Yüksek çözünürlüklü erime yöntemi ile Horoz Karası ve Sergi Karası üzüm çeşitlerine ait klonların tanımlanması

Öz

Bu çalışma, Türkiye’nin Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nde yaygın olarak yetiştirilen ve üreticiler tarafından sıklıkla karıştırılan Horoz Karası ve Sergi Karası üzüm çeşitlerinin genetik farklılıklarını moleküler bir yöntemle belirlemek ve bu çeşitlerin bölgedeki dağılımları hakkında araştırmacılara veri sağlamak amacıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, genetik çeşitliliğin yüksek hassasiyetle belirlenmesine olanak sağlayan Yüksek Çözünürlüklü Erime (HRM) yöntemi kullanılmıştır. Horoz Karası ve Sergi Karası üzüm çeşitlerine ait yaprak örnekleri, Adıyaman, Gaziantep ve Kilis illerindeki yerel bağlardan toplanarak, Actin gen bölgesine dayalı HRM analizi ile incelenmiştir. Çalışma sonucunda, harici bir grup olarak analiz edilen Tahannebi üzüm çeşidinin diğer örneklerden belirgin bir şekilde ayrıldığı görülmüştür. Benzer şekilde, Sergi Karası çeşidine ait örneklerin de HRM yöntemiyle Horoz Karası örneklerinden net bir şekilde ayrıldığı tespit edilmiştir. Öte yandan, farklı lokasyon ve bağlardan alınan Horoz Karası örneklerinin kendi içinde iki ayrı alt grupta toplandığı belirlenmiştir. Bu durum, klonal çoğaltmaya rağmen üzüm çeşitlerinin kendi içinde genetik varyasyon gösterebildiğine işaret etmektedir. Sonuç olarak, HRM analizinin üzüm çeşitlerinin genetik tanımlanması ve korunması açısından güçlü bir araç olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Vitis Vinifera L.
• Klonal Varyasyon
• HRM Analizi
• SSR

Identification of Horoz Karası and Sergi Karası grapevine cultivar’ clons by high-resolution melting method

Abstract

This study was conducted to determine the genetic differences between the grape cultivars Horoz Karası and Sergi Karası, which are commonly grown and frequently confused by producers in the Southeastern Anatolia Region of Türkiye, using a molecular approach. It also aimed to provide data for researchers regarding the regional distribution of these cultivars. The High-Resolution Melting (HRM) method, which enables the highly sensitive detection of genetic diversity, was employed. Leaf samples of Horoz Karası and Sergi Karası cultivars were collected from local vineyards in the provinces of Adıyaman, Gaziantep, and Kilis, and analyzed through HRM based on the Actin gene region. The results revealed that the Tahannebi cultivar, included as an external group, was clearly distinguishable from the other samples. Likewise, Sergi Karası samples formed a distinct group from Horoz Karası. However, Horoz Karası samples collected from different vineyards and locations clustered into two subgroups. This finding indicates that grape cultivars may exhibit intra-cultivar genetic variation despite clonal propagation. Overall, the study concludes that HRM analysis is a powerful tool for the genetic identification and conservation of grapevine cultivars.

Keywords

• Vitis Vinifera L.
• Clonal Variation
• HRM Analysis
• SSR

References

1. Arık, C., Berberoğlu, E., Can, T.H., & Yegenoglu, D. (2023). Bağcılıkta biyoteknolojik yaklaşım. Soma Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi, 2 (36), 25-31. https://doi.org/10.47118/somatbd.1404303
2. Bahar, E., Korkutal, İ., & Tekin, D. (2012). Küresel ısınmanın bağcılık üzerine etkileri. Trakya University Journal of Engineering Sciences, 13 (1), 1-15.
3. Barrias, S., Pereira, L., Rocha, S., De Sousa, T.A., Ibáñez, J., & Martins-Lopes, P. (2023). Identification of Portuguese traditional grapevines using molecular marker-based strategies. Scientia Horticulturae, 311, 111826. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.111826
4. Çelik, H., Kunter, B., Söylemezoğlu, G., Ergül, A., Çelik, H., Karataş, H., Özdemir, G., & Atak, A. (2010). Bağcılığın geliştirilmesi yöntemleri ve üretim hedefleri. TZM VII. Teknik Kongresi, Ankara, 493-513 s.
5. D’Onofrio, C., De Lorenzis, G., Giordani, T., Natali, L., Cavallini, A., & Scalabrelli, G. (2010). Retrotransposon-based molecular markers for grapevine species and cultivars identification. Tree Genetics & Genomes, 6, 451-466. https://doi.org/10.1007/s11295-009-0263-4
6. Daler, S., & Cangi, R. (2023). Yozgat ilinde yetiştirilen üzüm çeşitlerinin ampelografik özelliklerinin belirlenmesi. Bahçe, 52 (Özel Sayı 1), 122-137.
7. Distefano, G., Caruso, M., La Malfa, S., Gentile, A., & Wu, S.B. (2012). High resolution melting analysis is a more sensitive and effective alternative to gel-based platforms in analysis of SSR–an example in citrus. PLoS ONE, 7 (8), e44202. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0044202
8. Emanuelli, F., Sordo, M., Lorenzi, S., Battilana, J., & Grando, M.S. (2014). Development of user-friendly functional molecular markers for VvDXS gene conferring muscat flavor in grapevine. Molecular Breeding, 33, 235-241. https://doi.org/10.1007/s11032-013-9929-6

