Molecular and Ampelographic Characterization of Grapevine (Vitis vinifera L.) Genetic Materials Collected in Natural Flora of Ganos Mountains

Year 2019, Volume: 16 Issue: 1, 92 - 102, 25.01.2019

Elman Bahar , İlknur Korkutal , Nihan Şahin , Fatma Seren Sağır , Demir Kök , Onur Ergönül Tamer Uysal Zeliha Orhan Özalp

https://doi.org/10.33462/jotaf.399858

Cited By: 3

Abstract

This study was carried out to determine the molecular and morphological characterization of the populations of Vitis vinifera L. grapevine
forms which have been adapted to the natural flora of the Trakya Region in Ganos (Işıklar) Mountains. Materials were collected from 7
different areas on the northern and southern slopes of the mountains between 2014 and 2016 (May, June and July) used for DNA isolation. In
2014 year, 103 samples were taken from surveys. Molecular characterization was carried out in 2016 year on 34 samples were used which have
grape clusters. It has been determined that genotypes are different from each other in terms of ampelographic and molecular properties and
basis 5 different clusters. In the molecular characterization of 34 genotypes, it performed on the two basic components, there were 3 different
clusters formed in terms of clustering analysis. As a result, grapevine biodiversity with molecular characterization in the region is defined. This
will be a reference for the further grapevine breeding studies, and also the identification of genotypes. It will be opportunity to practical use in
the future for growing regional cultivars. On the other hand these findings will be used as a reference to comparison with SSR marker studies
about grape varieties.

Keywords

Vitis vinifera L., SSR, Molecular characterization, Bio-diversity, Ganos Mountains, Trakya

Ganos Dağları Doğal Florasında Bulunan Kültür Asmalarının (Vitis vinifera L.) Moleküler ve Ampelografik Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışma, Trakya Bölgesi Ganos (Işıklar) Dağları doğal florasına adapte olmuş ve varlığını sürdüren Vitis vinifera L. asma formlarına
ait popülasyonların moleküler ve morfolojik karakterizasyonlarının belirlenmesi amacıyla yapılmıştır. DNA izolasyonları için kullanılan
materyaller 2014 ve 2016 yılları Mayıs, Haziran, Temmuz aylarında dağların kuzey ve güney yamaçlarından 7 farklı alandan toplanmıştır.
2014 yılında yapılmış olan sörvey çalışmalarında belirlenen 103 örnekten, salkım gösteren 34 tanesinden 2016 yılında materyal alınmış ve
moleküler karakterizasyonları yapılmıştır. Genotiplerin ampelografik ve moleküler özellikler açısından genel olarak birbirlerinden farklı
olduğu ve 5 ayrı küme oluşturduğu belirlenmiştir. 34 genotipin moleküler karakterizasyonunda iki temel bileşene göre yapılan kümeleme
analizinde ise 3 ayrı küme oluşmuştur. Sonuç olarak bölgedeki asma biyoçeşitliliğinin moleküler karakterizasyonunun tanımlanması ileride
yapılacak ıslah çalışmaları ve moleküler çalışmalarda genotiplerin belirlenmesi için bir referans niteliğindedir. Bu çalışmanın sonucunda
elde edilmiş bulgular ile bölgesel kültür asma çeşitlerinin geliştirilmesi adına pratikte yararlı olacaktır. Öte yandan ileride SSR belirteçleri ile
yapılacak diğer çalışmalar ile de karşılaştırılabilecektir

Keywords

Vitis vinifera L., SSR, Moleküler Karakterizasyon, Biyoçeşitlilik, Ganos Dağları, Trakya

