Anadolu’ya Ait Yerel Mısır Popülasyonlarının Protein Bant Dizileri Yardımıyla Karakterizasyonu

Abstract

Mısır (Zea mays) insan ve hayvan beslenmesinin yanı sıra endüstrinin çok farklı kollarında da geniş bir kullanım alanına sahip önemli bir tahıl türüdür. Mısır tanesinin kimyasal bileşiminin bir kısmını oluşturan protein mikarı çevresel ve genetik faktörler sonucu değişmekle birlikte ıslah çalışmaları yardımıyla ihtiyaca yönelik olarak modifikasyona tabi tutulabilir. Yerel popülasyonların protein miktarı ve protein fraksiyonları bakımından genetik çeşitliliğinin ve tanelerindeki kimyasal bileşimin değişkenliğinin saptanması oldukça önemlidir. Bu çalışmada yerel mısır popülasyonlarına ait 120 genotipte tanedeki protein fraksiyonlarının miktarları belirlenmiştir. Ayrıca, seçilen 30 genotipin SDS-PAGE analiziyle protein fraksiyonları moleküler ağırlıklarına göre tespit edilmiş ve kümeleme yöntemiyle istatistiksel olarak aralarındaki ilişkileri ortaya koyan bir dendrogram elde edilmiştir. SDS-PAGE analizi sonucu oluşan bantlar, albumin-globulin için 5-83 kDa arasında, glutelin için 9-71 kDa arasında, zein için 4-72 kDa arasında bulunmuştur. Protein fraksiyonları için kümeleme analizi ile oluşturulan akrabalık ağaçlarında genotipler ikişer ana grupta toplanmıştır. Kümeleme analizinde albumin-globulin için oluşturulan dendrogramda birbirine en benzer genotipler TR50515 ve TR38232 olurken, hem zein hem de glutelin fraksiyonlarına ait dendrogramlarda aynı iki genotip (TR38451 ve TR44385) yüksek bir benzerlik göstermiştir . Elde edilen veriler sonucu yerel mısır popülasyonlarının oldukça geniş bir varyasyona sahip olduğu ortaya koyulmuş ve farklı protein kalite özelliklerine sahip çeşitlerin geliştirilmesi için yürütülecek ıslah çalışmalarında kullanılabilecek genotipler tespit edilmiştir.

Keywords

• Albumin-globulin
• zein
• glutelin
• mısır

References

1. Anonim, 2018a. Food and Agriculture Organization, İnternet Sitesi, http://faostat.fao.org/faostat (Erişim tarihi: 22.11.2019).
2. Anonim, 2019. Türkiye İstatistik Kurumu Sitesi, http://tuik.gov.tr (Erişim tarihi: 29.11.2019).
3. Agarwal, M., Shrivastava, N., Padh, H., 2008. Advances in molecular marker techniques and their applications in plant sciences. Plant Cell Reports, 27, 617-631.
4. Aravind, J., Mukesh Sankar, S., Wankhede, D. P., and Kaur, V., 2019. augmentedRCBD: Analysis of Augmented Randomised Complete Block Designs. R package version 0.1.1.
5. Egesel C. Ö., Kahriman F., 2012. Determination of quality parameters in maize by NIR reflectance spectroscopy. Journal of Agricultural Sicences, 18:43-53.
6. Flint-Garcia, S. A., Bodnar, A. L. and Scott, M. P., 2009. Wide variability in kernel composition, seed characteristics, and zein profiles among diverse maize inbreds, landraces, and teosinte. Theoretical and Applied Genetics, 119, 1129–1142.
7. Galova, Z., Balazova, Z., Chnapek, M., Vivodik, M. and Oslovicova, V., 2011. Bielkovinové a DNA markery pšenice. Nitra: Slovak University of Agriculture.
8. Gibbon, B. C. and Larkins, B. A., 2005. Molecular genetic approaches to developing quality protein maize. Trends in Genetics, 21: 227–233.

