Sütyemez-1 Ceviz Çeşidinden Açık Tozlanma ile Elde Edilen F1 Bitkilerinin Fenolojik ve Moleküler Karakterizasyonu

Öz

Bu araştırma, Sütyemez-1 ceviz çeşidinden serbest tozlanma sonucu elde edilen tohumlarla çoğaltılmış genotiplerin birbirleriyle ve ana çeşit ile olan fenolojik ve genetik farklılık seviyelerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Fenolojik olarak, yapraklanma ve yaprak döküm dönemleri incelenmiştir. Genetik farklılıkların belirlenmesinde ise 12 Basit Tekrarlı Diziler Arası Polimorfizm (ISSR) ve 5 Dizi İlişkili Çoğaltılmış Polimorfizm (SRAP) primeri kullanılmıştır. Araştırmada yapraklanma ve yaprak döküm başlangıç özellikleri yönüyle genotiplerin ana çeşide göre genelde daha geç aktif duruma geçtikleri gözlemlenmiştir. Tüm genotiplerde, yapraklanma başlangıç dönemlerinin 60 gün, yaprak döküm başlangıç dönemlerinin ise 44 gün gibi uzun bir periyoda yayıldığı belirlenmiştir. Fenolojik gözlem sonuçları üzerinden ana çeşide göre genotiplerin benzerlik seviyeleri sınıflandırılmıştır. Yapraklanma başlangıç dönemleri yönünden ana çeşide göre genotiplerin, %18’i “Çok yakın”, %12’si “Yakın”, %19’u “Orta”, %18’i “Uzak” ve %33’ü ise “Çok uzak” kategoride yer almışlardır. Yaprak döküm başlangıç dönemlerine göre ise genotiplerin; %48’inin “Çok yakın”, %20’sinin “Yakın”, %25’inin “Orta”, %3’ünün “Uzak” ve %4’ünün ise ana çeşide göre “Çok uzak” kategoride yer aldıkları belirlenmiştir. Genetik analizlerde genotiplerin birbirine benzerlik oranının %50 ile %99 arasında değiştiği ve polimorfizm oranının %93.3 olduğu tespit edilmiştir. Araştırmada kullanılan ceviz popülasyonlarının ana bitkiye göre hem fenolojik hem de genetik olarak önemli bir çeşitliliğe sahip olduğu ve bitkisel gen kaynaklarının yönetiminde fenolojik ve moleküler verilerin birlikte kullanılmasının önemli olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Ceviz,Moleküler,Fenoloji,ISSR,SRAP

Phenological and Molecular Characterization of Open Pollinated F1 Progenies of Sütyemez-1 Walnut Cultivar

Abstract

This research was carried out to determine the phenological and genetic difference levels of open-pollinated F1 progenies of Sütyemez-1 cultivar in walnut. Phenologically, leafing and defoliation periods were examined. In determining genetic differences, 12 ISSR and 5 SRAP primers were used. In this study, it was observed that the progenies became active later than their parent in terms of leafing and defoliation initial characteristics. In all progenies, leafing onset periods were determined to extend over a long period of 60 days and defoliation onset periods were 44 days. The classification has been made by considering the results of phenological observations. According to the main cultivar in terms of leafing, 18% of genotypes are “Very close”, 12% are “Close”, 19% are “Medium”, 18% are “Far” and 33% are “Very Far”. According to the first defoliation periods, genotypes; It was determined that 48% of them were in the category of “Very close”, 20% of them were “Close”, 25% of them were in the “Medium”, 3% were in the “Far” and 4% were in the “Very Far” category. In genetic analysis, it was determined that the similarity rate of genotypes varied between 50% and 99% and the rate of polymorphism was 93.3%. It has been observed that the walnut populations used in the study have a significant diversity both phenologically and genetically compared to the main plant and that it is important to use phenological and molecular data together in the management of plant gene sources.

Keywords

• Walnut,Phenological,ISSR,Molecular,SRAP

References

1. Ahmed, N., Mir, J. I., Mir, R. R., Rather, N. A., Rashid, R., Wani, S. H., Sheikh, M. A. (2012). SSR and RAPD Analysis of Genetic Diversity in Walnut (Juglans regia L.) Genotypes from Jammu and Kashmir, India. Physiology and Molecular Biology of Plants, 18(2), 149-160.
2. Akcan, S. (2007). Kaman Cevizlerinde Apomiksis Özelliğinin Moleküler Yöntemlerle Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi. Adana Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Adana. 93s.
3. Bardak, A. (2012). Lif ve Hav Oluşumuyla İlişkili DNA Markörlerinin Pamuk (Gossypium hirsutum L.) Genomunda Haritalanması ve QTL Analizi. Doktora Tezi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Kahramanmaraş. 141s.
4. Bardak, A., Bölek, Y. (2012). Genetic Diversity of Diploid and Tetraploid Cottons Determined by SSR and ISSR Markers, Turkish Journal of Field Crops, 17(2) : 139-144.
5. Bükücü, Ş.B., Sütyemez, M. (2016). The Determination of The Chilling Requirements of Some Walnut Juglans regia L Cultivars and Types. Turkish Journal of Agrıcultural and Natural Sciences, Vol. 3, no. 4, pp. 305-310.
6. Christopoulos, M.V., Rouskas, D., Tsantili, E., Bebeli, P.J. (2010). Germplasm Diversity and Genetic Relationships Among Walnut (Juglans regia L.) Cultivars and Greek Local Selections Revealed by Inter-Simple Sequence Repeat (ISSR) Markers. Scientia Horticulturae, 125(4) : 584-592.
7. Dice, L.R. (1945). Measures of the Amount of Ecologic Association Between Species. Ecology, 26 : 297-302.
8. Doğan, Y., Kafkas, S., Sütyemez, M., Akça, Y., Türemiş, N. (2014). Assessment and Characterization of Genetic Relationships of Walnut (Juglans regia L.) Genotypes by Three Types of Molecular Markers. Scientia Horticulturae, 168 : 81-87.

