Oluşturulan genomik kütüphanelerden 432 klon elde edilmiş ve bu klonların sekansı yapılarak, tekrar bölgesi içermeyen ve aynı DNA dizilimine sahip olan klonlar elemine edildikten sonra geriye kalan 322 klonda paket programlar aracılığıyla SSR tekrarları aranmıştır. Bunun sonucunda, 322 klonda 360 SSR bölgesi saptanmış ve bu tekrar bölgelerinin hepsi için primer dizaynı yapılmıştır. Sentezlenen 360 primerden, 220'sinin DNA'ya bağlanma sıcaklığı belirlenmiş ve bağlanma sıcaklığı bilinen 220 primerden 149'u, Türkiye'de yetiştirilen 15 mercimek çeşidinde genetik çeşitlilik analizi yapmak için kullanılmıştır. Kullanılan 149 primerden 78'i mercimek çeşitlerinde birden fazla allel üretmiş, geri kalan 71 primer ise tek allel üretmiştir. Polimorfizm gösteren 78 primer toplam 400 allel üretmiş ve lokus başına düşen ortalama allel sayısı 5.1 olarak bulunmuştur. Primerlerin polimorfizm bilgi içeriği (PBİ) değerleri 0.06 ile 0.89 arasında değişirken, ortalama PBİ değeri 0.58 olarak saptanmıştır. UPGMA tabanlı dendogramda bütün genotipler 2 gruba ayrılmıştır. Elde edilen dendogram analizleri kullanılarak, haritalama populasyonu oluşturmak ve yeni çeşit geliştirmek için kullanılması gereken genotiplerin seçimi mümkün olabilecektir. Geliştirilen SSR markörleri mercimekte mevcut genetik haritaların genişletilmesinde, QTL, MAS ve genetik çeşitlilik gibi çalışmalarda etkin bir şekilde kullanılabilecektir.
Identification of QTL for grain quality traits in durum wheat (Triticum turgidum var. durum L.) mapping population derived from kunduru x Cham1
Very little information exists in the literature concerning the genetic control of quality traits in durum wheat. Most of studies conducted in durum wheat concern with the yield and agronomic traits. Therefore to genetically dissect the quantitative trait loci (QTL) for quality traits in durum wheat is very important to understand their mode of inheritance. A genetic linkage map was constructed based on recombinant inbred lines (RIL) derived from cross between Kunduru X Cham1 population. The map consisted of 396 loci on all chromosomes, which were composed of 213 microsatellite markers, 37 seed storage proteins markers, and 146 AFLPs markers. This map consisted of 14 linkage groups, spanning to a total of 5033.6 cM. Eight SSR primers which were unknown of their chromosomal locations were mapped in different chromosomes in the Kunduru / Cham1 population. Quality traits and QTL analysis were performed for parameters associated with different quality traits of durum wheat using eight different environments/locations. The QTL analysis led to the detection of 93 QTLs. Further quality traits were controlled by at least five or more QTLs, except for ash content, only two QTLs were observed. Also several important and novel genomic regions for durum quality were detected. In addition, some of the QTLs showed pleiotropic effects for different quality traits.The QTL analysis of the different quality traits provided an integrated picture of the genetic basis of durum wheat quality and generated valuable information for durum wheat breeding programs. Important QTLs were identified for marker-assisted selection and are suggested to be used in the durum wheat breeding programs in the Mediterranean region; this is particularly true for the gluten strength and yellow pigment.
SSR markörleri kullanılarak mercimek tür ve çeşitlerinde genetik çeşitliliğe dayalı taksonomik ilişkinin araştırılması
Bu çalışmada dünyanın farklı coğrafik bölgelerinden toplanan ve mercimeğin kültür türüne (Lens culinaris subsp. culinaris) ait 40 genotip ile yabani türlerine ait 130 genotip kullanılarak tür içi ve türler arası genetik çeşitlilik araştırılmış ve filogenetik analizler yapılmıştır. Bu analizlerde, mercimek için yeni geliştirilmiş olan 20 SSR markörü kullanılmış ve her bir markör için polimorfizm bilgi içeriği (PBİ) ve genetik çeşitlilik indeksi (GÇİ) değerleri ile heterozigotluk oranı (HtO) ve allel sayıları (AS) hesaplanmıştır. Bütün lokuslardan elde edilen toplam allel sayısı 223 olarak saptanmış olup, bu allellerden 217 tanesinin polimorfik olduğu saptanmıştır. PBİ değeri 0.14 ile 0.94 arasında değişirken ortalama PBİ değeri 0.72 olarak bulunmuştur. Polimorfik markörlerden elde edilen allel sayısının 2 ile 32 arasında değiştiği ve ortalama allel sayısının 15.5 olduğu saptanmıştır. Markörlerin gösterdiği allelik varyasyonun türlere göre değişiklik gösterdiği ve 20 SSR marköründen 13'ünün türlere özgü bazı alleller ürettiği tespit edilmiştir. Mercimeğe özgü SSR markörlerinin aktarılabilirlik oranının L. culinaris subsp. orientalis alt türünde en yüksek (%85.1) ve L. nigricans türünde en düşük (%31.4) olduğu bulunmuştur. Genetik yakınlık değerlerine göre oluşturulan NeighborNet grafiğinde, çalışmada kullanılan mercimek genotiplerinin 6 gruba ayrıldığı, L. culinaris subsp. culinaris ve L. culinaris subsp. orientalis alt türlerine ait genotiplerin aynı grupta yer alırken, diğer türlerin ise ayrı ayrı gruplarda yer aldığı gözlenmiştir. Elde edilen genetik yakınlık değerlerine göre, kültür türüne en yakın türün L. orientalis, en uzak türün ise L. nigricans olduğu tespit edilmiştir. L. orientalis'den sonra kültür türüne en yakın yabani türlerin sırasıyla, L. ervoides, L. odemensis, L. tomentosus ve L. lamottei olduğu gözlenmiştir.
