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

Ayşenur Uysal; Ziya Dumlupınar

doi:10.18016/ksutarimdoga.vi.901758

EN TR

Characterization of Foreign and Turkish Originated Bread and Durum Wheat Landraces by Disease Resistance and Quality Using Functional Markers

Abstract

In the study, 59 wheat genotypes (55 bread and 4 durum wheat) were screened for stripe rust, leaf rust, stem rust, powdery mildew, fusarium head blight, high protein content, gluten strength and thousand kernel weight traits by 14 simple sequence repeats (SSR) markers. According to the results, high protein content allele Gpc-B19 (UHW89 primer) was identified in all genotypes, while leaf rust resistance allele Lr34 (XGWM130 primer) detected in 16 genotypes and the XGWM129 primer related with fusarium head blight resistance determined in four genotypes. The yellow rust resistance alleles Yr15 (XGWM18 primer) was detected in 17 genotypes and Yr45 (XGWM47 primer) identified in 17 genotypes, while stem rust resistance allele Sr49 (Sun479 and Sun 209 primers) detected in 19 and 33 genotypes respectively. In the research, 14 SSR markers produced 68 alleles across the wheat genotypes. The average allele number per marker was determined as 4.78 and the average polymorphism information content (PIC) value was calculated as 0.57. Two main groups were obtained according to the dendrogram created using molecular data. The first group consisted of only three genotypes (B27, B35 and B37), while the second group had the remaining 56 genotypes. The genetic distance of wheat genotypes was changed from 33% to 94% and B15 and B33 genotypes were the most similar genotypes with 94% similarity.

Keywords

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

Öz

Bu çalışmada 59 buğday (55 ekmeklik ve 4 makarnalık) genotipi sarı pas, kahverengi pas, kara pas, külleme ve fusarium başak yanıklığı hastalıklarına dayanıklılık genleri ile yüksek protein, gluten mukavemeti ve bin tane ağırlığı gibi kalite özellikleri ile ilgili allele özel 14 basit dizi tekrarları (SSR) primeri ile taranmıştır. Araştırma sonuçlarına göre, yüksek protein Gpc-B19 alleli (UHW89 primeri) 59 genotipte, kahverengi pas Lr34 alleli (XGWM130 primeri) 16 genotipte, fusarium başak yanıklığına dayanıklılık alleli (XGWM129 primeri) dört genotipte, sarı pasa dayanıklılık alleli Yr15 (XGWM18 primeri) 17 genotipte, Yr45 alleli (XGWM47 primeri) 17 genotipte, kara pasa dayanıklılık alleli Sr49 (Sun479 ve Sun209 primeri) sırasıyla 19 ve 33 genotipte istenilen bant uzunluğunu vermiştir. Araştırmada, 14 SSR markörü buğday genotiplerinde toplam 68 adet allel üretmiştir. Ortalama allel sayısı 4.78, ortalama polimorfizm bilgi içeriği (PIC) 0.57 olarak hesaplanmıştır. Moleküler veriler kullanılarak elde edilen dendrograma göre iki ana grup oluşmuştur. Birinci grup sadece üç genotipten (B27, B35 ve B37) meydana gelirken, geri kalan 56 genotip diğer ana grupta yer almıştır. Buğday genotiplerindeki genetik mesafe % 33 ile % 94 arasında değişirken, B15 ile B33 genotipleri arasındaki genetik benzerlik % 94 olarak tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Thanks

Bu çalışma Ayşenur UYSAL’ın 2019 yılında tamamlanan “Yurtdışı ve Türkiye Kaynaklı Yerel Ekmeklik ve Makarnalık Buğday Genotiplerinin Fonksiyonel Markörler İle Karakterizasyonu” isimli yüksek lisans tezinden üretilmiştir.