9. Doyle, J.J. Doyle, J.L. (1987). A Rapid DNA Isolation Procedure for Small Quantities of Fresh Leaf Tissue. Phytochemical Bulletin, 19 : 11-15.
10. Ekincialp, A., Kazankaya, A. (2012). Hakkâri Yöresi Kuşburnu Genotiplerinin (Rosa spp.) Bazı Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerinin Belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 22(1), 7-11.
11. Eser, E., Topçu, H., Kefayatı, S., Sütyemez, M., Islam M.R., Kafkas, S. (2019). Highly Polymorphic Novel Simple Sequence Repeat Markers from Class I Repeats in Walnut Juglans regia L., Turkish Journal of Agriculture and Forestry, vol. 43, pp. 174–183.
12. IPGRI (1994). Walnut Descriptors for Walnut (Juglans Spp.). International Plant Genetic Resources Institute, Rome, Italy.
13. Ipek, M., Arıkan, Ş., Pırlak, L., Eşitken, A. (2019). Phenological, Morphological and Molecular Characterization of Some Promising Walnut (Juglans regia L) Genotypes in Konya. Erwerbs-Obstbau, 61(2) : 149-156.
14. Laborda, P.R., Oliveira K.M., Garcia A.A., Paterniani M.E., De Souza A.P. (2005). Tropical Maize Germplasm: What can We Say About Its Genetic Diversity in the Light of Moleculer Markers. Thear Appl Genetik, 111(7) : 1288- 1299.
15. Malvolti, M. E., Pollegioni, P., Bertani, A., Mapelli, S., Cannata, F. (2010). Juglans regia Provenance Research by Molecular, Morphological and Biochemical Markers: A Case Study in Italy. Biorem. Biodiv. Bioavail, 4 : 84-92.
16. Najafi, F., Mardi, M., Fakheri, B., Pirseyedi, S. M., Mehdinejad, N., Farsi, M. (2014). Isolation and characterization of novel microsatellite markers in walnut (Juglans regia L.). American Journal of Plant Sciences. 5(03):409–415.
17. Nei, M. (1972). Genetic Distance Between Populations. The American Naturalist, 106: 283-292.
18. Özcan, A., Sütyemez, M. (2017). Bazı Ceviz Juglans regia L. Çeşitlerinin Çimlenme ve Çöğür Anaçlık Gelişme Performanslarının Belirlenmesi, KSU Journal. Natural. Scince, vol. 20, no. 1, pp. 75–79.
19. Pollegioni P., Bartoli S., Cannata F., Malvolti M.E. (2003). Genetic Differentiation of Four Italian Walnut (Juglans regia L.) Varieties by Inter Simple Sequence Repeat (ISSR). J Genet Breed., 57: 231-240.
20. Pollegioni, P., Woeste, K., Binbaģı, A., Mugnozza, G., Scarascia, Malvolti, M.E. (2008). Characteristics of Juglans nigra (L), Juglans regia (L) and Juglans X Intermediate (Carr.) SSR Markers: A Case Study in Italy. Silvae Genetica, 58(1-2): 68-78.
21. Potter, D., Gao, F., Aiello, G., Leslie, C., Mc. Granahan, G.H. (2002). Intersimple Sequence Repeat Markers for Fingerprinting and Determining Genetic Relationships of Walnut (Juglans regia) Cultivars. J. Amer. Soc. Hort. Sci., 127(1) : 75-81.
22. Reddy, M.P., Sarla, N., Siddiq, A. (2002). Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) Polymorphism and Its Application in Plant Breeding. Euphytica, 128 : 9-17.
23. Rohlf, F.J. (1998). NTSYSpc Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System Version 2.0 User Guide.
24. Sütyemez, M., Kaşka, N. (2006). Comparison of the Behaivours of Some Localy Selected Genotypes and Local and Foreign Walnut Cultivars Under K. Maras Ecological Conditions, Acta, no. 705, pp. 151–157.
25. Sütyemez, M. (2016). New Walnut Cultivars Maras 18 Sutyemez 1 and Kaman 1, HortScience, vol. 51, no. 10, pp. 1301-1303.
26. Sütyemez, M. (2019). Bitki Islahı Ders Notları (Yayınlanmamış).
27. Vahdati, K., Pourtaklu, S. M., Karimi, R., Barzehkar, R., Amiri, R., Mozaffari, M., Woeste, K. (2015). Genetic diversity and gene flow of some Persian walnut populations in southeast of Iran revealed by SSR markers. Plant systematics and evolution, 301(2), 691-699.
28. Woodworth, R.H. (1930). Meiosis of Microsporogenesis in the Juglandaceae. American Journal of Botany, 9 : 863-869.