Türkiye orijinli yabani gernik buğday (Triticum turgidum subsp. dicoccoides) popülasyonlarının agro-morfolojik ve moleküler karakterizasyonu
Bu çalışmada, Türkiye'nin Güneydoğu Anadolu Bölgesi'ndeki üç alt bölgeden (Doğu-1, Batı-1, Batı2) toplanmış 38 adet yabani gernik buğday popülasyonundan seçilen 176 genotipte popülasyon içi ve popülasyonlar arası genetik çeşitliliğini belirlemek için morfolojik özellikler incelenmiş ve SSR markörleri ile moleküler karakterizasyon yapılmıştır. İncelenen T.dicoccoides popülasyonlarının; bitki boyu, üst boğum uzunluğu, bayrak yaprak uzunluğu ve alanı, en üst kılçık uzunluğu, başakçıktaki 4. çiçekte kılçık uzunluğu, en alt kılçık uzunluğu, başakçık uzunluğu ve genişliği, kavuz uzunluğu, kavuz kalınlığı ve yüksekliği, lemma uzunluğu ve genişliği, kapçık uzunluğu ve genişliği, anter uzunluğu ve genişliği ve bin dane ağırlığı bakımından geniş bir varyasyon gösterdiği ve ortaya çıkan varyasyonun direk amaca uygun ıslah çalışmalarında kullanılmasının yararlı olacağı sonucuna varılmıştır. T.dicoccoides genotiplerinde 16 adet SSR primer çiftinin allelik varyasyonu incelenmiştir. Moleküler analizlerde yabani gernik buğday popülasyonları birbiriyle karşılaştırıldığında; en uzak Doğu-1 ve Batı-2 popülasyonları (0.727), en yakın Batı-1 ve Batı-2 populasyonları (0.800) arasında olduğu saptanmıştır. AMOVA (moleküler varyans analizi) sonuçlarına göre tüm genotipler arasında %85 ve üç coğrafik bölgeye ayrılan (Doğu-1, Batı-1ve Batı-2) populasyonların arasındaki genotiplerde varyasyonun %15 olduğu saptanmıştır. SSR verileri kullanılarak UPGMA metoduna göre yapılan dendrogramda iki ana grup oluştuğu, Doğu-1 bölgesindeki populasyonların Batı-1 ve Batı-2 bölgesinden toplanan populasyonlara genetik olarak uzak bulunduğu tespit edilmiştir. Batı-1 ve Batı-2 bölgesinden toplanan populasyonların genetik olarak ta yakın bulunduğu saptanmıştır.
Türkiye orijinli yerel bezelye (Pisum sativum L.) genotiplerinin agro-morfolojik ve moleküler karakterizasyonu
Bu çalışmada Türkiye'nin farklı bölgelerinden toplanmış 96 adet yerel bezelye genotipi hem agro-morfolojik olarak hem de moleküler olarak karakterize edilmiştir. Agro-morfolojik olarak bezelye genotipleri incelendiğinde; bezelye genotiplerinin bitki boyu, bitkide dal sayısı, bitkide bakla sayısı, bakla uzunluğu, baklada tane sayısı, biyolojik verim, bitkide tohum sayısı, ilk bakla yüksekliği, çiçeklenme süresi, 100 tohum ağırlığı ve bakla kıvrım derecesi bakımından geniş bir varyasyon gösterdiği saptanmıştır. Bezelye genotipleri 19 SSR primer çifti ile moleküler olarak karakterize edilmiş ve çalışmada kullanılan 19 SSR primer çiftinden 17'sinin polimorfik olduğu belirlenmiştir. Çalışma sonunda polimorfizm bilgi içeriğinin (PBİ) 0.45 ile 0.91 arasında değiştiği ve ortalama 0.62 olduğu, allel sayısının 6 ile 29 arasında değiştiği ve ortalama 12.42 olduğu saptanmıştır. SSR verileri kullanılarak UPGMA metoduna göre yapılan dendrogramda bezelye genotiplerinin A ve B olmak üzere iki ana gruba ayrıldığı, bezelye genotiplerinin toplanma yerine göre herhangi bir grup oluşturmadığı saptanmıştır. Bu çalışma sonucunda, ülkemizdeki yerel bezelye genotiplerinin genetik varyasyonunun oldukça yüksek olduğu ve bezelye ıslahında farklı amaçlar için kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Yabani arpa popülasyonları ve bazı arpa çeşitlerinin agro-morfolojik ve moleküler karakterizasyonu ile kalite özellikleri ve çinko eksikliğine toleranslarının saptanması
Bu araştırmada, Doğu Akdeniz ve Güneydoğu Anadolu Bölgesinden toplanmış olan 16 adet yabani arpa popülasyonu ve 26 adet kültür arpa çeşidini içeren toplam 242 genotip morfolojik ve moleküler olarak karakterize edilmiş, seçilen bazı yabani arpa genotipleri ve arpa çeşitlerinin kalite özellikleri incelenmiş ve çinko eksikliğine karşı toleransları test edilmiştir. İncelenen morfolojik özellikler bakımından hem yabani arpa genotiplerinde ve hem de kültür arpa çeşitlerinde genetik varyasyon bulunmuştur. Yabani arpa genotipleri ve arpa çeşitler kalite özellikleri bakımından değerlendirildiğinde, ham protein oranı bakımından hem arpa çeşitlerinde hem de yabani arpa genotiplerinde varyasyon olduğu, hektolitre ve bindane ağırlığının yabani arpalarda düşük olduğu saptanmıştır. Genotiplerin çinko eksikliğine karşı toleranslarının saptanması amacıyla çalışmada, yabani arpa genotipleri içinde Zn eksikliğine karşı hem toleranslı hem de duyarlı genotiplerin bulunduğu, ancak kültür arpa çeşitlerinde böyle bir durumun olmadığı belirlenmiştir. 45 adet SSR primer çifti kullanılarak yapılan moleküler analiz sonucu tüm genotipler arasında % 74, populasyonlar arasında % 23, genotipler içerisinde ise % 3 varyasyon bulunduğu saptanmıştır. UPGMA yöntemine göre yapılan dendrogramda A ve B olmak üzere iki ana grup oluşmuş ve A grubunda kültür arpa çeşitleri ile B grubunda yabani arpa genotipleri birbirlerinden ayrılmıştır. Çalışma sonucunda ülkemiz orijinli yabani arpa genotiplerinin incelenen özellikler bakımından geniş varyasyona sahip olduğu ve bu varyasyonun arpa ıslahında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Safranda SSR (Simple sequence repeat) DNA markörlerinin geliştirilmesi ve yakın akraba türlere aktarılabilirliğinin araştırılması
