Seri 82 × B35 Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Melez Popülasyonunda F4 Bireylerinin Fonksiyonel DNA Markörleri İle Değerlendirilmesi

Bilge Kübra Koçyiğit; İlker Yüce; Tuğba Başkonuş; Tevrican Dokuyucu; Aydın Akkaya; Ziya Dumlupınar

doi:10.18016/ksutarimdoga.vi.752972

EN TR

Evaluation of F4 Individuals Belong to Seri 82 × B35 Bread Wheat (Triticum aestivum L.) Cross Population Using Functional DNA Markers

Abstract

Yellow rust disease commonly observed in wheat production causes serious grain yield losses. In this study, F4 plants obtained from crossing between bread wheat landrace B35 known as tolerant to stripe rust and cv. Seri 82 known as susceptible to stripe rust, and their parents were used. Genotypes were characterized with allele specific markers for gluten strength (Glu-B1), vernalisation (Vrn-A1), dwarfing (Rht8, tall Rht-B1a & Rht-D1a and short RhtB1b &Rht-D1b), high protein ratio (Gpc-B1), grain hardness, stripe rust (Yr51), stem rust (Sr49), rye translocation and waxy (Wx-A1) genes. Thirty-nine polymorphic bands were obtained from 16 DNA markers for wheat genotypes, the average allele number was determined as 2.4 and the average polymorphism information content (PIC) was calculated as 0.52. The highest allelic marker was VRN1AF (vernalisation) with 6 alleles and the lowest allelic markers were Sun104 (stem rust) and UHW89 (high protein ratio) with only one allele. Stripe rustYr51 (Sun104 marker) in Seri 82×B35-1 and 5 genotypes, stem rust Sr49 (Sun479) in Seri 82×B35-1, 2, 3, 4, 5 and 6 genotypes, (Sun209 marker) in Seri 82 and B35 genotypes, dwarfing genes Rht-B1b (BF-MR1 marker) in Seri 82×B35-1, 2, 3, 4, 5 and 6 genotypes, Rht-D1a (DF2-WR2 marker) in Seri 82×B35-2, 3, 4 and 6 genotypes, Rht8 (WMS261 marker) in Seri 82×B35-2, 3, 4 and 6 genotypes and rye translocation genes (NOR marker) in Seri 82×B35-2, 3 and 4 genotypes and (RIS marker) in Seri 82, B35, Seri 82×B35-1, 2, 3, 4, 5 and 6 genotypes were identified. A dendrogram created from DNA markers showed that Seri 82 and B35 genotypes were found 54% similar to F4 individuals, while Seri 82 × B35-3 and 4 genotypes were the most similar genotypes with 95%.

Keywords

Seri 82 × B35 Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Melez Popülasyonunda F4 Bireylerinin Fonksiyonel DNA Markörleri İle Değerlendirilmesi

Öz

Buğday üretiminde yaygın olarak görülen sarı pas hastalığı önemli verim kayıplarına yol açmaktadır. Bu çalışmada, sarı pasa dayanıklı B35 yerel ekmeklik buğday genotipi ile hassas olan Seri 82 çeşidinin melezlenmesi sonucunda elde edilen F4 bitkileri ve ebeveynler kullanılmıştır. Genotipler gluten mukavemeti (Glu-B1), vernalizasyon (Vrn-A1), bodurluk (Rht8, uzun Rht-B1a & Rht-D1a ve kısa RhtB1b &Rht-D1b), yüksek protein oranı (Gpc-B1), dane sertliği, sarı pas (Yr51), kara pas (Sr49), çavdar translokasyonu ve mumsuluk (Wx-A1) özelliklerine ait allel spesifik markörler ile karakterize edilmiştir. Buğday genotiplerinde 16 DNA marköründen 39 adet polimorfik bant elde edilmiş, ortalama allel sayısı 2.4, ortalama polimorfizm bilgi içeriği (PIC) değeri 0.52 olarak tespit edilmiştir. En yüksek bant sayısı (6) VRN1AF marköründe, en düşük bant sayısı (1) Sun104 ve UHW89 markörlerinde elde edilmiştir. Sarı pasa dayanıklılık geni Yr51 (Sun104 markörü) Seri 82×B35-1 ve 5, kara pasa dayanıklılık geni Sr49 (Sun479 markörü) Seri 82×B35-1, 2, 3, 4, 5 ve 6, (Sun209 markörü) Seri 82 ve B35, bodurluk genleri RhtB1b (BF-MR1 markörü) Seri 82×B35-1, 2, 3, 4, 5 ve 6, Rht-D1a (DF2-WR2 markörü) Seri 82×B35-2, 3, 4 ve 6, Rht8 (WMS261 markörü) Seri 82×B35-2, 3, 4 ve 6, çavdar translokasyon genleri (NOR markörü) Seri 82×B35-2, 3 ve 4, (RIS markörü) Seri 82, B35, Seri 82×B35-1, 2, 3, 4, 5 ve 6 genotiplerinde tespit edilmiştir. DNA markörlerine göre yapılmış olan dendrogram, ebevynlerin F4 bireylerine benzerliğinin % 54 oranında olduğunu, Seri 82×B35-3 ve 4 genotiplerinin % 95 oranıyla birbirine en benzer genotipler olduğunu ortaya koymuştur.

