.. Asena Akköse Baytar1, Oktay Erdoğan 2, Anne Frary1, Sami Doğanlar1 1Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Urla, İzmir 2Biyosistem Mühendisliği Bölümü,Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi, Nevşehir e-mail address: [email protected] Abstract Özet Pamuk yaklaşık elli sanayide hammadde olarak kullanılan ekonomik değeri yüksek tarla bitkisidir. Verimi etkileyen hastalıkların önde gelenlerinden Verticillium solgunluğu dünyada olduğu gibi Türkiye’de de ekonomik düzeylerde kayıplara (%20-80) neden olan henüz çözüme kavuşturulamamış bir tehlike olarak sürmektedir. Hastalığın fungusit kullanımı ile mücadelesi yoktur. Pamuk türlerinin çoğunluğu Verticillium solgunluğuna karşı hassastır. Bu çalışmamızda ilişkilendirme analizleri kullanılarak Verticillium solgunluğu ile ilişkili markörler tanımlanmıştır. İlişkili markörlerin bulunması markör aracılıklı seçilim yapılmasına, Verticillium solgunluğuna karşı dirençlilik sağlayan lokusların bulunmasıyla dirençli hatların doğrudan markör aracılıklı ıslah ile geliştirilmesine imkan sağlayacaktır. Cotton is an economically important field plant that is used in nearly fifty industries. In Turkey and the rest of the world, Verticillium wilt (VW) is one of the major factors resulting in huge cotton yield losses (20-80%). Most cotton cultivars are sensitive to VW and there is no effective fungicide. Therefore, it is necessary to develop cotton lines resistant to VW. In this study, we aimed to identify genes for VW resistance using association analysis. In this way we hope to gain a greater understanding of the genetic control of fungal resistance in cotton. Molecular markers linked to the identified genes will also be useful in the development of marker-assisted strategies for breeding of VW resistant cotton cultivars. Giriş Pamuğun fenotipik değerlerinin yüksek seviyelerde olmasının yanında birçok hastalığa ve strese karşı dirençlilik göstermesi kalitesini dolayısıyla verimi doğrudan arttırdığı için istenilen bir durumdur. Moleküler markörlerin keşfedilmesi ile ilişkilendirme analizleri ıslahta dirençli pamuk hatlarının geliştirilmesine klasik yöntemlere göre hızlı ve etkin alternatif yöntemler sunmaktadır. İlgili karakterlerle ilişkili tanımlanan markörler ıslah çalışmalarında etkin ve hızlı sonuç vermektedir. Metod Toplamda 109 farklı pamuk (Gossypium hirsutum) bireyinden oluşan popülasyon Nazilli Pamuk Araştırma Enstitüsü tarafınfan sağlanmıştır. Fenotip Analizleri İlişkilendirme Analizleri Genotip analizleri Bitkilerin Verticillium dahliae patojeni ile testlenmesi Hastalık şiddetinin 0-4 sistemi ile skorlanması (1) Popülasyon yapısının STRUCTURE 2.2 ile belirlenmesi [2] 109 farklı bireyden oluşan panelin 177 SSR markörü ile taranması Polimorfik lokusların kapiler jel elektroforez ile belirlenmesi İlişkilendirme analizlerinin TASSEL 2.1 ile gerçekleştirilmesi [3] Figür 1. Fenotip ile genotip verilerinin ilişkilendirme analizleri akış şeması Bulgular Popüslasyon, Verticillium solgunluğuna karşı normal dağılım göstermiş ve QTL analizleri için uygunluğu belirlenmiştir. Genotip analizleri için 177 SSR markörü 109 farklı pamuk genotipinden oluşan panele uygulanmış, 967 lokus elde edilmiştir. STRUCTURE 2.2 sonuçlarına göre popülasyon yapısını en iyi temsil eden grup sayısı 4 olarak belirlenmiştir (K=4) (Figür 2). Her bir bireyin ilgili gruba atanma olasılıkları p>0,7 eşik değerinde değerlendirilerek: 38 birey Grup1, 7 birey Grup2, 16 ve 21 birey de sırasıyla Grup3 ve Grup4’e atanmıştır. Kalan 27 birey ise kesin olarak herhangi bir gruba atanamamıştır. İlişkilendirme analizlerinde MLM sonuçlarına göre 26 SSR markörü, p≤0.05 güvenirlilik derecesinde Verticillium solğunluğu dirençliliği ile istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (Tablo 1). Tartışma Figür 2. Moleküler analizleri sonucunda elde edilen panelin yapısı. Her bir renk ayrı bir grubu temsil etmektedir. Y ekseni bireyin ilgili gruba atanma olasılığını (p>0.7) , x ekseni bireyleri göstermektedir. Tablo 1. MLM analizi sonucunda Verticillium solgunluğu dirençliliği (VSD) ile anlamlı olarak (p≤0.05) ilişkilendirilen markörler. Markör etkisi, ilgili lokus varlığında markörün fenotipe kattığı etkidir. Karakter VSD İlişkili Markör p değerleri Kromozom markörler etkisi ≤0.05 (C) TMB1295-225 0.2 0,0017 C19 (D5) JESPR274-150 0.24 0,0027 C23 (D9) TMB1295-220 0.19 0,0029 C19 (D5) DOW038-324 -0.15 0,0042 C04 (A4) DOW038-328 0.15 0,0042 C04 (A4) TMB1295-259 -0.29 0,0069 C19 (D5) JESPR153-150 0.16 0,0088 C13 (A13) DOW059-338 0.18 0,0099 C20 (D10) DPL176-274 -0.19 0,0133 C08 (A8) DPL717-153 -0.25 0,0150 C21 (D11) DPL188-156 -0.17 0,0150 Bilinmiyor DPL188-158 0.17 0,0150 Bilinmiyor DPL216-233 -0.2 0,0155 C02 (A2) DPL204-174 -0.18 0,0183 C12 (A12) DPL204-177 0.18 0,0183 C12 (A12) DPL890-204 0.23 0,0185 C26 (D12) TMB1295-230 0.14 0,0216 C19 (D5) JESPR274-280 -0.28 0,0263 C23 (D9) CIR218-175 0.13 0,0294 C22 (D4) TMB0514-271 -0.15 0,0325 C02 (A2) TMB1910-206 0.16 0,0366 C15 (D1) DOW055-276 0.24 0,0407 C14 (D2) TMB0799-175 0.19 0,0409 C12 (A12) DPL717-434 -0.18 0,0461 C21 (D11) DOW003-426 -0.22 0,0468 Bilinmiyor DPL199-244 -0.19 0,0500 C11 (A11) Bu çalışmamız ile birlikte Verticillium solgunluğu ile ilişkili markörlerin belirlenmesi; ilgili kantitatif karakter lokuslarının bulunmasına, markör aracılıklı seçilim yapılmasına, hastalığa karşı dirençlilik sağlayan gen/genlerin bulunmasına, Verticillium solgunluğuna karşı dirençli hatların doğrudan markör aracılıklı ıslah çalışmaları ile geliştirilmesine olanak sağlayacaktır. Bu proje TAGEM tarafından desteklenmiştir. Proje no: TAGEM/11/AR-GE-17 Kaynakça 1. 2. 3. J. Bejarano-Alcazar, M. A. Blanco-Lopez, J. M. Melero-Vara, R. M. Jimenez-Diaz, Plant Disease 80, 1233-1238 (1996). J. K. Pritchard, M. Stephens, P. Donnelly, Genetics 155, 945-959 (2000). P. J. Bradbury et al., Bioinformatics (Oxford, England) 23, 26332635 (2007). www.postersession.com