Pinot Noir Üzüm Çeşidinde Spontane Mutasyon Oluşumunun Morfolojik ve Moleküler Olarak İncelenmesi

Abstract

Islah çalışmalarında mutajen kullanılarak uyarılmış mutasyon uygulamaları yürütüldüğü gibi, doğada da ender olarak spontane mutasyonlar görülebilmektedir. İster uyarılmış ister spontane mutasyon sürecinde tüm hücre tabakaları, gen bölgeleri aynı değişime uğramayarak aynı doku üzerinde morfolojik olarak mutant ve mutant olmayan farklı dokuların görüldüğü kimeralar oluşabilmektedir. Her iki durumu içine alabilecek benzer bir durum, arazi çalışmaları esnasında Tekirdağ’ın Şarköy İlçesindeki Pinot noir üzüm çeşidi ile tesis edilmiş üretici bağında tespit edilmiştir. Aynı omca üzerinde farklı tane rengine sahip salkımların olduğu bu durum morfolojik ve moleküler olarak incelenmiş, tane kabuk renginin değiştiği mutant genotip ile orijinal Pinot noir çeşidi kıyaslanmıştır. Morfolojik farklılıkları ortaya koymak adına OIV tanımlayıcı skalası kullanılarak 24 ampelografik karakter üzerinde değerlendirmeler yapılmış, değerlendirme sonucunda başta tane kabuk rengi olmak üzere bazı karakterlerde farklılıklar tespit edilmiştir. OIV tanımlayıcı skalasında bulunan 6 SSR (Simple Sequnce Loci) lokusu ile yapılan moleküler tanı analizinde ise iki örnek arasında mutasyon polimorfizm tespit edilememiştir. Ayrıca iki örnek, asmada renk karakterini kontrol eden Myb ilişkili gen grubu açısından da değerlendirilmiştir. Analizler ve mevcut literatürler ışığında, oluşan mutasyonun Myb ilişkili gen grubu kaynaklı olmadığı saptanmıştır.

Keywords

• Mutasyon
• kimera
• Vitis
• Myb ilişkili gen grubu

Morphological and Molecular Investigation of Spontaneous Mutation Formation in Pinot Noir Grape

Abstract

Mutagenic mutations have been carried out in breeding studies, as well as spontaneous mutations rarely seen in nature. Both in the stimulated mutation and in the spontaneous mutation process, all cell layers and gene regions cannot undergo the same variation. The presence of mutant and non-mutant parts on the same tissue is called chimera. A similar situation that could include both cases was determined in a vineyard established with Pinot noir grape variety in Şarköy district of Tekirdağ during the field studies. This situation that the bunches with different colored berries on the same vine are examined morphologically and molecularly. The original Pinot noir variety was compared with the mutant Pinot noir. In order to demonstrate the morphological differences, 24 ampelographic characters were evaluated using the OIV descriptive scale. As a result of the morphological evaluation, differences were found in some other characters as well as berry color. In the molecular diagnostic analysis performed with 6 SSR (Simple Sequnce Loci) loci on the OIV descriptor scale, mutation polymorphism could not be detected between two samples. In addition, two samples were evaluated for the gene group associated with Myb, which controls color characteristics in grape. According to the analyzes and available literature, it was determined that the mutation formed was not caused by the Myb related gene group.