Anahtar Kelimeler

Supporting Institution

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Yönetimi Birimi

Project Number

2017/1-1 YLS

Thanks

Bu çalışma Bilge Kübra KOÇYİĞİT’in 2019 yılında tamamlanan “Seri 82 × B35 Melez Popülasyonunda F4 Bireylerinin Fonksiyonel DNA Markörlerleri İle Değerlendirilmesi” isimli yüksek lisans tezinden üretilmiştir. Diğer yazarlar da materyalin melezlenmesi ve F4 kademesine getirilmesi aşamalarında katkı sunmuşlardır. Yazarlar ayrıca Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Yönetim Birimine de finansal destekleri için teşekkür eder (Proje No: 2017/1-1 YLS).

References

Aydemir G, Dumlupinar Z, Yüce I, Baskonus T, Sunulu S, Gungor H 2020. Evaluation of Individuals Obtained from B28×Kunduru-1149 Reciprocal Cross Population by Functional Markers. KSU J. Agric Nat 23 (4):1005-1011.
Bansal UK, Muhammad S, Forrest KL, Hayden MJ, Bariana HS 2015. Mapping Of A New Stem Rust Resistance Gene Sr49 İn Chromosome 5B of Wheat. Theoretical And Applied Genetics, 128: 2113-2119.
Dice LR 1945. Measures of The Amount of Ecologic Association Between Species. Ecology, 26, S. 297-302.
Dumlupınar Z, Jellen EN, Bonman JM, Jackson EW 2016. Genetic Diversity And Crown Rust Resistance Of Oat Landraces From Various Locations Throughout Turkey. DOI: 10.3906/Tar-1509-43, Turk J Agric For 40: 262-268.
Fu YB, Peterson GW, Chong J, Fetch T, Wang ML 2007. Microsatellite Variation in Avena sterilis Oat Germplasm. Theor Appl Genet 114: 10229-11038.
Gul’tyaeva EI, Kanyuka IA, Alpat’eva NV, Baranova OA, Dmitriev AP, Pavlyushin VA 2009. Molecular Approaches in Identifying Leaf Rust Resistance Genes in Russian Wheat Varieties. Russian Agricultural Sciences, 35(5): 316-319.
Güngör H 2019. Allelic Variations And Agronomic Comparisons of Durum Wheat Cultivars Under East-Mediterranean Conditions International Journal of Agriculture And Biology 21(4):891-898 Doı: 10.17957/Ijab/15.0972.
Güngör H, Dumlupınar Z 2019. Bolu Koşullarında Bazı Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Çeşitlerinin Verim, Verim Unsurları ve Kalite Yönünden Değerlendirilmesi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 6(1): 44-51.