Bu çalışma safran için SSR markörlerini geliştirmek ve bu markörlerin safranın yakın yabani akrabalarına aktarılabilirliğini araştırmak amacıyla yürütülmüştür. Safranbolu bölgesinden toplanmış safran genotipine ait DNA kullanılarak farklı tekrar motifleriyle zenginleştirilmiş dört adet genomik kütüphaneden toplam 528 adet klon sekanslanmış, 350`sinde (%66.3) tekrar motifi belirlenmiş ve 235 adet (%67.1) klon için SSR primer çifti dizayn edilmiştir. Gradient PCR analizi sonucunda, 188 adet SSR primerinin (% 80.0) DNA`ya optimum bağlanma sıcaklığı belirlenmiş olup, 128 adet SSR primer çifti 27 adet safran genotipinde genetik çeşitliliği araştırmak için kullanılmıştır. Polimorfik bulunan 21 adet (%16,4) SSR primer çifti 27 adet safran genotipinde toplam 78 adet bant üretmiş, bunlardan 52 tanesi polimorfik bulunmuştur. Polimorfizm Bilgi İçeriği 0.071 ile 0.499 arasında değişmiş olup, ortalama 0.211 olarak bulunmuştur. Geliştirilen 138 adet SSR primer çiftinden; 114 tanesinin C.asumaniae`da, 129 tanesinin C.cartwrightianus`da, 121 tanesinin C. pallasi x C. mathewi`de, 124 tanesinin C. mathewi`de, 122 tanesinin C. pallasii ssp. pallasii`de, 122 tanesinin C. pallasii ssp. turcicus`da, 120 tanesinin C. pallasii ssp. dispathaceus`a PCR ürünü verdiği saptanmıştır. Crocus serisine ait taksonlarda yapılan filogenetik analiz sonucunda, kültürü yapılan safran genotiplerine en yakın yabani türün C. cartwrightianus olduğu belirlenmiştir. Geliştirilen SSR primer çiftlerinin hem safran bitkisinde genetik çeşitliliğin belirlenmesinde hem de Crocus serisinin filogenetik ve evrimsel çalışmalarında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Genome wide association mapping (GWAS) for important agronomic and quality traits in durum wheat (Triticum durum L.)
Agro-morphological, agronomical and quality characteristics are the important traits for durum wheat. Understanding the genetic control of those traits can help breeders to develop varieties with improved characteristics. Fourteen of the above-mentioned characteristics were investigated in 130 durum wheat genotypes, which were divided into four groups, showing a wide range and significant variation. Variance analysis showed significant differences for most of the studied traits. Significant correlations were also observed between those traits. Analysis of molecular variance (AMOVA) revealed that there was variation within and among the groups of the genotypes studied. The weighted Neighbor-joining tree confirmed the groups identified in the PCoA, showing high and wide diversity in the durum genotypes. Structure analysis revealed that the studied genotypes were divided into five groups with respect to the number of tree clusters. The mixed linear model used for accurate marker trait associations revealed that 92 of the 144 MTAs (marker-trait associations) were major MTAs, of which two were significantly associated with plant height (PH) and (vitreous kernel count) VKC. Pleiotropic effects were found in the MTAs. Taken together with the published genetic results, the MTAs determined in this study could be the targets of marker-assisted selection to improve many traits in durum wheat.
Mercimekte (Lens culinaris) SSR ve SNP markörleri kullanarak doymuş genetik harita oluşturulması ve bazı agromorfolojik özellikler ile ilişkili kantitatif özellik bölgelerinin belirlenmesi
Bu araştırma, mercimek bitkisinde SNP/DaRT ve SSR DNA markörlerini kullanarak doymuş genetik harita elde etmek ve mercimekte bazı bitkisel özellikleri kontrol eden kantitatif özellik bölgelerini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Araştırmada, Karacadağ x Silvan kırmızı mercimek melezlemesinden geliştirilen 144 adet rekombinant kendilenmiş hat ve anaçlar kullanılarak 2014-2015 yetiştirme sezonunda Adana, 2015-2016 yetiştirme sezonunda ise Adana (taban ve kıraç) ve Sivas çevresinde tesadüf parselleri deneme desenine göre denemeler kurulmuştur. Bağlantı haritası elde etmek için yapılan moleküler analizler sonucunda 24 adet SSR ve 2287 SNP ve DArT DNA markörüne (toplam 2311 DNA markörü) sahip, markörler arası uzunluğu 0.40 cM/Markör, toplam uzunluğu ise 1041.3 cM olan ve 7 adet bağlantı grubu içeren genetik bağlantı haritası elde edilmiştir. Dört farklı çevrede incelenen agro-morfolojik karakterler ve elde edilen genetik bağlantı haritası kullanılarak yapılan kantitatif özellik bölgeleri (QTLs) belirleme analizleri sonucunda, incelenen agro-morfolojik özellikler için toplam 57 adet QTL bölgesi belirlenmiştir. Bu araştırmada saptanan QTL bölgelerinin mercimek ıslahında Marköre Dayalı Seleksiyon ıslahında etkin olarak kullanılabilmesi için önce doğrulamanın yapılması, doğrulama yapıldıktan sonra ise bu QTL bölgelerinin doğrudan mercimek ıslahında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Ekmeklik buğdayda (Triticum aestivum L.) bazı agro morfolojik ve kalite özelliklerinin tanımlanması ve bu özelliklerle ilgili gen bölgelerinin allelik varyasyonlarının belirlenmesi
Bu çalışma, ülkemizde farklı zamanlarda tescil ettirilmiş olan 124 adet ekmeklik buğday çeşidinin hem agro-morfolojik olarak hem de fonksiyonel DNA markörlerinin kullanılmasıyla moleküler olarak karakterize edilmesi amacıyla yürütülmüştür. Bu amaçla, ekmeklik buğday çeşitleri 5 farklı çevrede yürütülen tarla denemelerinde agro-morfolojik özellikler açısından incelenmiştir. Ayrıca, 92 adet fonksiyonel DNA markörü kullanılarak 124 adet ekmeklik buğday çeşidinde DNA analizleri yapılmıştır. Adaptasyon, kalite, biotik ve abiyotik faktörlere dayanıklılık ve agro-morfolojik özelliklerle ilgili 73 lokustaki genler için fonksiyonel DNA markörleri kullanılarak yapılan analiz sonucunda; Türkiye'de 1930'lardan günümüze yetiştirilen ekmeklik buğday çeşitlerinde, bazı önemli gen bölgelerinin allelik formunda, örneğin kısa boyla ilişkili allellerin, başaklanma süresinde erkencilik sağlayan allellerin ve başakta dane ağırlığına katkıda bulunan allellerin frekanslarında pozitif yönde değişimler olduğu saptanmıştır. Bu çalışma sonucu, ülkemizde 1931-2017 yılları arasında yapılmış olan buğday ıslahının hem agro-morfolojik hem de moleküler seviyede bir fotoğrafı çekilmiş, ilerleyen yıllarda, özellikle küresel iklim değişikliğinin bir tehdit olarak belirlendiği günümüzde ıslah programlarının amaca uygun olarak yeniden kısa, orta ve uzun vadeli olarak yeniden planlanması gerektiği sonucuna varılmıştır.