References

• Ağaoğlu YS, Ergül A, 1999. Amasya üzüm çeşidi ekotiplerinin RAPD Markörler ile genetik tanımlamaları. Türkiye III, Ulusal Bahçe Bitkileri Kongresi, 14-17 Eylül 1999. 369-372. Kızılcahamam, Ankara.
• Arroyo-Garcia R, Ruiz-Garcia L, Bolling L, Ocete R, Lopez MA, Arnolda C, Ergül A, Söylemezoğlu G, Uzun Hİ, Cabello F, Ibanez J, Aradhya MK, Atanassov A, Atanassov I, Balint S, Ceniz JL, Constantini L, Goirslavets S, Grando MS, Klein BY, McGovern PE, Merdinoğlu D, Pejic I, Pelsy F, Primikirios N, Risovannaya V, Roubelakis-Angelakis KA, Snoussi H, Sotiri P, Tamhankar S, This P, Troshin L, Malpica JM, Lefort F, Martinez-Zapater JM, 2006. Multiple origins of cultivated grapevine (Vitis vinifera L. ssp. sativa) based on chloroplast DNA Polymorphisms. Molecular Ecology. 15: 3707-3714.
• Bahne HD, Mohammadi SA, Labra M, 2013. Genetic structure and diversity analysis in Vitis vinifera L. cultivars from Iran using SSR markers. Scientia Horticulturae 160: 29-36.
• Bowers JE, Dangi GS, Vignani R, Meredith CP, 1996. Isolation and characterization of new polymorphic simple sequence repeats loci in grapevine (Vitis vinifera L.). Genome, 39: 628-633.
• Boz Y, Bakır M, Çelikkol BP, Kazan K, Yılmaz F, Çakır B, Aslantaş Ş, Söylemezoğlu G, Yaşasın AS, Özer C, Çelik H, Ergül A, 2011. Genetic characterization of grape (Vitis vinifera L,) germplasm from Southeast Anatolia by SSR Markers. Vitis 50(3): 99-106.
• Çelik S, 2011. Bağcılık (Ampeloloji), Cilt 1, 3. Baskı, Tekirdağ, 423s.
• De Mattia F, Imazio S, Grassi F, Lovicu G, Tardaguila J, Failla o, Maitt C, Scienza A, Labra M, 2008. Genetic characterization of Sardinia grapevine cultivars by SSR Markers Analysis. Journal International des Sciences de la Vigne et du Vin 41(4): 175-184.
• Doyle JJ, Doyle JL, 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin 19: 11-15.
• Ergül A, Marasalı B, Ağaoğlu YS, 2002. Molecular discrimination and identification of some Turkish grape cultivars (Vitis vinifera L.) by RAPD Markers. Vitis 41(3): 159-160.
• Fossati T, Labra M, Castiglione S, Failla O, 2001. The use of AFLP and SSR molecular markers to decipher homonyms and synonyms in grapevine cultivars: the case of the varietal group known as Schiave. Theoretical and Applied Genetics. 102: 200-205.
• Hızarcı Y, Ercişli S, Yüksel C, Ergül A, 2012. Genetic characterization and relatedness among autochthonous grapevine cultivars from Northeast Turkey by Simple Sequence Repeats (SSR). Journal of Applied Botany and Food Quality. 85, 224 - 228.
• Husson F, Lê S, Pagès J, 2010. Exploratory Multivariate Analysis by Example Using R. Chapman & Hall, ISBN 978-1-4398-3580-7.
• Karataş DD, Karataş H, Laucou V, Sarıkamış G, Riahi L, Bacilieri R, This P, 2014. Genetic diversity of wild and cultivated grapevine accessions from South-East Turkey. Hereditas. 151: 73-80.
• Moore DD, Dowhan D, 2002. Preparation and Analysis of DNA. Current Protocols in Molecular Biology. http://dx.doi.org/10.1002/0471142727.mb0200s58.
• OIV 2009. 2nd Edition of the OIV Descriptor List for Grape Varieties and Vitis species. 178p. Organisation Intergouvernementale cree par l’Accord International du 3 Avril 2001 http://www.oiv.int/oiv/info/ enplubicationoiv#grape. Erişim Tarihi 24.02.2014.
• Regner F, Staldbauer A, Eisenheld C, 2001. Molecular markers for genotyping grapevine and for identifying clones of traditional varieties. International Symposium on Molecular Markers in Horticultural Species, Acta Horticulturae. 859, 546: 331-342.
• Sefc KM, Pejic I, Maletic E, Thomas MR, Lefort F, 2009. Microsatellite markers for grapevine: tools for cultivar identification and pedigree reconstruction, Book chapter of Grapevine molecular Physiology and Biotechnology 565-596. Print ISBN: 978-90-481-2304-9.
• Sefc MK, Regner F, Turetschek E, Glössl J, Steinkelher H, 1999. Identification of microsatellite sequences in Vitis riparia and their applicability for genotyping of different Vitis species. Genome. 42:367-373.
• Şensoy RİG, Balta F, 2011. Determination of some local grape genotypes belong to Van Region and their characterization by RAPD Markers. Journal of the Institute of Science and Technology. 1(3): 41-56.
• Tangolar SG, Soydam S, Bakır M, Karaağaç E, Tangolar S, Ergül A, 2009. Genetic analysis of grapevine cultivars from the Eastern Mediterranean Region of Turkey, based on SSR Markers. Tarım Bilimleri Dergisi. 15(1): 1-8.
• Tassie L, 2010. Vine identification – knowing what you have, Australian Government, Grape and Wine Research and Development Corporation. Fact Sheet. August 2010, 8p.
• Thomas MR, Cain P, Scott NS, 1994. DNA Typing of Grapevines: a universal methodology and database for describing cultivars and evaluating genetic relatedness. Plant Molecular Biology. 25: 939-949.
• Thomas MR, Scott NS, 1993. Microsatellite repeats in grapevine reveal DNA polymorphisms when analysed as Sequence Tagged Sites (STSs). Theoretical and Applied Genetics. 86: 985-990.
• Vouillamoz JF, McGovern PE, Ergul A, Söylemezoğlu G, Tevzadze G, Meredeith CP, Grando MS, 2006. Genetic characterization and relationships of traditional grape cultivars from Transcaucasia and Anatolia. Plant Genetic Resources. 4(2): 144-158.
• Winkler AJ, 1962. General Viticulture. University of California Press, Berkeley.
• Yıldırım N, 2010. Kara (Siyah) üzüm gruplarının SSR (Simple Sequence Repeat) Markörlere dayalı karakterizasyonu ve ülke asma kaynakları ile genetik ilişkisi. Ankara Üniversitesi Biyoteknoloji Enstitüsü. YL Tezi, Ankara, 71s.