References

Akkaya A 1994. Buğday Yetiştiriciliği Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Ziraat Fakültesi Genel Yayın No:1, Ders Kitabı No:1, Kahramanmaraş S 225.
Altınbaş M, Tosun M, Yüce S, Konak C, Köse E, Can R 2004. Ekmeklik Buğdayda (Triticum aestivum L.) Tane Verimi Ve Bazı Kalite Özellikleri Üzerinde Genotip ve Lokasyon Etkileri. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 41(1):65-74.
Aydemir G, Dumlupinar Z, Yüce I, Baskonuş 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.
Aydın N, Mut Z, Bayramoğlu HO, Özcan H 2005. Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Çeşit ve Hatlarının Karadeniz Koşullarında Verim ve Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. Tarım Bilimleri Dergisi 11(3):257-262.
Bansal UK, Muhammad S, Forrest KL, Hayden MJ, Bariana HS 2015. Mapping of A New Stem Rust Resistance Gene Sr49 in Chromosome 5B of Wheat. Theoretical And Applied Genetics 128: 2113-2119.
Blum A 1986. Breeding Crop Varieties for Stress Environments. Critical Reviews in Plant Sciences 2:199-237.
Butow BJ, Ma W, Gale KR, Cornish GB, Rampling L, Larroque O, ... Békés F 2003. Molecular Discrimination of Bx7OE Alleles Demonstrates That A Highly Expressed High-Molecular-Weight Glutenin Allele Has A Major Impact on Wheat Flour Dough Strength. Theoretical and Applied Genetics 107(8):1524-1532.
Büyükakkaşlar M, Yüce İ, Başkonuş T, Dokuyucu T, Akkaya A, Dumlupınar Z 2020. Makarnalık Buğday (Triticum durum Desf.) B27 × Ege 88 Resiprokal Melez Popülasyonunda F4 Kuşağının Allele Özgü Markörlerle Değerlendirilmesi. KSÜ Tarım ve Doğa Derg 23(6): 1647-1655.