Ayçiçeğinde kendilenmiş hatların morfolojik ve moleküler yöntemlerle karakterizasyonu
Bu araştırma, Amerikan gen bankası ve değişik kaynaklardan temin edilen 96 adet kendilenmiş ayçiçeği genotipinin agro-morfolojik özellikler, kalite özellikleri ve moleküler açıdan tanımlanması amacıyla yürütülmüştür. Denemeler, 2015 yetiştirme sezonunda iki lokasyonda (Doğankent/Adana ve Ceyhan/Adana) Agumented Deneme Desenine göre kurulmuştur. İki lokasyondan incelenen agro-morfolojik ve kalite özelliklerine ait veriler kullanılarak yapılan varyans analizi sonucu, test edilen genotipler arasında incelenen özellikler açısından istatistiki olarak önemli farklılıkların bulunduğu saptanmıştır. Genotiplerin DNA seviyesindeki farklılıklarının belirlenmesi için ISSR DNA markör tekniği kullanılmıştır. 16 adet ISSR primeri kullanılarak yapılan analizler sonucunda, ISSR primeri başına ortalama 14.63 adet bant elde edilmiş ve skorlanan tüm bantlar polimorfik olarak bulunmuştur. ISSR verileri kullanılarak hesaplanan Dice genetik uzaklık değeri 0.1447 ile 1.000 arasında değişmiştir. Bu veriler kullanılarak yapılan UPGMA analizi sonucunda, incelenen ayçiçeği genotiplerinin üç ana gruba ayrıldığı, birinci grupta 59, ikinci grupta 34 ve üçüncü grupta ise 3 genotip yer aldığı belirlenmiştir. Birinci grup kendi içerisinde I-A, I-B ve I-C olmak üzere üç alt gruba ayrılmıştır. Araştırma bulguları, incelenen ayçiçeği genotipleri arasında çok önemli morfolojik ve tarımsal farklılıkların var olduğunu ve çalışma kapsamında kullanılan bazı genotiplerin ayçiçeği ıslah programında kullanılma potansiyellerinin bulunduğunu göstermiştir. Moleküler çalışma sonuçları, ISSR markörlerinin ayçiçeği genotipleri arasındaki genetik ilişkinin belirlenmesinde etkin bir şekilde kullanılabileceğini ve bu kapsamda ortaya çıkan yeni bilgilerin ileride yapılacak ıslah çalışmalarına çok önemli bilimsel katkılar sağlayacağını ortaya koymuştur.
Siyez buğday (Triticum monococcum) ıslahında kullanılabilecek gen kaynaklarının agro-morfolojik ve moleküler karakterizasyonu
Bu çalışma 90 adet siyez buğday genotipini hem fenotipik hem de genotipik olarak karakterize etmek amacıyla yapılmıştır. Araştırma ile ilgili tarla denemeleri, farklı ülkelerden toplanmış toplam 90 adet siyez buğday genotipi kullanılarak 2016-2017 ve 2017-2018 yılları olmak üzere iki yetiştirme sezonunda tesadüf blokları deneme desenine göre Çukurova koşullarında yürütülmüştür. Siyez buğday genotiplerinde yapılan DNA analizleri sonucunda kromozom lokasyonu tespit edilmiş 1219 adet SNP markörü belirlenmiştir. Bu markörlerle yapılan dendograma göre, incelenen 90 genotip üç ana gruba ayrılmıştır. Bu grupların oluşmasında siyez buğday genotiplerinin orijininin bir etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Aynı zamanda incelenen siyez buğday genotiplerinin bazılarının genetik olarak birbirleri ile benzer olduğu belirlenmiştir. İncelenen siyez genotiplerinin agro-morfolojik karakterizasyonu için; bitki boyu, üst boğum arası uzunluğu, başak uzunluğu, başakta başakçık sayısı, başakta dane sayısı ve başak verimi gibi bitkisel özellikler incelenmiş ve elde edilen veriler tesadüf blokları deneme desenine göre analiz edilmiştir. Araştırma sonucunda 90 siyez buğday genotipinden 64 adedinin Çukurova koşullarında yetişebileceği belirlenmiştir. Elde edilen veriler değerlendirildiğinde, incelenen siyez buğday genotiplerinin üst boğum arası uzunluğu, başak uzunluğu, başakta başakçık sayısı, başakta dane sayısı ve başak verimi özellikleri bakımından geniş bir varyasyona sahip olduğu belirlenmiştir. Elde edilen fenotipik ve genotipik veriler değerlendirildiğinde, incelenen genotiplerin siyez buğday ıslahında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Bazı ekmeklik buğday çeşitlerinin fonksiyonel DNA markörleri ile karakterizasyonu
