Nohutta iri daneli, çift baklalı ve markör destekli seleksiyonla yanıklık [Ascochyta rabiei Pass. (Labr.)] hastalığına dayanıklı ideal bitki ıslahı

Abstract

İdeal bitki kavramı, bir çeşit geliştirme sürecinde dane verimi, yağlar ve diğer kullanışlı özellikler için daha iyi performans göstermesi beklenen, istenilen bir bitki modeli olarak ortaya konulmuş olup (i) 'istenilmeyen (eksiklik/kusur) özelliği giderme veya istenilen özelliğe ulaşma/geliştirme' (dayanıklı bir genotipten hassas bir genotipe hastalık dayanıklılığını geliştirmek) ve (ii) 'verim için seleksiyon' (belirlenen ebeveynler arasındaki melezlemelerle verim ve kalitede istenilen yönde iyileştirme) gibi iki temel yaklaşımı içerir. Bu çalışmanın hedefi; nohutta (Cicer arietinum L.) yüksek verimli, ekstra iri beyaz/krem renk daneli, çok baklalı ve önemli verim kayıplarına neden olabilen yanıklık hastalığına [Etmen: Ascochyta rabiei Pass. (Labr.)] dayanıklı bir ideal bitki tipine ulaşılmasıdır. Bu hedefe ulaşılabilmesi için tek baklalı, basit yapraklı, iri daneli (100-dane ağırlığı 47 g) ve yanıklık hastalığına dayanıklı Sierra genotipi ile çift baklalı, bileşik yapraklı, küçük daneli (100-dane ağırlığı 27 g) ve yanıklık hastalığına dayanıklı CA 2969 melezlenmiştir. Çalışamın başlangıç materyalini, tek bitki dölü aktarım yoluyla F3 popülasyonu oluşturmuştur. F3 popülasyonunda, çift baklalılık geninin uygun koşullarda epistatik etkilerinin bir sonucu olarak çok çiçekli ya da baklalı döller gözlenmiştir. 626 F3 kademesi bitkisi (i) bileşik yapraklı ve tek baklalı, (ii) bileşik yapraklı ve çift baklalı, (iii) bileşik yapraklı ve çok baklalı (iv) basit yapraklı ve tek baklalı, (v) basit yapraklı ve çift baklalı, (vi) basit yapraklı ve çok baklalı döller olarak altı gruba ayrılarak tarımsal ve morfolojik özellikleri yönüyle değerlendirilmiştir. Geliştrilmiş olan "çift baklalı ya da çok baklalı ve 100-dane ağırlığı 45 g üstü olan toplam 152 F4 kademesi genotipinde, SCY17590 ve CaETR-1 moleküler markörleri kullanılarak yanıklık hastalığına reaksiyonları moleküler düzeyde belirlenmiştir. Ekstra iri dane özelliği, F3 popülasyonundaki dağılıma göre, kısmi dominant allelerin kontrolünde poligenik kalıtım şekline sahip olabileceği belirlenmiştir. Çalışma materyeli içerisinde, ebeveyn bireylerden daha yüksek/fazla ya da daha düşük/az değerlere sahip olan döllerin ortaya çıkmasını sağlayan transgresif açılmalar incelenen tüm özellikler için belirlenmiş olup ticari olarak yüksek fiyata alıcı bulan bu nedenle de çiftçilerin ihtiyaç duyduğu iri ve açık renk daneli nohutların, uygun ebeveynlerin melezlenerek geliştirilebileceği gösterilmiştir. İri dane büyüklüğü için seleksiyon, path analiziyle dane verimi, 100-dane ağırlığı artışında en yüksek doğrudan etkiye sahip olduğu için biyolojik ve dane verimine dayandırılabilir. Yüksek verimli genotipleri seçmek için, dane verimi ile aynı faktörde bulundukları için biyolojik verim, taç genişliği, bakla ve dane sayısı gibi özelliklerden biri değerlendirilebilir. Bileşik yapraklı ve tek baklalı genotiplerin en iri dane büyüklüğüne sahip olduğunun belirlenmesinin ardından bileşik yapraklı ve çift baklalı genotipler yer almaktadır. Bileşik yapraklı ve çok baklalı genotiplerin hem en yüksek verime hem de bakla ve dane sayısına da sahip olduğu bulunmuştur. QTLAR2 ve QTLAR1 ile ilişkilendirilmiş LG4 üzerindeki SCY17590 ve CaETR-1 markörleri 152 F4 kademesi genotipleri içerisinden 9 genotip içerisinde belirlenmiştir. Her iki dayanıklı alleli taşıyan altı genotipte, 100-dane ağırlığı 50-60 g olan ekstra iri daneler elde edilmiştir. 100-dane ağırlığı 50 g üzeri, çift ya da çok baklalı ve yanıklık hastalığına moleküler destekli seleksiyon çalışmaları ile dayanıklı olarak belirlenen F4 kademesinde bazı döllerin en iyi ebeveynden (47 g) daha iri danelere sahip olduğu belirlenmiştir. Yüksek verimli bu üstün hatlar çiçeklenme (31 oC'den fazla) ve bakla bağlama (39 oC'den fazla) dönemlerinde yüksek sıcaklık stresine maruz kalmıştır. Yüksek verim, ekstra iri ve açık renkli dane boyutu, çift veya çok baklalılık özellikleri ve yanıklık hastalığına dayanıklılık uygun kabuli nohutların tür içi melezlemeleriyle ve markör destekli seleksiyonla bir ideal nohut tipinin geliştrilmesi mümkündür.