Türkiye Orjinli Yulaf Genotiplerinin Basit Dizi Tekrarları (SSR) Markörleriyle Karakterizasyonu

Yıl 2017, Cilt: 20 Sayı: 4, 378 - 384, 01.08.2017

Ali Tekin Erdem Aslan Sevgi Herek Tevrican Dokuyucu , Hasan Gezginç Halil Tekerek Ziya Dumlupınar , Aydın Akkaya

https://doi.org/10.18016/ksudobil.323480

Cited By: 1

Öz

Yulaf bitkisinde moleküler araçlar buğday, mısır ve arpaya göre daha az
olmakla birlikte son zamanlarda, oldukça önemli miktarda basit dizi tekrarları
(SSR) ve tek nükleotid poliformizmi (SNP) markörleri geliştirilmiştir. Bu
çalışmada, SSR markörleri kullanılarak farklı gen bankalarından elde edilen
Türkiye orijinli 384 yulaf genotipinin genetik çeşitliliği incelenmiştir. Yulaf
genotipleri saksılara ekilmiş ve yapraklarından DNA izolasyonu yapılmıştır. PCR
ve elektroforez işleminden sonra DNA bantları skorlanmış, elde edilen veriler NTSYSpc
2.21q analiz programları kullanılarak filogenetik ağaç oluşturulmuştur.

Moleküler karakterizasyon çalışmaları sonucunda, yulaf genotipleri 40
SSR markörü ile genotiplenmiş ve 130 allel elde edilmiştir. Elde edilen bantlar
kullanılarak oluşturulan dendograma bakıldığında Ülkemiz genetik kaynaklarından
olan yerel yulafların oldukça geniş bir varyasyon gösterdikleri belirlenmiştir.
Genotipik verilerin analizi sonucunda yerel yulaf çeşitlerinin geniş bir
dağılımla birlikte temelde % 51’lik genetik benzerlik gösterdiği
belirlenmiştir. Araştırmada kullanılan SSR markörlerinden AB_AM_467, AB_AM_829
ve AB_AM_874 markörleri 5 allel ile en çok bant elde edilen markörler olmuştur.
Moleküler analizlerin en önemli sonuçlarından bir tanesi de genotiplerin
birbirlerine akrabalıklarının yanı sıra, duplikasyonları önlemesi açısından TL462
ve TL464 genotiplerinin birbirlerine % 100 benzer bulunmasıdır.

Araştırmada,
Türkiye kaynaklı yulaf genotiplerinin birbirlerine olan genetik mesafeleri
belirlenmiş olup, yulaf ıslah programlarında özellikle birbirlerine uzak
akrabaların melezlenmesi ile genetik varyasyonlar artırılabilir. Bunun dışında
tek tohum soyundan elde edilen yerel genotipler gen bankasına kazandırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Yulaf, Avena sativa, Avena byzantina, Moleküler karakterizasyon, SSR

Molecular Characterization of Turkish Oat Genotypes Using Simple Sequence Repeats (SSR) Markers

Öz

The molecular tools for oat are less than wheat,
maize and barley when they were compared. However, in recent years a huge
number of simple sequence repeats (SSR) and single nucleotide polymorphism (SNP)
markers were developed. In this study, genetic diversity of 384 Turkish oat
genotypes, obtained from different gene banks, were investigated by using SSR
markers. Oat genotypes were planted to the pots and DNAs from their leaves were
isolated. After the PCR and electrophoresis process, the DNA bands were scored,
data were analyzed by using NTSYSpc 2.21q software and a dendrogram was
created.

Based on the molecular marker analysis, oat
genotypes were screened by 40 SSR markers and those markers interrogated 130
loci. According to the dendrogram generated by genotypic data, Turkish oat
landraces showed a wide distribution and 51% similarity. Among the SSR markers
used, AB_AM_467, AB_AM_829 and AB_AM_874 were interrogated 5 loci being the
most allelic ones. One of the most important results of the molecular analysis,
it is revealed that the TL462 and TL464 were identical and that was important
to prevent duplication, besides the genetic diversity.

In the research, the genetic diversity among the
oat lines originated from Turkey was determined and making crosses between most
diverse ones might expand the genetic variations in the oat breeding programs.
In addition, landraces derived from single seed were deposited to the genbank.