He X, Bjornstad A 2012. Diversity of North European Oat Analyzed by SSR, AFLP And Dart Markers. Theor Appl Genet 125: 57-70.
Kekilli Ö 2019. Bazı Makarnalık Buğday Çeşitlerinin Allel Spesifik DNA Markörlerle Karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi Kahramanmaraş, S 30.
Kiraz H, Yüce İ, Kaya E, Kekilli Ö, Ocaktan H, Topsakal M, Gürocak NY, Osanmaz H, Kılınç FM, Başkonuş T, Dumlupınar Z 2019. Characterization of M3 Mutants of Seri 82 Bread Wheat Cultivar Using Functional Markers. BSJ Agri, 2(4): 194-202.
Koebner RMD 1995. Generation of PCR-Based Markers For The Detection of Rye Chromatin in A Wheat Background. Theoretical And Applied Genetics, 90(5): 740-745.
Korzun V, Roder MS, Worland AJ, Borner A 1997. Intrachromosal Mapping of The Genes For Dwarfing (Rht12) And Vernelisation Response (Vrn1) in Wheat By Using RFLP And Microsatellite Markers. Plant Breeding 116: 227-232.
Leisova L, Kucera L, Dotlacil L 2007. Genetic Resources of Barley And Oat Characterized by Microsatellites. Czech J Genet Plant 43: 97-104.
Leisova L, Ovesna J 2001. The Use of Microsatellite Analysis For The Identification of Wheat Varieties. Czech J Genet Plant 116: 227-232.
Li YC, Fahima T, Peng JH, Roder MS, Kirzhner VM, Beiles A, Korol AB, Nevo E 2000. Edaphitic Microsatellite DNA Divergence in Wild Emmer Wheat, Triticum dicoccoides, At A Microsite: Tabigha, Israel. Theor. Appl. Genet. 101: 1029–1038.
Medini M, Hamze S, Rebai A, Baum M 2005. Analysis of Genetic Diversity in Tunisian Durum Wheat Cultivars And Related Wild Species By SSR And AFLP Markers. Genet Resour Crop Ev 52: 21-31.
Montilla-Bascon G, Sanchez-Martin J, Rispail N, Rubiales D, Mur L, Langdon T, Grifftihs I, Howarth C, Prats E 2013. Genetic Diversity And Population Structure Among Oat Cultivars And Landraces. Plant Mol Biol Rep 31: 1305-1314.
Nersting LG, Andersen SB, Von Bothmer R, Gullord M, Jorgensen RB 2006. Morphological And Molecular Diversity of Nordic Oat Through One Hundred Years of Breeding. Euphytica 150: 327-337.
Oliver RE, Obert DE, Hu G, Bonman JM, O’Leary-Jepsen E, Jackson EW 2010. Development of Oat-Based Markers From Barley And Wheat Microsatellites. Genome, 53(6): 458-471.
Özberk İ, Zencirci N, Özkan H, Özberk F, Eser V 2010. Dünden Bugüne Makarnalık Buğday Islahı ve Geleceğe Bakış. Makarnalık Buğday ve Mamulleri Konferansı, 17-18 Mayıs, 2010.
Özcan B 2008. Kendilenmiş Monoik Atlantik Sakızı Popülasyonunda Genetik Haritalama İçin Polimorfik Yöntem ve Markörlerin Belirlenmesi. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoteknoloji Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 68s.
Randhawa M, Bansal U, Valarik M, Klocova B, Dolezel J, Bariana H 2014. Molecular Mapping of Stripe Rust Resistance Gene Yr51 in Chromosome 4AL of Wheat. Theoretical And Applied Genetics, 127: 317-324.
Richmond TA, Somerville CR 2001. Integrative Approaches to Determining CSL Function. Plant Mol. Biol 47: 131-143.
Rohlf FJ 2005. NTSYS-Pc: Numerical Taxonomy And Multivariate Analysis System Version 2.2. Setauket, Exeter Publishing, New York, USA.
Roussel V, Leisova L, Exbrayat F, Stenho Z, Bal-Fourier F 2005. SSR Allelic Diversity Changes in 480 European Bread Wheat Varieties Released From 1840 To 2000. Theor Appl Genet 111: 162-170.
Weir BS 1996. Genetic Data Analysis II: Methods for Discrete Population Genetic Data. Sinauer Associates, Inc., Sunderland., MA.
Yakışır E 2015. Bazı Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Genotiplerinin Kurağa Karşı Tepkilerinin SSR Markörleri ile Belirlenmesi. Tezi. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi Konya. S 56.
Yüce İ 2018. Karakılçık M4 Bireylerinde Hastalık ve Kalite ile İlgili Allellerin Moleküler Analizlerle Tespiti. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi Kahramanmaraş. S. 29.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Agricultural, Veterinary and Food Sciences

Journal Section

Research Article

Authors

Bilge Kübra Koçyiğit
0000-0002-8595-6452
Türkiye

İlker Yüce
0000-0002-9761-3561
Türkiye

Tuğba Başkonuş
0000-0002-0744-6086
Türkiye

Tevrican Dokuyucu
0000-0002-7704-6790
Türkiye

Aydın Akkaya
0000-0001-9560-1922
Türkiye

Ziya Dumlupınar ^*
0000-0003-3119-6926
Türkiye

Publication Date

June 30, 2021

Submission Date

June 15, 2020

Acceptance Date

October 26, 2020

Published in Issue

Year 2021 Volume: 24 Number: 3

DOI

https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.752972

IZ

https://izlik.org/JA76XZ78JM

Cite

RIS / Bibtex

APA

Koçyiğit, B. K., Yüce, İ., Başkonuş, T., Dokuyucu, T., Akkaya, A., & Dumlupınar, Z. (2021). Seri 82 × B35 Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Melez Popülasyonunda F4 Bireylerinin Fonksiyonel DNA Markörleri İle Değerlendirilmesi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım Ve Doğa Dergisi, 24(3), 586-593. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.752972

Cited By

Yurtdışı ve Türkiye Kaynaklı Yerel Ekmeklik ve Makarnalık Buğday Genotiplerinin Hastalıklara Dayanıklılık ve Kalite Yönünden Fonksiyonel Markörler İle Karakterizasyonu

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi

https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.901758

Evaluation of Agronomic Traits and Allele Specific DNA Markers Related to Some Disease and Quality Traits in Mutant Karakılçık M4 Individuals

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi

https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.1120224

Karahan-99 × BW3 Ekmeklik Buğday Popülasyonu F4 Bireylerinin Allelik Varyasyonunun DNA Markörleri ile Belirlenmesi

Ziraat Mühendisliği

https://doi.org/10.33724/zm.1373298

Zenit×B27 Makarnalık Buğday Popülasyonunun SSR Markörleriyle Moleküler Karakterizasyonu

Ziraat Mühendisliği

https://doi.org/10.33724/zm.1375967

Characterization of some local and commercial bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes with allele-specific DNA markers

Frontiers in Life Sciences and Related Technologies

https://doi.org/10.51753/flsrt.1459502