Keywords

• Mutation
• chimera
• Vitis
• Myb gene group

References

1. Azuma, A., Kobayashi, S., Yakushui, H., Yamada, M., Mitani, N., Sato, A. 2007. VvmybA1 Genotype Determines Grape Skin Color. Vitis Geilweilerhof 46(3): 154.
2. Azuma, A., S. Kobayashi, N. Goto Yamamoto, M. Shiraishi, N. Mitani, H. Yakushiji, 2009. Color Recovery in Berries of Grape (Vitis vinifera L) Benitaka a Bud Sport of Italia, is Caused by a Novel Allele at the VvmybA1 Locus. Plant Sci. 176: 470-478.
3. Barritt, B.H. and J. Einset, 1969. The Inheritance of Three Major Fruit Colors in Grapes. J. Am. Soc. Hort. Sci. 94: 87-89.
4. Carrasco, D., G. De Lorenzis, D. Maghradze, E. Revilla, A. Bellido, O. Failla and R. Arroyo García, 2015. Allelic Variation in the VvMYBA1 and VvMYBA2 Domestication Genes in Natural Grapevine Populations (Vitis vinifera subsp. sylvestris). Plant Systematics and Evolution 301(6): 1613-1624.
5. Carrier, G., L. Le Cunff, A. Dereeper, D. Legrand and F. Sabot, 2012. Transposable Elements Are a Major Cause of Somatic Polymorphism in Vitis vinifera L. PlosOne 7(3):e32973. doi:10.1371/journal.pone.0032973.
6. Değirmenci, D., 2006. Sultani Çekirdeksiz ve Kalecik Karası Üzüm Çeşitlerinde Uyarılmış Mutasyon Etkilerinin Sitogenetik Tanımlanması (Doktora Tezi). Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 116s.
7. Doligez, A., A. Bouquet, Y. Danglot, F. Lahogue, S. Riaz, C.P. Meredith and K.J. Edwards, 2002. Genetic Mapping of Grapevine (Vitis vinifera L.) Applied to the Detection of Qtls for Seedlessness and Berry Weight. Theor. Appl. Genet. 105: 780-795.
8. Fischer, B.M., I. Salakhutdinov, M. Akkurt, R. Eibach, K.J. Edwards, R. Töpfer and E.M. Zyprian, 2004. Quantitative trait Locus Analysis of Fungal disease Resistance Factors on a Molecular Map of Grapevine. Theor. Appl. Genet. 108: 501-515.

9. Kobayashi, S., M. Ishimaru, K. Hiraoka and C. Honda, 2002. Myb-Related Genes of the Kyoho Grape (Vitis labruscana) Regulate Anthocyanins Biosynthesis. Planta 215: 924-933.
10. Kunter, B. ve D. Değirmenci Karataş, 2011. Asmalarda Mutasyonlar ve Mutant Vitis vinifera L. Çeşitleri. YYÜ Tarım Bilimleri Dergisi 21(2): 146-151.
11. Lefort, François and C. Gerard Douglas, 1999. An Efficient Micro Method of DNA Isolation from Mature Leaves of Four Hardwood Tree Species Acer, Fraxinus, Prunus and Quercus. Annals of Forest Science 56(3): 259-263.
12. Pelsy, F., 2010. Molecular and Cellular Mechanisms of Diversity within Grapevine Varieties. Heredity 104: 331-340.
13. Regner, F., R. Hock and J.L. Santiago, 2006. Highly Variable Vitis Microsatellite Loci Fort the Identification of Pinot Noir Clones. Vitis 45(2): 85-91.
14. This, P., A. Jung, P. Boccacci, J. Borrego, R. Botta, L. Costantini, M. Crespan, G.S. Dangl, C. Eisenheld, F. Ferreira Monteiro, M.S. Grando, J. Ibanez, T. Lacombe, V. Laucou, N. Magalhaes, C.P. Meredith, N. Milani, E. Peterlunger, F. Regner, L. Zulini and E. Maul, 2004. Development of a Standard Set of Microsatellite Reference Alleles for Identification of Grape Cultivars. Theoretical and Applied Genetics, 109: 1448-1458.
15. Van Harten, A.M., 1998. Mutation Breeding: Theory and Practical Applications. Cambridge Univ. Press. Cambridge, 353p.
16. Velasco, R., A. Zharkikh, M. Troggio, D.A. Cartwright, A. Cestaro, D. Pruss and G. Malacarne, 2007. A High-Quality Draft Consensus Sequence of the Genome of a Heterozygous Grapevine Variety. PlosOne 2(12): e1326.
17. Yakushiji, H., S. Kobayashi, N. Goto Yamamoto, S. Tae Jeong, T. Sueta and N. Mitani, 2006. A Skin Color Mutation of Grapevine, from Black Skinned Pinot Noir to White Skinned Pinot Blanc, is caused by Deletion of the Functional VvmybA1 Allele. Biosci Biotechnol Biochem 70:1506-1508.
18. Yanshuai, X., J. Nan, Z. Yaguang, W. Min, R. Junpeng and T. Jianmin, 2017. A SNP in the Promoter Region of the VvmybA1 Gene is Responsible for Differences in Grape Berry Color Between Two Related Bud Sports of Grape. Plant Growth Regul. 82: 457-465.