Ekmeklik buğday ıslahında gen kaynaklarının moleküler olarak karakterize edilmesi oldukça önemlidir. Özellikle bu bilgilerin bilinmesi, yapılacak ıslah çalışmalarının başarısını artıracaktır. Bu çalışmada, 63 fonksiyonel DNA markörü kullanılarak, 54 hekzaploid Türk ve yabancı orijinli buğday çeşidi moleküler olarak karakterize edilmiştir. Bu araştırmada; adaptasyon, kalite, biyotik ve abiyotik faktörlere dayanıklılık sağlayan gen bölgeleri ile ilişkili 63 adet fonksiyonel DNA markörü kullanılmış ve çeşitler arasındaki gen bölgelerinin allelik durumları ve allellerin frekans değerleri saptanmıştır. İncelenen gen bölgeleri bakımından, çeşitler arasında önemli genetik farklılıkların olduğu belirlenmiştir. Araştırma bulgularına dayanılarak, incelenen ekmeklik buğday çeşitlerinin buğday ıslah programlarında farklı amaçlar için kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Siyez buğdayında bazı agro-morfolojik özellikleri kontrol eden kantitatif özellik bölgelerinin ((QTLs) haritalanması
Bu çalışma, siyez buğdayında (Triticum monococcum ssp. monococcum) bazı agro-morfolojik özellikleri kontrol eden kantitatif özellik bölgelerini (QTLs) haritalamak amacıyla yürütülmüştür. Bu amaçla, ID1623 ve MONLIS melez kombinasyonundan elde edilen ve tek tohum soy yöntemine göre F8 kademesine getirilmiş 151 adet rekombinant kendilenmiş hat ve anaçlar 2017-2018 ve 2018-2019 yetiştirme sezonunda Adana ve Konya lokasyonlarında tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak ekilmiştir. Genetik bağlantı haritası oluşturmak için, 23.981 adet SilicoDArT, 27.221 adet SNP ve 200 adet SSR markörünün bulunduğu ham veri setinden duplike olan, anaçlarda polimorfizm göstermeyen ve düşük allel frekansına sahip markörler (<0.05) çıkarıldıktan sonra toplamda 787 adet SilicoDArT, 865 adet SNP ve 16 SSR markörü kullanılmıştır. Araştırma sonucunda, 1668 adet SilicoDArT, SNP ve SSR markörü, 7 kromozom üzerinde, toplam 741 lokusta haritalanmış, ortalama 1.59 cM yoğunluğa sahip ve 1158.54 cM uzunluğunda bir genetik harita elde edilmiştir. Agro morfolojik özelliklere ait fenotipik veriler ve elde edilen genetik bağlantı haritası kullanılarak, Multiple QTL Mapping yöntemine göre yapılan QTL analizleri sonucunda, 7 kromozom üzerinde toplam 76 adet QTL bölgesi tanımlanmıştır. 1A, 2A, 5A ve 7A kromozomları üzerinde, başaklanma süresi (3), bitki boyu (2), üst boğum arası uzunluğu, başak uzunluğu (2), başakta dane sayısı (2) başak verimi (2) ve bin dane ağırlığı ile ilişkili en az iki çevrede tespit edilen toplam 13 adet stabil QTL saptanmıştır. Oluşturulan genetik harita üzerinde tespit edilen QTL bölgelerinin doğrulandıktan sonra siyez ve diğer buğday türlerinde marköre dayalı ıslah çalışmalarında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Yabani makarnalık buğdayda (Triticum dicoccoides) DNA metilasyon çeşitliliğinin MSAP (methylation-sensitive amplification polymorphism) tekniğine göre saptanması
Bu çalışma, "Verimli Hilal" bölgesinin farklı bölgelerinden toplanmış olan yabani gernik buğday (T. dicoccoides) genotiplerinde DNA Metilasyon varyasyonunu MSAP tekniği ile tanımlamak, bu varyasyonun yabani gernik genotiplerinin toplandığı bölgelere göre değişip değişmediğini belirlemek ve DNA metilasyonunun makarnalık buğdayın evriminde nasıl bir rol oynadığını saptamaya çalışmak amacıyla yürütülmüştür. Çalışmada 87 adet yabani gernik genotipi ve 3 adet makarnalık buğday genotipi kullanılmıştır. Genomik DNA'nın metilasyon modelini belirlemek için 3 adet MSAP primer kombinasyonu kullanılmıştır. Thalos transpozon elementini çevreleyen 'CCGG' bölgelerinin metilasyon modelini belirlemek için 1 adet TMD (Transposon-Methylation Display) primer kombinasyonu kullanılmıştır. Farklı ülke orjinli yabani gernik popülasyonlarının ortalama metilasyon seviyelerinin birbirine yakın olduğu belirlenmiştir. Yabani gernik popülasyonunun makarnalık buğday popülasyonuna göre daha fazla metilasyon seviyesine sahip olduğu saptanmıştır. Genomik DNA'nın ve Thalos transpozon elementinin incelenen metilasyon seviyesi ve modeli bakımından geniş varyasyon gösterdiği saptanmıştır. Bu araştırmada genomik DNA ve transpozon metilasyonunun genellikle orijinlerine özgü olduğu ve yabani buğdayların kültür buğdaylarına göre daha yüksek metilasyon seviyesi ortaya koyduğu saptanmıştır. Bazı genotiplerin toplandıkları orijinlerinden bağımsız metilasyon modelleri sergileyebildiği, özellikle farklı metilasyon seviyesi ve modeline sahip genotiplerin farklı çevre şartları altında epigenetik yanıtın gen fonksiyonlarını nasıl düzenlendiğinin anlaşılması ile ilgili yapılacak araştırmalarda önem arz ettiği sonucuna varılmıştır.
