Pamuk (GOSSYPIUM L.) kromozom substitüsyon hatlarının mikrosatellit markırları kullanılarak belirlenmesi

Abstract

Pamuk (Gossypium L.) dünya genelinde tekstil endüstrisi için en önemli doğal lif kaynağı ve aynı zamanda önemli bir yağ bitkisidir. Pamuk türleri dünyada Çin, ABD, Hindistan ve Özbekistan'ın da ilk sıralarda yer aldığı 70'ten fazla ülkede yetiştirilmektedir. Pamuk lifleri tekstil için ana kaynak olmakla birlikte lifi, tohumu ve bitkisi ev izolasyon materyali olarak enerji tasarrufunda, proteince zengin hayvan yemi, yağı gıda olarak insan beslenmesinde, bitkisi ise altlık ve biyomateryal olarakta değişik kullanım alanlarına sahiptir.Pamukta ıslah çalışmaları genellikle verim ve lif kaliteleri yönünden seçkin genotipler arasında yapılan melezlemeler ve daha önce geliştirilmiş çeşitlerden seleksiyon çalışmalarına dayanmaktadır. Ancak pamuk ıslah programları kültür çeşitlerinde dar olan genetik çeşitlilikten olumsuz yönde etkilenmektedir. Bu durum araştırıcıları türler arası melezleme ile introgresyona teşvik etmiştir. Türler arası melezlemelerde kompleks antogonistik ilişkiler, farklı ploidi seviyelerinden dolayı sitogenetik farklılıklarla translokasyonlar ve inversiyonlar, kromozom yapısal farklılıkları, linkaj etkisi ile arzu edilmeyen tarımsal özelliklerin varlığı, rekombinasyonun azlığı, erken generasyonlarda introgresyonun kaybolması, kısırlık, Muller-Dobzhansky kompleksi nedeni ile ölümcül epistatik interaksiyonlar ve Mendel açılımının oluşmaması gibi nedenlerden dolayı sorunlar yaşanmaktadır. Kromozom substitüsyon hatlarının kullanılması ile yukarıda sözü edilen türler arası melezlemelerdeki olumsuzluklar ortadan kaldırılabilmektedir.Günümüze kadar pamukta 17 set disomik yabancı kromozom substitüsyon hattı geliştirilmiştir. Bu hatlarda G. barbadense Pima 3-79 hattının bir çift kromozomu veya kromozom kolu hipoaneuploid tabanlı geriye melezleme çalışmaları ile Texas Marker-1 (TM-1) hattına yakın bir izogenik hata transfer edilmiştir. Ancak CS-B hatlarının teşhisinde veya CS-B x CS-B ve CS-B x herhangi bir hat arasındaki melezlemelerde markır yardımıyla seleksiyon (MAS) çalışmalarında kullanılacak moleküler markırlar geliştirilmemiştir.Bu çalışmada 17 CS-B hattının teşhisinde kullanılabilecek genik mikrosatellit (EST-SSR), genomik mikrosatellit (SSR) ve CAPS-mikrosatellit markırlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Ayrıcı bu çalışmada kromozom substitüsyon hatlarının kromozom lokasyonları bilinmeyen DNA markırlarının kromozom lokasyonlarının tespitinde kullanım olanakları araştırılmıştır.Çalışmada 17 CS-B, TM-1 ve Pima 3-79 hatlarından 55 DNA örneği elde edilmiş ve bu DNA örnekleri mikrosatellit ve CAPS-mikrosatellit markırlarının analizlerinde kullanılmıştır. Toplam 3 set olarak elde edilen DNA örneklerinde 225'in üzerinde lokus kullanılarak aşağıdaki sonuçlara ulaşılmıştır.Çalışmada kullanılan 17 CS-B hattının CS-B05Sh, CS-B12Sh, CS-B15Sh ve CS-B25 hatları dışındaki bütün kromozom substitüsyon hatlarının teşhisinde kullanılabilecek genik ve genomik moleküler markırlar tespit edilmiştir.G. barbadense Pima 3-79 kromozom ve kromozom kollarını taşıyan TM-1 izogenik hattını TM-1'den ayıran DNA markırları tespit edilmiştir. Kromozom substitüsyon hatlarının genetik yönden taşıdıkları Pima 3-79 kromozom veya kromozom kolları dışında birbirlerine benzer oldukları tespit edilmiştir.Çalışmada bazı CS-B hatlarının diğer CS-B hatları ile fiziksel olarak karışık olduğu belirlenmiştir. Fiziksel olarak karışım içeren CS-B hatlarının birimde bulunan diğer hat bitkiler ile karşılaştırılarak yeniden analiz edilmesi gerektiği saptanmıştır.Çalışmada kullanılan bazı CS-B hatlarında bazı lokuslarda bulunan allellerin kaybolduğu veya translokasyon olayı sonucu diğer kromozomlara transfer olduğu öngörülmüş ve bu konuda daha detaylı çalışmaların yapılması gerektiği belirlenmiştir. Çalışmada öngörülmüş olan CS-B hatlarındaki translokasyonların varlıklarının ve translokasyon modellerinin yeni moleküler markırlar kullanılarak ileriki çalışmalarda teyit edilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada kromozom substitüsyon hatlarının DNA markırlarının kromozom lokasyonlarının belirlenmesinde etkin bir kaynak olduğu belirlenmiştir. Yapılan analizlerde 16 MK lokusunun kromozom lokasyonları tespit edilmiştir.Sonuç olarak çalışmada CS-B hatlarından genetik ve fiziksel açıdan saf olan hatların yeni çeşit geliştirme çalışmalarında kullanılabilme postansiyellerinin bulunduğu belirlenmiştir. Ayrıca bu hatların genetik çalışmalarda kullanılarak lif uzunluğu, inceliği ve sağlamlığı yönünden genetik interaksiyonları ve gen etkileşimleri konusunda kullanılabilirlikleri belirlenmiştir.