9. Khan, A. H., Khan, N., Minhas, N. M., Rabbani, M. A. and Ghafoor, A., 2014. Diversity in seed storage proteins in maize genetic resources: I. Variation in alcohol soluble zein protein fraction. International Journal of Agriculture & Biology, 16 (5), 1015-1018.
10. Muhammad, R.W., Qayyum, A., Ahmad, M.Q., Hamza, A., Yousaf, M., Ahmad, B., Younas, M., Malik, W., Liagat, S., Noor, E., 2017 Characterization of maize genotypes for genetic diversity on the basis of inter simple sequence repeats. Genetics and Molecular Research, 16 (1).
11. Özcan, S., 2009. Modern dünyanın vazgeçilmez bitkisi mısır: genetiği değiştirilmiş (transgenik) mısırın tarımsal üretime katkısı. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 2(2): 01-34.
12. Patel, P. C., Kathiria, K. B., Patel, B. N., Dave, P. B. and Soni, N. V., 2018. Study of genetic architecture through haymen's graphical approach for quantitative and qualitative traits in quality protein maize (Zea mays L.) over environments. Electronic Journal of Plant Breeding. 9(4): 1476-1483.
13. Pfunde, C. N., Mutengwa, C. S. and Bradley, G., 2015. Genetic variation of selected quality protein maize inbred lines. African Journal of Agricultural Research, Vol. 10(44), 4087-4093.
14. R Core Team: R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria.
15. Prasanna, B., Vasal, S., Kassahun, B., and Singh, N., 2001. Quality protein maize. Current Science, 81(10), 1308-1319.
16. Priya, D., Ram, L., Srivastava, R. P., Kumar, A. and Singh, R., 2014. Quality protein maize: Overview. Journal of Biotechnology and Crop Science, 3(3): 4-18, 2014.
17. Robinson, H. F., 1966. Quantitative genetics in relation to breeding on centennial of Mendelism. Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, 171.
18. Shanbao, Q.,Yuhua, W., Tingzhao, R., Kecheng, Y., Shibin G., Guangtang, P., 2009. Effective improvement of genetic variation in maize lines derived from R08xDonor backcrosses by SSRs. Biotechnology, 8: 358-364.
19. Shewry, P. R., 2007. Improving the protein content and composition of cereal grain. Journal of Cereal Science, 46 (3), 239-250.
20. Shukla, R., Cheryan, M., 2001 Zein: The industrial protein from corn. Industrial Crops and Products, 13, 171–192.
21. Spalekova, A., Gregova, E. and Galova, Z., 2019. Electrophoretic profiles of storage proteins in selected maize (Zea mays L.) genotypes. Journal of Central European Agriculture, 20(3), 911-918.
22. Uarrota, V. G., Schmidt, C. E., Bouzon, Z. L. and Maraschin, M., 2011. Histochemical Analysis and Protein Content of Maize Landraces (Zea mays L.). Journal of Agronomy, 10: 92-98.
23. Ünlü E., Mutlu E., Polat M., Çeri S., Kahriman F., 2018. Diversity among Turkish maize landraces based on protein band analyses and kernel biochemical properties. Journal of Crop Improvement, 32:175-187.
24. Vivodík, M., Gálová, Z., Balážová, Ž., Petrovičová, L., and Hlozáková, T.K., 2016. Genetic variation and relationships of old maize genotypes (Zea mays L.) detected using SDS-page. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 10(1), 532-536.
25. Wu, Y. and Messing, J., 2014. Proteome balancing of the maize seed for higher nutritional value. Frontiers in Plant Science, 5, 240.
26. Yau, J. C., Bockholt, A. J., Smith, J. D., Rooney, L. D. and Waniska, R. D., 1999. Maize endosprem protein that contribute to endosperm lysine content. American Association of Cereal Chemists, 76(5), 668-672.
27. Zilic, S., Milasinovic, M., Terzic, D., Barac, M. and Ignjatovic-Micic, D., 2011. Grain characteristics and composition of maize specialty hybrids. Spanish Journal of Agricultural Research, 9(1), 230-241.