Determination of Genetic Diversity Among Some Turkish Spring Bread Wheat Varieties Using SSR Markers

Abstract

Wheat in grain, is a food source with high strategic importance and it was cultured since ancient times. Since the increase of population in the world, it was necessary in order to increase the yield per unit area. Increasing yield per unit area of wheat, can be achievable by various breeding methods. Knowing the genetic similarities - differences of plant genetic resources are very important for breeding. In recent years, molecular marker methods are often preferred in wheats. This study was aimed to molecular characterization of 23 bread wheat varieties which collected from different regions of Turkey using capillary electrophoretic method for 32 SSR primers. As a result of molecular marker analysis the genetic similarities and differences between the varieties are revealed at the molecular level. In addition, this study emphasizes once again the importance and necessity of using molecular markers for breeding studies. 

Keywords

• Wheat varieties,Genetic diversity,Capillary electrophoresis,SSR primer

Bazı Türk Yazlık Ekmeklik Buğday Çeşitleri Arasındaki Genetik Farklılığın SSR Markörleriyle Belirlenmesi

Öz

Tahıllar içerisinde buğday, ilk çağlardan beri kültürü yapılan ve stratejik önemi yüksek olan bir besin kaynağıdır. Nüfusun artmasıyla birlikte birim alandan alınan verimi arttırma ihtiyacı doğmuştur. Buğdayda birim alandan alınan verimi arttırmak çeşitli ıslah yöntemleri ile mümkün olabilir. Gen kaynaklarının genetik benzerlik-farklılıklarının bilinmesi bitki ıslahı açısından oldukça önemlidir. Son yıllarda buğdayda yapılan çalışmalarda moleküler markör yöntemleri sıklıkla tercih edilmektedir. Bu çalışmada, Türkiye’nin farklı bölgelerinden toplanan 23 adet ekmeklik buğday çeşidinin moleküler karakterizasyonunun belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla 32 adet SSR primeri kullanılarak spesifik DNA bölgelerinin çoğaltılması sağlanmış ve kapillar yöntemle elektroforez işlemini gerçekleştirilmiştir. Yapılan moleküler markör analizi sonucunda çeşitler arasındaki genetik benzerlik ve farklılıklar moleküler düzeyde ortaya konmuştur. Ayrıca bu çalışmayla moleküler markör kullanımının ıslah çalışmaları için önemi ve gerekliliği bir kez daha vurgulanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• SSR primeri,Buğday çeşidi,Genetik Farklılık,Kapilar elektroforez,SSR primeri

References

1. Akyürek, S., 2014. Değişik Fenolojik Özelliklere Sahip Buğday Çeşitlerinde Süne Zararının Verim Ve Kalite Üzerine Etkisi Ve Genetik Farklılıkların Belirlenmesi. (doktora tezi) Namık Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı, Tekirdağ.
2. Atak, M., 2004. Farklı Triticale Hatlarının Morfolojik ve DNA Markörleriyle Genetik Karakterizasyonu. (doktora tezi, yayınlanmamış). Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Anabilim Dalı, Ankara.
3. Bennett, M.D., Leitch, I.J., 1995. Nuclear DNA amounts in angiosperms. Ann. Bot., 76: 113–176.
4. Dede, B., 2007. Mikrosatellit DNA belirleyicileri kullanarak yerel ekmeklik buğdayçeşitlerinin tanımlanması (yüksek lisans tezi). Gazi Osman Paşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat.
5. De Riek, J., Calsyn, E., Everaert, I., Van Bocksteal, E., De Loose, M., 2001. AFLP based alternative for the assessment of the distinctness, uniformity and stability of sugar beat varieties. Theor. Appl. Genet. 103: 1254-1256.
6. Doyle, JJ., Doyle, JL., 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochem. Bull., 19: 11-15.
7. Gupta, P. K., Varshney, R.K., Sharma, p.C., Ramesh B., 1999. Review. Moleküler Markers and Their Application in Wheat Breeding. Plant Breeding, 118: 369-390.
8. Melchinger, A.E., 1999. The Genetics and Exploitation of Heterosis in Crops. Genetic diversity and heterosis (Editor: . In J.G. Coors and S. Pandey) CSSA, Madison, WI. S:99-118.

9. Metin, A., 2012. Nohut Çeşitlerinde SSR Varyasyonu ve Genetik İlişkilerin Değerlendirilmesi (yüksek lisans tezi). Bozok Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yozgat.
10. Neale, D.B., Devey, M.E., Jermstad, K.D., Ahuja, M.R., Alosi, M.C., Marshall, K.A., 1992. Use of DNA markers in forest tree improvement research, New. For., 6: 391-407.
11. Nei, M., and Li, W.H., 1979, Mathematical model for studying variation in terms of restriction endonucleases. Proc. Nat. Acad. Sci., 76: 5269-5273.
12. Okyay, V.V., 2009. Akdeniz Bölgesine Uygun Ekmeklik Buğdaylarda (Triticum aestivum L.) D-genomundaki Değişimlerin SSR Markörleri Yoluyla Belirlenmesi (yüksek lisans tezi). Mustafa Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Antakya/Hatay.
13. Poehlman, J.M., 1987. Breeding field crops 3rd edition. AVI, Westport, Connecticut.
14. Prasad, M., Varshney, R.K., Roy, J.K., Balyan, H.S., Gupta, P.K., 2000. The use of microsatellites for detecting DNA polymorphism, genotype identification and genetic diversity in wheat. Theor. Appl.Genet., 100: 584-592.
15. Rohlf, F.J., 1998. NTSYS-pc: Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System, Version 2.0, User's Guide. New York: Exeter Software.
16. Smith, D.B., Flavell, R.B., 1975. Characterisation of the wheat genome by renaturation kinetics. Chromosome, 50: 223–242.
17. Strelchenko, P., Street, K., Mitrofanova, O., Mackay, M., Balfourier, F., Genetic diversity among hexaploid wheat landraces with different geographical origins revealed by microsatellites: Comparison with AFLP and RAPD. 4th International Crop Science Congress, Eylül 2004, Brisbane/Avusturalya.
18. TÜİK, 2015. Bitkisel ürün istatistikleri. http://www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt_id=1001. Erişim Tarihi: 4.06.2016.
19. Yağdı, K., 2004. Bursa Koşullarında Geliştirilen Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Hatlarının Bazı Kalite Özelliklerinin Araştırılması. Ulud. Üniv. Zir. Fak. Derg., 18(1): 11-23.