ID432xID347 siyez buğday (Triticum monococcum L. ssp monococcum) melez kombinasyonunda genetik haritanın oluşturulması ve dane özellikleri ile ilişkili kantitatif özellik bölgelerinin tanımlanması
Bu çalışma, siyez buğdayında (Triticum monococcum L. ssp. monococcum) dane özellikleri ile ilişikili kantitatif özellik bölgelerini (QTLs) haritalamak amacıyla yapılmıştır. Bu amaçla, ID432 ve ID347 melez kombinasyonundan elde edilen ve tek tohum soy yöntemine göre F8 kademesine getirilmiş 135 adet rekombinant kendilenmiş hat ve anaçlar 2018-2019 yetiştirme sezonunda Adana lokasyonunda tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak ekilmiştir. Genetik bağlantı haritası oluşturmak için toplamda 2888 DNA markörü kullanılmıştır. Araştırma sonucunda, 2888 adet SilicoDArT ve SNP markörü, 7 kromozom üzerinde, toplam 563 lokusta haritalanmış, ortalama 1.93 cM yoğunluğa sahip ve 1089.49 cM uzunluğunda bir genetik harita oluşturulmuştur. İncelenen dane özellikleri ile ilgili olarak dane daireselliği (CS) için 21 adet, dane uzunluk/genişlik oranı (LWR) için 20, uzunluk ve genişlik kesişimi ile ağırlık merkezi arasındaki mesafe (DS) için 18, bin dane ağırlığı (TGW) için 18, dane uzunluğu (L) için 16 adet, dane alan büyüklüğü (AS) için 1 adet DNA markörü P <.00001 seviyesinde önemli bulunmuştur. Dane genişliği (W) ile ilgili olarak herhangi bir DNA markörü tespit edilememiştir. SNP207 nolu markörün incelenen AS, CS, DS, L, LWR, PL ve TGW özellikleri için önemli olduğu belirlenmiştir. Bunun dışında 11 adet SNP markörünün ise CS, DS, L, LWR, PL ve TGW özellikleri için önemli olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak siyez buğdayında dane iriliğini kontrol eden iki adet QTL bölgesinin olduğu, bunlardan ilkinin 3A kromozomunun 130 ile 1147 cM arasında bulunduğu, diğerin ise 6A kromozomu üzerinde 39 ile 51 cM arasında bulunduğu belirlenmiştir. Bu araştırma kapsamında elde edilen sonuçlara dayanılarak, belirlenen kantitatif özellik bölgelerinin doğrulanması ve bu bölgelerin siyez ve diğer buğday ıslahı çalışmalarında kullanılabilirliği ile ilgili ileride yapılacak çalışmalarda önem arz ettiği sonucuna varılmıştır.
Geçmişten günümüze ülkemizde tescil edilmiş olan bazı ekmeklik buğday çeşitlerinin kalite ve agromorfolojik özelliklerinin belirlenmesi
Bu çalışma, 144 adet ekmeklik buğday çeşidinin agromorfolojik, dane ve kalite özelliklerini araştırmak amacıyla yapılmıştır. Denemeler 2019-2020 ve 2020-2021 buğday yetiştirme sezonlarında Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Araştırma ve Uygulama alanında alfa latis deneme desene göre iki tekerrürlü olarak kurulmuştur. İncelenen tüm özellikler bakımından yapılan varyasyon analizi sonuçları, incelenen ekmeklik buğday çeşitleri arasında istatistiki olarak önemli farklılıkların olduğunu göstermiştir. İki yıllık verilere göre; başaklanma süresinin 70.5 ile 113 gün, başaklanma-erme süresinin 32 ile 83 gün, dane veriminin 206.7 kg/da ile 950 kg/da, bindane ağırlığı 24.73 ile 52.10 g, dane alan büyüklüğünün 12.3 mm2, ile 25 mm2, dane çevre uzunluğunun 14.86 mm ile 19.72 mm, dane uzunluğunun 5.565 mm ile 7.885 mm, dane genişliğinin 2.450 mm ile 3.715 mm, dane uzunluk/genişlik oranının değerinin 1.785 ile 2.735, dane daireselliğinin 0.615 ile 0.759, danede uzunluk ve genişlik kesişimi ile ağırlık merkezi arasındaki uzaklık oranının 0.315 ile 0.785, ham protein oranının %11.5 ile %19.73, rutubet oranının %11.13 ile %12.45, danede nişaşta oranının %62.93 ile %70.43, yaş gluten oranının %24.30 ile %43.58, alveograf enerji değerinin 197.7 ile 513.3, zeleny sedimantasyon değerinin 33.47 ml ile 94.88 ml, hektolitre ağırlığının 67.18 kg/hl ile 85.63 kg/hl, dane sertlik oranının % 20.05 ile % 95.30 arasında değiştiği saptanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre incelenen ekmeklik buğday kolleksiyonunun incelenen özellikler bakımından ekmeklik buğday ıslahında amaca göre kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Evaluation of drought tolerance of Triticum araraticum and Triticum timopheevii: A neglected GGAA genome
Wheat is an essential cereal crop, and its production is limited by several biotic and abiotic stress factors, specifically drought. Climate change and depletion of groundwater due to erratic rainfalls have increased the severity and intensity of drought stress. Genetic erosion in domesticated wheat and increased drought stress highlight the need to evaluate the potential of wheat wild relatives. Thus, two different approaches, i.e., a PEG-induced drought stress experiment at the seedling stage and a two-year field experiment under rainfed conditions, were conducted in the molecular genetics lab and research and application area of the Field Crops Department of Çukurova University, respectively, to decipher the potential of an overlooked GGAtAt genome of Triticum araraticum. A panel of 90 Triticum araraticum genotypes was used in both experiments 15 Triticum dicoccoides genotypes, and five commercial cultivars of durum wheat were used in the drought stress experiment for comparison. The findings of the seedling stage experiment revealed that drought