Yabani buğday türlerinin iPBS-retrotranspozon DNA markörleri ile moleküler karakterizasyonu

Abstract

Türkiye buğday çeşitliliğinin ana merkezi olmak ile beraber çeşitli tahılların yabani formlarını yoğun olarak içinde barındırmaktadır. Verimli hilâl içinde yer alan Türkiye, genetik zenginliğini günümüze taşımış ve keşfedilmek için çalışmaları beklemektedir. Bununla birlikte ilk kültüre alınmış olan buğday formlarının Türkiye'nin Güneydoğusundan köklendiği bilinmektedir. Bu çalışmada, 2018 yılında Türkiye'nin Doğu ve Güneydoğu Anadolu bölgelerinde (Şırnak, Hakkâri, Van, Bitlis) toplanmış olan yabani buğday türleri (Ae. cylindrica, Ae. geniculata, Ae. triuncialis, T. dicocoides, Ae. columnaris) iPBSRetrotranspozon marker tekniği kullanılarak genotiplerinin genetik çeşitliliği ve populasyon yapısı tespit edilmiştir. iPBS-Retrotranspozon marker tekniğinde 11 adet iPBS markeri toplam 61 allel üretmiş, marker başına allel sayısı 2 (2085) ile 9 (2394) arasında değişmiş ve ortalama allel sayısı 5.55 olarak bulunmuştur. iPBS için beklenen heterozigotluk 0.2330 ile 0.2666 arasında değişkenlik göstermiştir. Nei gen çeşitliliği ortalaması 0.4861 olmuştur. Polimorfik bilgi içeriği (PIC) 0.22-0.47 arasında değişkenlik gösterirken ortalama 0.35 olarak bulunmuştur. Genotipler arasındaki genetik benzerlik, NTSYS-pc yazılımı kullanılarak hesaplanmış ve % 19 ile % 98 arasında değişim gösterdiği gözlemlenmiştir. En yüksek genetik benzerliğin YB66 (Ae. triuncialis) ile YB67 (Ae. triuncialis) (% 98) arasında ve en düşük genetik benzerlik ise YB70 (Ae. triuncialis) ile YB2 (Ae. cylindrica) (% 19) arasında görülmüştür. Nei'nin genetik mesafesi kullanılarak yapılan kümeleme analizinde 70 yabani buğday genotipi 3 gruba ayrılmıştır. Bu 3 grubun içerisindeki türler arasında genetik farklılıklar ve benzerlikler olduğu anlaşılmıştır. Elde edilen bilgiler ışığında genetik çeşitlilik ve benzerliklerin saptanması aşamasında iPBS-Retrotranspozon markırlarının potansiyeli ortaya konulmuştur. iPBS-Retrotranspozon markırlarının evrensel doğasından dolayı çeşitli bitkiler üzerinde yapılacak olan filogenetik ilişkilerin araştırılması üzerine etkili bir biçimde kullanılabileceği saptanmıştır.

Turkey is the main center of wheat diversity and contains wild forms of various cereals. Turkey, located in the Fertile Crescent, has conserved its genetic richness to the present day and is waiting for studies to be discovered. However, it is known that the first cultivated wheat forms are rooted in the Southeast of Turkey. In this study, wild wheat species (Ae. cylindrica, Ae. geniculata, Ae. triuncialis, T. dicocoides, Ae. columnaris) collected in the Eastern and Southeastern Anatolia regions of Turkey (Şırnak, Hakkâri, Van, Bitlis) in 2018. The genetic diversity and population structure of the genotypes were determined by IPBSRetrotransposon the marker technique. In the IPBS-retrotransposon marker technique, 11 IPBS markers produced a total of 61 alleles, the number of alleles per marker ranged from 2 (2085) to 9 (2394), and the mean number of alleles was 5.55. The expected heterozygosis for IPBS ranged from 0.2330 to 0.2666. The mean of Nei gene diversity was 0.4861. Polymorphic information content (PIC) varied between 0.22-0.47, with an average of 0.35. Genetic similarity between genotypes was calculated using NTSYS-pc software and it was observed that it varied between 19 % and 98 %. The highest genetic similarity was observed between YB66 (Ae. triuncialis) and YB67 (Ae. triuncialis) (98 %), and the lowest genetic similarity was between YB70 (Ae. triuncialis) and YB2 (Ae. cylindrica) (19 %). In the cluster analysis using Nei's genetic distance, 70 wild wheat genotypes were divided into 3 groups. It has been observed that there are genetic differences and similarities between the species in these 3 groups. According to the results obtained, the potential of IPBSRetrotransposon markers was demonstrated in the detection of genetic diversity and similarities. It has been determined that IPBS-Retrotransposon markers can be used effectively to investigate phylogenetic relationships on various plants.