9. Ganopoulos, I., Tsaballa, A., Xanthopoulou, A., Madesis, P., & Tsaftaris, A. (2013). Sweet cherry cultivar identification by high-resolution-melting (HRM) analysis using gene-based SNP markers. Plant Molecular Biology Reporter, 31, 763-768. https://doi.org/10.1007/s11105-012-0538-z
10. Ganopoulos, I., Xanthopoulou, A., Mastrogianni, A., Drouzas, A., Kalivas, A., Bletsos, F., Krommydas, S.K., Ralli, P., Tsaftaris, A., & Madesis, P. (2015). High Resolution Melting (HRM) analysis in eggplant (Solanum melongena L.): A tool for microsatellite genotyping and molecular characterization of a Greek Genebank collection. Biochemical Systematics and Ecology, 58, 64-71. https://doi.org/10.1016/j.bse.2014.11.003
11. Gomes, S., Breia, R., Carvalho, T., Carnide, V., & Martins‐Lopes, P. (2018a). Microsatellite high‐resolution melting (SSR‐HRM) to track olive genotypes: from field to olive oil. Journal of Food Science, 83 (10), 2415-2423. https://doi.org/10.1111/1750-3841.14333
12. Gomes, S., Castro, C., Barrias, S., Pereira, L., Jorge, P., Fernandes, J.R., & Martins-Lopes, P. (2018b). Alternative SNP detection platforms, HRM and biosensors, for varietal identification in Vitis vinifera L. using F3H and LDOX genes. Scientific Reports, 8 (1), 5850. https://doi.org/10.1038/s41598-018-24158-9
13. Gürsöz, S. (1993). GAP alanına giren Güneydoğu Bölgesi bağcılığı ve özellikle Şanlıurfa ilinde yetiştirilen üzüm çeşitlerinin ampelografik nitelikleri ile verim ve kalite unsurlarının belirlenmesi üzerine bir araştırma. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 363 s, Adana.
14. Ibáñez, J., Vélez, M.D., de Andrés, M.T., & Borrego, J. (2009). Molecular markers for establishing distinctness in vegetatively propagated crops: a case study in grapevine. Theoretical and Applied Genetics, 119 (7), 1213-1222. https://doi.org/10.1007/s00122-009-1122-2
15. Illa, E., Sargent, D.J., Girona, E.L., Bushakra, J., Cestaro, A., Crowhurst, R., Pindo, M., Cabrera, A., van der Knaap, E., Iezzoni, A., Gardiner, S., Velasco, R., Arús, P., Chagné, D., & Troggio, M. (2011) Comparative analysis of Rosaceous genomes and the reconstruction of a putative ancestral genome for the family. BMC Evol Biol., 11, 9-13. https://doi.org/10.1186/1471-2148-11-9
16. Karaağaç, E. (2006). Gaziantep ili asma gen potansiyelinin SSR (simple sequence repeats) markörlerle moleküler analizi (Doktora Tezi, Ankara Universitesi).
17. Karataş, H., & Ağaoğlu, Y.S. (2008). Genetic diversity among Turkish local grape accessions (Vitis vinifera L.) using RAPD markers. Hereditas, 145 (2), 58-63. https://doi.org/10.1111/j.0018-0661.2008.02011.x
18. Koç, M., Odabaşoğlu, M.İ., Aslan, K.A., Erol, Ü.H., & Kulak, M. (2024). HRM tekniği ile asma çeşitlerinin belirlenmesi ve farklı kullanım alanları. Bahçe, 53 (Özel Sayı 1), 74-80. https://doi.org/10.53471/bahce.1481883
19. Koç, M., Kamiloğlu, Ö., Cangi, R., & Yıldız, K. (2018). Physiological and biochemical responses to drought stress in some autochthonous grapevines of Turkey. XII International Conference on Grapevine Breeding and Genetics, 1248 (pp. 531-540). https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2019.1248.71
20. Kunter, B., & Karataş, D.D. (2011). Asmalarda mutasyonlar ve mutant Vitis vinifera L. çeşitleri. Yuzuncu Yıl University Journal of Agricultural Sciences, 21 (2), 146-151.