Anahtar Kelimeler

Oat, Avena sativa, Avena byzantina, Molecular characterization, SSR

Kaynakça

• Aslan E 2015. Farklı Gen Bankalarından Elde Edilen Yulaf Hatlarının SSR (Basit Dizi Tekrarları) Markörleriyle Karekterizasyonu. KSÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Tarımsal Biyoteknoloji Anabilim Dalı 52s.
• Bennett P 2000. Microsatellites. Journal of Clinical Pathology, MolecularPathology, 53: 177-183.
• Boczkowska M, Tarczyk E 2013. Genetic diversity among Polish landraces of common oat (Avena sativa L.). Genet Resour Crop Ev 60: 2157–2169.
• Dice LR 1945. Measures of the Amount of Ecologic Association between Species. Ecology, 26: 297-302.
• Dumlupınar Z 2010. Türkiye Orijinli Yerel Yulaf Genotiplerinin Avenin Proteinleri ile Morfolojik, Fenolojik ve Agronomik Özellikler Yönünden Karakterizasyonu. KSÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla Bitkileri Anabilim Dalı, Doktora Tezi, 112 s.
• Dumlupinar Z, Brown R, Campbell R, Jellen EN, Anderson J,
• Bonman JM, Carson M, Chao S, Obert D, Jackson E 2016a. The Art of Attrition: Development of Robust Oat Microsatellites. Plant Breeding. doi: 10.1111/pbr.12362
• Dumlupınar Z, Jellen EN, Bonman M, Jackson EW 2016b. Genetic Diversity and Crown Rust Resistance of Oat Landraces from Various Locations throughout Turkey. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, Doi: 10.3906/tar-1509-43
• Ellegren H, Moore S, Robinson N, Byrne K, Ward W, Sheldon BC 1997. Microsatellite evolution-a reciprocal study of repeat lengths at homologous loci in cattle and sheep. Molecular Biology and Evolution, 14(8): 854-860.
• Fu YB, Peterson GW, Williams D, Richards KW, Fetch JM 2005. Patterns of AFLP variation in a core subset of cultivated hexaploid oat germplasm. Theor Appl Genet 111: 530–539.
• Hoffmann LA 1995. World Production and Use of Oats. “Alınmıştır The Oat Crop-Production and Utilization (ed) Welch, R.W.,Chapman and Hall, London, UK, 34-61.
• Kün E 1988. Serin İklim Tahılları. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, No: 1032. Ders Kitabı No: 299, Ankara, 216 s.
• Liu BH 1997. Statistical genomics: Linkage, mapping, and QTL analysis. CRC Press LLC, Boca Raton New York, USA, 648 s.
• Montilla-Bascon G, Sanchez-Martin J, Rispail N, Rubiales D, Mur L, Langdon T, Griffiths I, Howarth C, Prats E 2013. Genetic diversity and population structure among oat cultivars and landraces. Plant Mol Biol Rep 31: 1305–1314.
• Newell M A, Cook D, Tinker NA, Jannink JL 2011. Population structure and linkage disequilibrium in oat (Avena sativa L.): implications for genome-wide association studies. Theor Appl Genet 122: 623–632.
• O’Donoughue LS, Souza E, Tanksley SD, Sorrells ME 1994. Relationships among North-American oat cultivars based on restriction-fragment-length-polymorphisms. Crop Sci 34: 1251–1258.
• Oliver RE, Obert DE, Hu G, Bonman JM, O’Leary-Jepsen E, Jackson EW 2010. Development of oat-based markers from barley and wheat microsatellites. Genome, 53(6): 458-471.
• Oliver RE, Lazo GR, Lutz JD, Rubenfield MJ, Tinker NA, Anderson JM, Wisniewski Morehead NH, Adhikary D, Jellen EN, Maughan PJ, …, Guedira GLB 2011. Model SNP development for complex genomes based on hexaploid oat using high-throughput 454 sequencing technology. BMC Genomics 12: 77.
• Peterson DM, Wesenberg DM, Burrup DE, Erickson CA 2005. Relationships among agronomic traits and grain composition in oat genotypes grown in different environments. Crop Science, 45: 1249-1255.
• Rohlf FJ 2005. NTSYS-pc: Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis SystemVersion2.2. Setauket, Exeter Publishing, New York, USA.
• Weber JL, May PE 1989. Abundant class of human DNA polymorphisms which can be typed using the polymerase chain reaction. American Journal Human Genetics. 44: 388–396.