stress significantly affected all the studied traits, with the maximum effect on mean seminal root length (42.26%), followed by shoot length and total root length (40.34 and 40.32, respectively) and the minimum effect on total root number (9.50%). On the other hand, the results of the field experiment revealed significant variations among genotypes for all the traits under investigation, while the genotypic response for most of the traits was constant in response to the change in environment. The results revealed valuable genetic diversity among the genotypes that can be used in wheat breeding programs. Moreover, based on the results of the seedling stage experiment, some promising T. araraticum genotypes (TR60, TR14, TR41, TR1, TR45, TR62, TR103, TR96, TR38, TR97, TR55, TR30, TR7) were identified and it was observed that T. araraticum showed comparable performance with T. dicoccoides. Therefore, it is concluded that T. araraticum holds significant potential for drought stress tolerance in wheat and should be utilized in wheat breeding programs to develop drought-tolerant wheat cultivars. Keywords: Drought stress, Wheat, Triticum araraticum, Shoot length, Total root length
Çukurova koşullarında bazı soya genotiplerinin verim ve kalite özelliklerinin belirlenmesi
Soya fasulyesi (Glycine max (L.) Merr.), yüksek protein ve yağ içeriği sayesinde insan beslenmesinde, hayvan yemi üretiminde ve endüstriyel hammaddede küresel ölçekte stratejik öneme sahip bir kültür bitkisidir. Gıda güvenliği, sürdürülebilir tarım ve artan endüstriyel talepler doğrultusunda, soya üretiminin artırılması ve yüksek verimli çeşitlerin geliştirilmesi kaçınılmaz hale gelmiştir. Bu doğrultuda, bu çalışmanın amacı, 2022 ve 2023 yıllarında Çukurova koşullarında ikinci ürün olarak yetiştirilen 144 soya genotipinin verim ve kalite özelliklerini belirlemek ve bunların soya ıslah programlarında kullanılabilirliğini ortaya koymaktır. İki yıl 12 x12 alfa latis deneme desenine göre iki tekerrürlü olarak yürütülen tarla denemeleri sonucunda, bitki boyu, dal ve bakla sayısı, çiçeklenme ve olgunlaşma süreleri gibi özellikler açısından genotipler arasında anlamlı varyasyonlar tespit edilmiştir. Tane verimi bakımından yapılan değerlendirmelerde, 2022 yılında K15-1874 genotipi (489,29 kg/da) ve 2023 yılında B-2/27 genotipi (323,21 kg/da) en yüksek verim değerlerini göstermiştir. Protein oranı açısından, PG3208 genotipinin her iki yılda da en yüksek protein içeriğine sahip olduğu belirlenmiştir. Yağ oranı bakımından ise K17-6484 ve HA8/14 genotiplerinin umut vadettiği gözlemlenmiştir. Çiçeklenme ve olgunlaşma süreleri, dal ve bakla sayısı, bitki boyu, protein oranı ve hektolitre ağırlığı gibi agromorfolojik ve kalite özellikleri arasında, yıllara bağlı olarak istatistiksel açıdan anlamlı ve pozitif korelasyonlar saptanmıştır. Çalışma sonucunda, yerli soya ıslahı için amaca uygun bir çekirdek koleksiyon oluşturulduğu ve bu koleksiyon içindeki bazı genotiplerin, özellikle verim, protein ve yağ oranı gibi özellikler açısından soya ıslahında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Özellikle, soya gen kaynaklarının geliştirilmesi ve çeşitlendirilmesi amacıyla bu tür çalışmaların süreklilik arz etmesi gerektiği vurgulanmıştır. Anahtar kelime: Soya, adaptasyon, verim, kalite, Çukurova
Yabani gernik (Triticum dicoccoides) ve makarnalık (Triticum durum) buğdayları kullanarak sentetik ekmeklik buğday genotiplerinin sentezlenmesi
Bu çalışma, yabani gernik buğdayı (Triticum dicoccoides) ve makarnalık buğday (Triticum durum) genotipleri ile Aegilops tauschii arasında gerçekleştirilecek melezlemelerle sentetik ekmeklik buğday hatlarının geliştirilmesi amacıyla yürütülmüştür. Çalışma, 2023–2024 ve 2024–2025 yetiştirme sezonlarında yürütülmüş ve melezlemeler tarla koşullarında yapılmıştır. 2023-2024 yetiştirme sezonunda, yabani gernik × Ae. tauschii arasında 55 farklı kombinasyon gerçekleştirilmiştir. Bu kombinasyonlarda toplam 1253 çiçek melezlenmiş ve 28 tohum elde edilmiştir; bunlardan 14 bitki elde edilmiştir. Sera koşullarında yetiştirilen bitkilerde kromozom katlanması başarıyla gerçekleştirilememiştir. Aynı yıl, makarnalık buğday × Ae. tauschii melezlemelerinde 14 kombinasyonda 838 çiçek melezlenmiş, 56 tohum ve bu tohumlardan 14 bitki elde edilmiştir. 'Aeuro × TOWWC0022' kombinasyonunda kromozom katlanmasıyla tohum elde edilmiştir. 2024-2025 yetiştirme sezonunda, yabani gernik × Ae. tauschii kombinasyonlarında 1053 çiçek melezlenmiş ve 26 tohum elde edilmiş, makarnalık buğday × Ae. tauschii kombinasyonlarında ise 812 çiçek melezlenmiş 42 tohum elde edilmiştir. Her iki gruptan toplam 38 bitki yetişmiş, tohum elde etme başarı oranları %1.9 ile %33.3 arasında değişmiştir. İki yıllık veriler birlikte değerlendirildiğinde, yabani gernik ile gerçekleştirilen melezlemelerde toplam 103 kombinasyon için 2306 çiçek melezlenmiş, 54 tohum ve 28 bitki elde edilmiştir. Ancak sentetik ekmeklik buğday genotipi elde edilememiştir. Makarnalık buğday ile yapılan 29 kombinasyonda 1650 çiçek melezlenmiş, 98 tohum ve 38 bitki elde edilmiş; yalnızca 'Aeuro × TOWWC0022' kombinasyonunun bir bitkisinde kromozom katlanması sağlanabilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre, sentetik ekmeklik buğday elde etmek için hem yabani gernik hem de makarnalık buğdayın anaç olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. Ancak, bu tür çalışmaların mutlaka kontrollü koşullarda yürütülmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Sentetik buğday, Aegilops tauschii, Triticum dicoccoides, melezleme