21. Küpe, M. (2012). Küresel iklim değişikliğinin bağcılık üzerindeki etkileri. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 43 (2), 191-196.
22. Luca, L.P., Di Guardo, M., Bennici, S., Ferlito, F., Nicolosi, E., La Malfa, S., Gentile, A., & Distefano, G. (2024). Development of an efficient molecular-marker assisted selection strategy for berry color in grapevine. Scientia Horticulturae, 337, 113522. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2024.113522
23. Madesis, P., Ganopoulos, I., Argiriou, A., & Tsaftaris, A. (2012). The application of Bar-HRM (Barcode DNA-High Resolution Melting) analysis for authenticity testing and quantitative detection of bean crops (Leguminosae) without prior DNA purification. Food Control, 25 (2), 576- 582. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2011.11.034
24. Merkouropoulos, G., Ganopoulos, I., Doulis, A., Nikolaou, N., & Mylona, P. (2016). High Resolution Melting (HRM) analysis on VviDXS to reveal muscats or non-muscats among autochthonous Greek wine producing grape varieties. Oeno One, 50 (3). https://doi.org/10.20870/oeno-one.2016.50.3.1571
25. Nunziata, A., Cervelli, C., & De Benedetti, L. (2018). Genotype confidence percentage of SSR HRM profiles as a measure of genetic similarity in Rosmarinus officinalis. Plant Gene, 14, 64-68. https://doi.org/10.1016/j.plgene.2018.04.006
26. Ocarez, N., Jiménez, N., Núñez, R., Perniola, R., Marsico, A.D., Cardone, M.F., Bergamini, C., & Mejía, N. (2020). Unraveling the deep genetic architecture for seedlessness in grapevine and the development and validation of a new set of markers for Vviagl11-based gene-assisted selection. Genes, 11 (2), 151. https://doi.org/10.3390/genes11020151
27. Odabaşıoğlu M.İ., İşlek, F., & Çakır, A. (2021). Küresel iklim değişikliği ve türkiye bağcılığının geleceğine muhtemel etkileri. İçinde: Kökten, K., İnci, H. (Eds.), Tarım Uygulamalarında Yenilikçi Yaklaşımlar, İksad Publishing House, Ankara, 257-294 s.
28. Soltekin, O., Altındişli, A., & İşçi, B. (2021). İklim değişikliğinin Türkiye’de bağcılık üzerine etkileri. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 58 (3), 457-467. https://doi.org/10.20289/zfdergi.882893
29. Stavridou, E., Lagiotis, G., Kalaitzidou, P., Grigoriadis, I., Bosmali, I., Tsaliki, E., Tsiotsiou, S., Kalivas, A., Ganopoulos, I., & Madesis, P. (2021). Characterization of the genetic diversity present in a diverse sesame landrace collection based on phenotypic traits and EST-SSR markers coupled with an HRM analysis. Plants, 10 (4), 656. https://doi.org/10.3390/plants10040656
30. Tangolar, S.G., Soydam, S., Bakir, M., Karaagac, E., Tangolar, S., & Ergul, A. (2009). Genetic analysis of grapevine cultivars from the eastern Mediterranean region of Turkey, based on SSR markers. Tarim Bilim Dergisi, 15 (1), 1-8.
31. TÜİK (2025). TÜİK bitkisel üretim istatistikleri. Erişim adresi: https://biruni.tuik.gov.tr/bitkiselapp/bitkisel.zul (Erişim Tarihi: 10 Ocak 2025).
32. Untergasser, A. (2008). “DNA Miniprep using CTAB” Untergasser's Lab”. (Erişim tarihi: 28.09.2024/http://www.untergasser.de/lab/protocols/miniprep_dna_ctab_v1_0.htm).
33. Ünal, A., & Soltekin, O. (2018). Dünya kurutmalik üzüm üretimi ve ticareti. Bahçe, 47 (Özel Sayı 1), 1-9.
34. Ünal, M.S., & Ucaş, C. (2022). Midyat (Mardin) ilçesi yerel üzüm çeşitlerinin salkım, tane, çekirdek ve çubuk özellikleri. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 27 (1), 125-135. https://doi.org/10.37908/mkutbd.1057297