Yeni Nesil Sekanslama Teknolojisi Kullanılarak Antepfıstığı Genomunun Taranması ve Cinsiyet İle İlişkili Markörlerin Belirlenmesi

Abstract

Antepfıstığı ülkemizin en önemli sert kabuklu meyve türlerinden biridir. Dünyada antepfıstığı yetiştiriciliğinin sınırlı sayıda olması bu tür üzerine yapılan genetik çalışmaların da sınırlı sayıda kalmasına neden olmuştur. Bu nedenle, literatürde antepfıstığının genom yapısı hakkında bilgi yok denecek kadar azdır. Yapılan bu çalışmada antepfıstığının genom yapısının ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, antepfıstığının 26.7 Gb miktarındaki dizisi İllumina yeni nesil sekanslama cihazından elde edilmiştir. Sonuç olarak, antepfıstığının %37 GC ve yüksek heterozigoti oranına sahip olduğu belirlenmiştir. Bunun yanında, antepfıstığının dioik çiçek yapısına sahip olması ve gençlik kısırlığı döneminin uzun olması nedeniyle ıslah programları hem maliyetli olmakta hem de uzun zaman almaktadır. Bu çalışmada ıslah programında erken seleksiyon yapabilmek için yeni nesil sekanslama teknolojisi kullanılarak SNP cinsiyet markörlerinin de geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla kesilen bölge ilişkili DNA sekanslama (RAD-seq) teknolojisi kullanılmıştır. Sonuç olarak, antepfıstığında ıslah programlarında erken seleksiyon için cinsiyet markörleri geliştirilmiş ve antepfıstığının ZW/ZZ cinsiyet belirleme sistemine sahip olduğu belirlenmiştir.

Keywords

• Antepfıstığı
• yeni nesil sekanslama
• cinsiyet
• genom

Genome Survey and Identification of Sex-Linked Markers in Pistachio by Next-Generation Sequencing

Abstract

Pistachio is one of the most important nut crops in Turkey. There are very limited number of genetic studies in pistachio due to a limited number of pistachio producer countries in the world. Therefore, there is no adequate genetic information about pistachio genome. It was aimed to get genetic information about pistachio genome in this study. So, 26.7 Gb data was obtained from illumine next generation sequencer. As a result, pistachio had about 37% GC rate and high heterozygosity. Moreover, cultivar breeding programs in pistachio take too long time due to dioecious character and long juvenility period. Therefore, we aimed to develop sex-linked SNP markers using next generation technology for marker-assisted selection. RAD (Restriction-site associated DNA) sequencing technology was used to find sex-linked markers in pistachio. As a result, we develop SNP sex-linked markers and determined ZW/ZZ sex determination system in pistachio.

Keywords

• Pistachio
• next-generation sequencing
• sex
• genome

References

1. Doyle, J.J., Doyle, J.L., 1987. A rapid isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin 19:11-15.
2. Esfandiyari, B., Davarynejad, G.H., Shahriari, F., Kiani, M., Mathe, A., 2012. Data to the sex determination in Pistacia species using molecular markers. Euphytica 2:227–31.
3. Hormaza, J.I., Dollo, L., Polito, V.S., 1994. Determination of relatedness and geographic movements of Pistacia vera (Pistachio; Anacardiaceae) germplasm by RAPD analysis. Economic Botany 48(4):349-358.
4. Kafkas, S., Acar, I., Gozel, H., 2005. A project on developing monoecious pistachio (Pistacia vera L.) populations and determination of sex mechanism in Pistacia. Options Mediterraneennes 63:57-60.
5. Kafkas, S., 2006. Phylogeny, evolution and biodiversity in the genus Pistacia (Anacardiaceae). In: Sharma A.K., and Sharma A. (eds) Plant genome: biodiversity and evolution. Vol.1, part C, Phanerogams (Angiosperm Dicotyledons), Science Publishers, Enfield (NH), Jersey, Plymouth, USA, 525-557.
6. Kafkas, S., Özkan, H., Ak, B.E., Açar, I., Atlı, H.S., Koyuncu, S., 2006. Detecting DNA polymorphism and genetic diversity in a wide pistachio germplasm: comparison of AFLP, ISSR and RAPD markers. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 131(4):522–529.
7. Kafkas, S., Khodaeiaminjan, M., Güney, M., Kafkas, E., 2015. Identification of sex-linked SNP markers using RAD sequencing suggests ZW/ZZ sex determination in Pistacia vera L. BMC Genomics 16:98.
8. Uzun, M., Acar, I., Atlı, H.S., Arpacı, S., Sarpkaya, K., Gözel, H., 2011. Breeding of new pistachio cultivars by hybridization in Turkey. Acta Hortic. (ISHS) 912:321-325.

9. Yakubov, B., Barazani, O., Golan-Goldhirsh, A., 2005. Combination of SCAR primers and Touchdown-PCR for sex identification in Pistacia vera L. Sci. Hort. 103:473-478.