Çukurova koşullarında farklı ekim sıklıklarında yetiştirilen bazı ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) çeşitlerinin verim ve kalite özellikleri üzerine bir araştırma
Bu araştırma, 2024-2025 yetiştirme periyodunda Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü Araştırma ve Uygulama arazisinde, tesadüf bloklarında bölünmüş parseller deneme deseni kullanılarak üç tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Çalışmada, dört adet ekmeklik buğday çeşidinin (Adana-99, Özkan, Gökkan ve Ahsen) beş farklı ekim sıklığında (350, 450, 550, 650 ve 750 tohum/m²) yetiştirilmesiyle elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Araştırmada; metrekarede bitki, sap ve başak sayısı; bitkide sap ve bitkide başak sayısı; başaklanma-erme süresi; başaklanma süresi; bitki boyu; başak uzunluğu; başakta başakçık ve başakta dane sayısı; başakta dane ağırlığı; bin dane ağırlığı ve dane verimi ile kalite parametreleri olarak danede hektolitre ağırlığı, danede rutubet oranı, danede nişasta oranı, danede protein oranı, sedimantasyon değeri, yaş gluten oranı, alveo değeri ve sertlik oranı incelenmiştir. Sonuçlar, metrekarede bitki, sap ve başak sayısının ekim sıklığına bağlı olarak istatistiksel açıdan önemli düzeyde arttığını göstermiştir. Bitkide sap ve başak sayısı ise ekim sıklığından önemli ölçüde etkilenmiş, ancak artan sıklıkla azalma eğilimi göstermiştir. Başaklanma süresi ile başaklanma-erme süresi çeşitlere göre anlamlı bulunurken; ekim sıklığı açısından istatistiksel olarak önemsiz tespit edilmiştir. Bitki boyu açısından çeşit ve ekim sıklığı faktörleri anlamlı farklılık oluşturmamıştır. Başak uzunluğu ve başakta başakçık sayısı, çeşit ve ekim sıklığı bakımından anlamlı bulunmuş ve ekim sıklığı arttıkça bu değerlerde azalma gözlenmiştir. Başakta dane sayısı ve başakta dane ağırlığı ise çeşit ve ekim sıklığı açısından önemli bir farklılık göstermemiştir. Bin dane ağırlığı ve dane verimi de benzer şekilde istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Kalite parametreleri incelendiğinde, ekim sıklığı ve çeşit parametresinin protein oranı, rutubet oranı, yaş glüten oranı, sedimantasyon değeri ve alveo değeri üzerinde anlamlı bir etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Hektolitre ağırlığı, nişasta ve sertlik değerlerinde ise çeşitler arasında istatistiksel açıdan anlamlı farklar tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Ekmeklik buğday, ekim sıklığı, verim, kalite
1BL.1RS translokasyonuna sahip Mv179 ekmeklik buğday hattının 1RS kromozom kolunun sekanslanması ve 1RS kromozom kolu için DNA markörlerinin geliştirilmesi
Çavdar (Secale cereale L.) 1RS kromozom kolu, ekmeklik buğdayda (Triticum aestivum L.) hastalık dayanımı, verim ve stres toleransı açısından önemli bir gen kaynağıdır. Bundan dolayı bu çalışmanın amacı, Kriszta çavdar çeşidi kökenli 1BL.1RS translokasyonuna sahip Mv179 ekmeklik buğday hattının 1RS kromozom kolunu sekanslamak, bu bölgeyi buğday ve çavdar genomlarıyla karşılaştırmak ve 1RS koluna özgü DNA markörleri geliştirmektir. Bu kapsamda Mv179 1BL.1RS kromozomu "de novo" sekans birleştirme (de novo assembly), tekrar analizi, homoloji karşılaştırmaları, varyant çağırımı ve fonksiyonel anotasyon basamaklarını içeren bütüncül bir yaklaşımla ayrıntılı olarak karakterize edilmiştir. Elde edilen bulgular, 1RS kısa kolunun yüksek oranda LTR retrotranspozon içeren heterokromatik yapısını koruduğunu ve Ty3/Gypsy ile Ty1/Copia süper ailelerinin bu bölgede baskın olduğunu göstermiştir. Homoloji ve anotasyon analizleri, 1BL.1RS kromozomunda hem buğday 1B hem de çavdar 1R kromozomlarından taşınan, metabolik süreçler, sinyal iletimi, stres yanıtı ve savunma mekanizmalarıyla ilişkili geniş bir gen repertuvarının yer aldığını ortaya koymuştur. NLR genlerinin filogenetik analizi, Mv179 1BL.1RS kromozomunun 1 RS bölgesindeki birçok genin çavdar NLR genlerine ve bilinen dayanıklılık genlerine (ör. Lr21, Pm2, Sr21, Lr34, Yr36, Pm21, Sr35, Sr50) filogenetik olarak yakın konumlandığını göstermiştir. Bu sonuç, 1RS kolunda yeni dayanıklılık allellerinin bulunabileceğini göstermiştir. Mv179 1RS bölgesine özgü varyantlara dayanarak geliştirilen 30 adet InDel primeri çiftinin 24'ü güvenilir bulunmuş, bu markörlerin 18'i genetik çeşitliliği belirlemede ve 6'sı yalnızca 1BL.1RS translokasyonunun doğrulanmasında etkili olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma ile 1RS kromozomunun sekans bilgisi elde edilmiş, bu bölgenin abiyotik ve biyotik stres faktörleri karşısında buğday ıslahında kullanılabilirliği değerlendirilmiş ve bu gen kaynağının ekmeklik buğday ıslahı programlarında hızlı ve etkin biçimde değerlendirilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.