Molecular breeding of Rwandan common beans (Phaseolus vulgaris L.) for resistance against anthracnose and bean common mosaic virus

Abstract

Özellikle Doğu ve Orta Afrika'da yaygın fasulye verimini tahrip eden ve genel fasulye üretimini kısıtlayan hastalıklar Fasulye antraknozu ve Fasulye ortak mozaik virüsü (BCMV)'dir. Rwandan gibi yaygın fasülye çeşitlerinde piramit direnci genleri Fasulye antraknozu ve BCMV hastalıkları için mahsul veriminin stabilitesini sağlayacaktır. Bununla birlikte, piramidik genlerin bitki agronomik özellikleri üzerinde yan etkileri olabilir. Bölünmüş Çoğaltılmış Polimorfik Diziler (CAPS) ve Dizilim ile karakterize edilen yükseltilmiş bölgeler (SCAR) belirteçleri, iki antraknoz ve iki BCMV direnç geninin, dört popüler hassas ticari fasulye çeşidinin G54, RWR 1668, RWR 2355 ve RWV 2361 çeşitlerine piramitlenmesi işlemini kolaylaştırmak için kullanılmıştır. Gen piramidi, eşzamanlı geri çaprazlama ve daha sonra hedef genleri sabitlemek için özdeşleştirme yoluyla gerçekleştirilmiştir. Geri melezleme popülasyonlarındaki dirençli genler ve gelişen hatlar, markerler yardımıyla değerlendirilmiştir. Farklı kombinasyonlarda direnç genlerine sahip 92 F2, 52 BC1, 51 BC2, 44 BC3 bitki ve 76 BC3F2 familyası elde edilmiştir. bc-3 + Co-1 + I ve bc-3 + Co-2 + I direnç genleri kombinasyonuna sahip Rwandan kuru fasulyeleri için antraknoz ve BCMV direnç genlerinin marker destekli gen piramidi başarıyla gerçekleştirilmiştir ve geliştirilen hatların tüm fasulye antraknoz ırklarına ve BCMV suşlarına baklagiller fasulye antraknozuna ve BCMV hastalıklarına karşı koruyup direnç kazanması beklenmektedir. Tekrarlı ebeveynler ile ilgili ileri hatlar arasındaki ortalamaların karşılaştırılması; çıkma günleri, çiçeklenme günleri, bitki boyu, bitki başına bakla sayısı, bakla uzunluğu, bakla başına tohum sayısı, fizyolojik olgunluğa kadar gün, bitki başına tohum ağırlığı ve 100 tohum ağırlığı eşleştirilmiş spss t-testi ile yapılmıştır. İki kuyruklu seviyede anlamlı olan en yüksek öğrencinin t-testi değerleri, iki mevsimdeki piramitli genlerin sayısına göre elde edilen 10.45 ve 9.47, ardından bitki başına tohum ağırlığı bakımından elde edilen 5.04 ve 4.89'dur. Öğrencilerin, iki grup arasında çiçeklenme günleri ile ilgili olarak kaydedilen 3.14 ve 4.64 değerleri, birinci ve ikinci mevsimlerde sırasıyla anlamlı olmuştur. İki grup arasındaki bitki başına bakla sayısındaki değişim, birinci ve ikinci sezonda sırasıyla 3.91 ve 3.02 t değerleri ile anlamlı sonuç vermiştir. Bu çalışmanın diğer bir amacı da, piramit genlerin bitki agronomik özellikleri üzerindeki etkisini korelasyon ve yol katsayısı analizleri ile belirlemektir. Piramit genlerin sayısı ile farklı bitki agronomik karakterleri arasındaki ilişkiyi değerlendirmek için korelasyon ve yol analizleri kullanılmıştır. Piramitlenmiş genlerin sayısı, bakla uzunluğu (-0.33), bakla başına tohum sayısı (-0.342) ve bitki boyu (-0.243) ile önemli derecede negatif olarak ilişkiliydi. Piramit genlerin sayısı ile ortaya çıkma günleri (-0.059), bitki başına bakla sayısı (-0.125), fizyolojik olgunluğa kadar gün sayısı (-0.057) ve 100 tohum ağırlığı arasında anlamlı olmayan negatif korelasyon bulunmuştur (-0.042). Piramitli gen sayısı ile bitki başına tohum ağırlığı (0.128) ve çiçeklenme günleri (0.011) arasında anlamlı olmayan pozitif korelasyonlar göstermiştir. 100 tohumluk ağırlık ve bitki boyu, sırasıyla doğrudan yol katsayılarına (0.957 ve 0.072) eşit olan korelasyon katsayılarına (0.950 ve 0.051) sahipti. Piramitlenmiş genlerin sayısı, bitkilerin tohum ağırlığı üzerinde ortaya çıkma günlerine (-0.017), çiçeklenme günleri (-0.007), bitki boyuna (-0.056), bakla uzunluğuna dolaylı olumsuz etkisi olmuştur. (-0.008), bitki başına bakla sayısı (-0.002), fizyolojik olgunluğa ulaşım günü (-0.013) ve 100 tohum ağırlığı (-0.057) üzerine dolaylı negatif etkileri olmuştur. Piramit genlerin sayısı ve doğrudan etki arasındaki korelasyon katsayısı düşük ve anlamlı bulunmamıştır. Dirençli genlerin piramitleştirilmesi, bağımsız değişkenler vasıtasıyla verimi bağımsız olarak etkileyebilir. Bu nedenle, yetiştiricilerin verim ile ilgili özelliklere sahip olan piramit gen sayısını dikkate almaları önem teşkil etmektedir.