Pamukta (Gossypium hirsutum L.) yüksek sıcaklık stresine toleranslık/dayanıklılık ile ilişkili DNA markörlerinin belirlenmesi

Bu çalışmada özellikle ülkemiz orjinli ve tescilli pamuk çeşitleri başta olmak üzere yurt içi ve yurt dışı kaynaklı 94 adet pamuk (Gossypium hirsutum L.) genotipi, çiçeklenmenin yoğun olduğu dönemde kesintisiz 96 saat alçak tünel içerisine alınmıştır. Stres öncesi ve sonrası olmak üzere fenotipik ve genotipik verilerden yararlanılarak pamukta sekanslama yoluyla genotipleme (GBS) ile elde edilen SNP'ler ile yüksek sıcaklık stresine tolerant markörlerinin ilişkilendirme haritalaması yöntemiyle belirlenmesi ve yüksek sıcaklık stresine tolerant yönünden markör destekli seleksiyonun mümkün kılınması araştırılmıştır. Çalışma, 2020 yılı pamuk üretim sezonunda GAPUTAEM deneme alanında Augmented deneme desenine göre 4 bloklu olarak yürütüldü. Çiçeklenme döneminde tüm bloklar aynı gün ikişerli olmak üzere 4 günlüğüne alçak tünel içerisine alınarak, Yüksek Sıcaklık Şok Uygulaması (YSŞU) oluşturuldu. Araştırmada Hücre Membran Hasarı (RCI) (%), Yaprak Sıcaklığı (YS) (°C), Yaprak SPAD İndeks Değeri (YSPAD), Silkme Oranı (SO) (%) ve Polen Canlılık (PC) (%) parametreleri stres öncesi ve stres sonrası olmak üzere 5 adet parametre fenotipik yönüyle irdelenmiştir. Ayrıca bu fenotipik parametrelerden yararlanılarak GBS yöntemiyle elde edilen 6670 (MAF<0.05) adet güçlü SNP markörleri arasında ilişkilendirme analizleri yapılmıştır. YSŞU öncesi ve sonrası dönemlerde alınan fenotipik gözlemlerin değerlendirilmesi sonucunda hücre membran termostabilitesine ilişkin RCI (%) yönüyle; 51 adet pamuk genotipi RCI (%) değerleri bakımından Hassas; 30 adet Orta Tolerant ve 13 adet pamuk genotipi ise Tolerant grupta yer almıştır. YS indeks özellikleri yönüyle; 39 adet pamuk genotipi Hassas, 52'si Orta Tolerant ve 3 adet pamuk genotipi ise Tolerant sınıfında yer aldığı saptanmıştır. YSPAD indeks değerleri bakımından 38 adet pamuk genotipinin Hassas, 54 adet Orta Tolerant ve 2 adet pamuk genotipinin ise Tolerant grup içerisinde yer aldığı tespit edilmiştir. SO özelliği bakımndan uygulanan kıymetlendirme sonucunda 40 adet pamuk genotipinin Hassas, 51'nin Orta Tolerant ve 3 adet pamuk genotipinin ise Tolerant grupta yer aldığı saptanmıştır. PC özelliği bakımından indeks değerleri incelendiğinde ise 54 adet apmuk genotipinin Hassas, 36 tane Orta Tolerant ve 4 adet pamuk genotipin ise Tolerant grupta yer aldığı tespit edilmiştir. İlişkilendirme analizleri (Association Mapping) sonucunda genel linear model (GLM) ve karışık linear model (MLM) yöntemlerince pamuğun 26 adet farklı kromozomlarında 149 adet kantitatif özellik lokusu (QTL) tespit edilmiştir. İncelenen RCI (%) özelliğine ilişkin yüksek sıcaklığa dayanıklılık/toleranslık ile ilişkili GLM ve MLM yöntemlerine göre pamuğun farklı kromozomlarında 23 SNP markörün olduğu, bu markörlerden 2'sinin her iki yöntemce -Log10(P-Değeri)>2.5'a göre oldukça önemli olduğu tespit edilmiştir. YS ilişkin yüksek sıcaklığa dayanıklılık/toleranslık ile ilişkili farklı kromozomlarda 36 adet markör tespit edilmiş olup, her iki yöntemce -Log10(P-Değeri)>2.5' olasılığına göre 10 adet markörün oldukça önemli olduğu tespit edilmiştir. YSPAD indeks değerlerine ilişkin yüksek sıcaklığa dayanıklılık/toleranslık ile ilişkili GLM ve MLM yöntemlerine göre farklı kromozomlarda olmak üzere 27 adet markör tespit edilmiş olup, her iki yöntemce -Log10(P-Değeri)>2.5 olasılığına göre 6 adet markörün oldukça önemli olduğu tespit edilmiştir. SO indeks değerlerine ilişkin yüksek sıcaklığa dayanıklılık/toleranslık ile ilişkili her iki yöntemince farklı kromozomlarda olmak üzere 20 adet markör belirlenmiş, her iki yöntemce -Log10(P-Değeri)>2.5'a göre 3 adet markörün oldukça önemli olduğu saptanmıştır. PC indeks değerlerine ilişkin yüksek sıcaklığa dayanıklılık/toleranslık ile ilişkili GLM ve MLM yöntemlerine göre pamuğun farklı kromozomlarında 10 adet markör belirlenmiş, bu markörlerden 3 tanesinin her iki yöntemce -Log10(P-Değeri)>2.5 olasılığına göre oldukça önemli olduğu tespit edilmiştir. Bu araştırma sonucunda yüksek güvenirlilik değerlerine sahip SNP markörleri ve tespit edilen gen eşleşmelerinin doğruluğu farklı çalışmalarda teyit edildikten sonra, yüksek sıcaklığa dayanıklılık/toleranslık için markör destekli seleksiyon (MAS) mümkün olacaktır. Ayrıca çalışmada yüksek sıcaklığa dayanıklılık/toleranslık ile ilişkili incelenen özellikler bazında tolerant olarak tespit edilen pamuk genotipleri yüksek sıcaklık stresi ıslah çalışmalarına ışık tutacaktır.