Şeker sorgumda biyoenerji ile ilişkili QTL'lerin yeni nesil sekanslama yöntemleri kullanılarak haritalanması

Abstract

Bu tez çalışmasında bitki boyu, şeker miktarı ve bitki öz suyu miktarı bakımından farklı karakterlere sahip Erdurmuş şeker sorgum çeşidi ile tanelik yetiştiriciliğe uygun Öğretmenoğlu çeşidinin melezlenmesi ile elde edilen 181 bitkiden oluşan F2 popülasyonunda ddRAD-seq (double-digest Restriction Site Associated DNA) yöntemi ile genomik kütüphane oluşturulmuş ve yeni nesil sekanslama yöntemi ile veriler elde edilmiştir. Bitki boyu, bitki öz suyu ve Brix özellikleri ile ilgili fenotipik gözlemler F3 popülasyonunda Konya ve Antalya lokasyonlarında gerçekleştirilmiştir. Bu veriler dahilinde oluşturulan QTL haritalamada bitki boyu için 1., 7. ve 9. kromozomlar üzerinde 3 major, bitki öz suyu için 6. kromozom üzerinde 1 major ve Brix için ise 3. ve 7. kromozomlar üzerinde minör etkili 2 QTL bölgesi belirlenmiştir. Bitki boyu için belirlenen qPH1.1, qPH7.1 ve qPH9.1 QTL'lerinin fenotipik varyasyonu açıklama oranları sırasıyla %10,8, 34,8 ve 13,5'tir. Bitki öz suyu için belirlenen qPJ6.1 QTL'inin fenotipik varyasyonu açıklama oranı %26, Brix için belirlenen qBX3.1 ve qBX7.1 QTL'lerinin %8,6 ve 9,7 olarak belirlenmiştir. Bu QTL'ler arasında qPH7.1 QTL bölgesinin yakınında yer alan SCM_59803007 lokasyonundaki SNP, Dw3 geninden yaklaşık 30 kb uzaklığında tanımlanmış ve fenotipik varyasyonu açıklama oranı %34,8 olarak belirlenmiştir. Bu bölgede yapılan analizlerde belirlenen SNP'in bir sonucu olarak 4. exonda yer alan 120. amino asitin Glutamat (E) yerine Aspartat (D)'a dönüştüğü gözlenmiştir. Tanımlanan QTL bölgelerinde yer alan SNP'lerden bitki boyu için 2, bitki öz suyu için 2 ve Brix için 3 CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequences) markeri geliştirilmiştir. Sekans verilerini bildiğimiz 8 hat ve 3 çeşitte yapılan marker doğrulama ve etkinlik belirleme çalışmaları neticesinde, genomik sekans verilerinin CAPS markerine dönüşüm etkinliği %100 olarak belirlenmiştir. Bitki boyu, bitki öz suyu ve Brix karakterleri bakımından Erdurmuş çeşidinde olan QTL'leri içermeyen ancak yine de bu karakterler bakımından üstün olan 8 farklı hat ve Uzun çeşidine ait yeni nesil sekans verileri incelenmiştir. Farklı QTL'lerin Erdurmuş çeşidinde piramitlenmesini sağlamak amacıyla, farklı SNP QTL bölgelerine sahip hat ve çeşitler ile Erdurmuş melezlenmiş ve elde edilen döllerdeki tarımsal değerler belirlenmiştir. Özellikle 507 X Erdurmuş melezinde ve (424 x Erdurmuş) X (507 x Erdurmuş) 2'li melezinde yapılan gözlemlerde bitki boyu ve Brix karakterleri için elde edilen değerlerin ebeveynlerinden oldukça yüksek olduğu ve piramitleme amacıyla seçilen bu melezlerde başarılı olunduğu görülmüştür.