Cheng X, Chai L, Chen Z, Xu L, Zhai H, Zhao A, ... Ni Z 2015. Identification And Characterization of A High Kernel Weight Mutant Induced by Gamma Radiation in Wheat (Triticum aestivum L.). BMC Genetics 16(1):1-9.
Çay F 2020. Sentetik Hekzaploid Buğday Hatları ve Ekmeklik Buğday Genotiplerinin Morfolojik ve Moleküler Karakterizasyonu. Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı, Doktora Tezi, 157 sy.
Dumlupinar Z, Brown R, Campbell R, Jellen EN, Anderson J, Bonman JM, ... Jackson E 2016. The Art of Attrition: Development of Robust Oat Microsatellites. Plant Breeding 135(3):323-334.
Dice LR 1945. Measures of The Amount of Ecologic Association Between Species. Ecology 26:297-302.
Distelfeld A, Uauy C, Fahima T, Dubcovsky J 2006. Physical Map of The Wheat High‐Grain Protein Content Gene Gpc‐B1 and Development af A High‐Throughput Molecular Marker. New Phytologist, 169(4):753-763.
Erekul O, Öncan F, Erkul A, Yavaş İ, Şengün B, Koca YO 2005. İleri Ekmeklik Buğday Hatlarında Verim Ve Bazı Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. Türkiye 6. Tarla Bitkileri Kongresi, 5-9 Eylül, Cilt 1:111-116, Antalya
FAO 2019a. Türkiye’nin Biyoçeşitliliği: Genetik Kaynakların Sürdürülebilir Tarım ve Gıda Sistemlerine Katkısı. Ankara. 222 sy. Licence: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.
FAO 2019b. Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Organizasyonu. FAOSTAT http://www.fao.org/ faostat/en/ [Erişim Tarihi: 15.03.2021]
Güngör H, Başal H, Yüce İ, Kekilli Ö, Akçadağ M, Dumlupınar Z 2018. Genetic Analysis of Some Yield Associated Traits of F3 Segregating Population of Bread Wheat. Fresenius Environmental Bulletin, 27(7):4857-4866.
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.
Koçyiğit BK, 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 ile Değerlendirilmesi. KSÜ Tarım ve Doğa Derg 23 (4) : 586-593.
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.
Landjeva S, Korzun V, Börner A 2007. Molecular Markers: Actual And Potential Contributions To Wheat Genome Characterization And Breeding. Euphytica 156:271–296.
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.
Li, XP, Lan SQ, Zhang YL, Liu YP 2010. Identification of Molecular Markers Linked To The Genes For Purple Grain Color in Wheat (Triticum aestivum L.). Genetic Resources and Crop Evolution 57(7):1007-1012.
Li Q, Chen XM, Wang MN, Jing JX 2011. Yr45, A New Wheat Gene For Stripe Rust Resistance on The Long Arm of Chromosome 3D. Theor Appl Genet 122:189-197.
Liu S, Anderson JA 2003. Marker Assisted Evaluation of Fusarium Head Blight Resistant Wheat Germplasm. Crop Science 46(3): 760-766.
Lowe I, Jankuloski L, Chao S, Chen X, See D, Dubcovsky J 2011. Mapping And Validation of QTL Which Confer Partial Resistance To Broadly Virulent Post-2000 North American Races of Stripe Rusti Hexaploid Wheat. Theor Appl Genet 123:143-157.
Mackill DJ, Nguyen HT, Zhang J 1999. Use of Molecular Markers in Plant Improvement Programs for Rainfed Lowland Rice. Field Crop Res 64:177-185.
Mut Z, Aydın N, Özcan H, Bayramoğlu HO 2005. Orta Karadeniz Bölgesinde Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Genotiplerinin Verim ve Bazı Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. GOP Üni. Ziraat Fak. Dergisi 22 (2): 85-93.
Mut Z, Bayramoğlu HO, Özcan H 2007. Bazı Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Genotiplerinin Verim ve Başlıca Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. OMÜ Ziraat Fakültesi Dergisi 22(2):193-201.
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 43-66 sy. 17-18 Mayıs, 2010 Şanlıurfa.
Pehlivan A, İkincikarakaya S 2017. Makarnalık Buğdayda Kalite Islahı Çalışmaları. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi 26(1):127-151.
Rohlf FJ 2005. NTSYS-Pc: Numerical Taxonomy And Multivariate Analysis System Version 2.2. Setauket, Exeter Publishing, New York, USA.
Röder MS, Korzun V, Wendehake K, Plaschke J, Tixier MH, Leroy P, Ganal MW 1998. A Microsatellite Map of Wwheat. Genetics 149 (4): 2007-2023.
Serfling A, Kopahnke D, Habekuss A, Novakazi F, Ordon F 2016. Wheat Diseases: An Overview in Achieving Sustainable Cultivation of Wheat, © Burleigh Dodds Science Publishing Limited Cambridge UK. 33 sy.
Suwarno WB, Pixley KV, Palacios-Rojas N ve ark. 2015 Genome-wide Association Analysis Reveals New Targets for Carotenoid Biofortification in Maize. Theor Appl Genet 128:851–864.
Tayyar Ş 2005. Biga Koşullarında Yetiştirilen Farklı Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Çeşit ve Hatlarının Verim ve Bazı Kalite Özelliklerinin Saptanması. Akdeniz Ü.Z.F. Dergisi18(3):405-409.
Tekin A, Aslan E, Herek S, Dokuyucu T, Gezginç H, Tekerek H, Dumlupınar Z, Akkaya A 2017. Türkiye Orjinli Yulaf Genotiplerinin Basit Dizi Tekrarları (SSR) Markörleriyle Karakterizasyonu. KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi 20 (4): 378-384.
TUİK 2020. Türkiye İstatistik Kurumu. www.tuik.gov.tr [Erişim Tarihi: 15.03.2021]
Ünal S 2002. Buğdayda Kalitenin Önemi ve Belirlenmesinde Kullanılan Yöntemler. Hububat Ürünleri Teknolojisi Kongre ve Sergisi. 25-37 sy. 3-4 Ekim, Gaziantep
Weir BS 1996. Genetic Data Analysis II: Methods for Discrete Population Genetic Data. Sinauer Associates, Inc., Sunderland., MA, 437 sy.
Yong REN, Li SR, Wei YM, Zhou Q, Du XY, H, YJ, Zheng YL 2015. Molecular Mapping of A Stripe Rust Resistance Gene in Chinese Wheat Cultivar Mianmai 41. Journal of Integrative Agriculture 14(2):295-304.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Agricultural, Veterinary and Food Sciences

Journal Section

Research Article

Authors

Ayşenur Uysal
0000-0002-2021-0748
Türkiye

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

Publication Date

August 31, 2022

Submission Date

March 23, 2021

Acceptance Date

September 3, 2021

Published in Issue

Year 2022 Volume: 25 Number: 4

DOI

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

IZ

https://izlik.org/JA97DL47GF

Cite

RIS / Bibtex

APA

Uysal, A., & Dumlupınar, Z. (2022). 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, 25(4), 766-777. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.901758

Cited By

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