Elit Domuz Ayrığı (Dactylis glomerata L.) Genotiplerinde Genetik Çeşitliliğin SSR Markörleri ile Belirlenmesi

Domuz ayrığı (Dactylis glomerata L.) yaygın olarak yetiştiriciliği yapılan, ekonomik açıdan önemli çok yıllık bir buğdaygil yem bitkisidir. Bu araştırma, Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü yem bitkileri ıslah programı kapsamında geliştirilen elit domuz ayrığı klonlarının akrabalık derecelerini ve genetik çeşitliliğini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Çalışmada 32 genotip ve 24 SSR primeri kullanılmıştır. Moleküler analiz sonucunda SSR primerleri toplamda 126 allel üretmiştir. Allel sayısı 3 ila 7 arasında değişmiş ve lokus başına düşen ortalama allel sayısı 5,25 olarak bulunmuştur. Elde edilen allel büyüklükleri ise 101 bp ile 354 bp arasında değişmiş ve polimorfizm oranı her primer için %100 olarak gerçekleşmiştir. Bireyler arasında uzaklık derecesi Jaccard genetik uzaklık katsayısı kullanılarak elde edilmiş ve 0,21 ile 0,84 arasında değişmiş ve genetik çeşitlilik seviyesi yüksek bulunmuştur. Genotiplerden elde edilen 126 allelin 28’nin nadir alleller olduğu ortaya çıkmıştır. Jaccard genetik uzaklık katsayısı kullanılarak yapılan neighborjoining analizi sonucunda oluşturulan dendrogram 3 ana gruba ayrılmıştır. A grubu en büyük grubu oluşturmuş ve bünyesinde 15 genotip barındırmıştır. B grubu orijini aynı bölge olan 13 genotiple ikinci büyük grubu oluşturmuştur. C grubu ise en küçük grup olup orijini Türkiye’nin kuzeyi olan genotipleri barındırmıştır. Moleküler analizler domuz ayrığı genotiplerinin önemli derecede genetik varyasyon taşıdığı ve ıslah programı için değerli kaynaklar olduğu ortaya çıkmıştır. Bunlara ek olarak, SSR tekniğinin domuz ayrığı genotiplerini moleküler olarak tanımlamada oldukça uygun ve etkili bir teknik olduğu sonucuna varılmıştır.

Determination of Genetic Diversity in Elite Orchardgrass (Dactylis glomerata L.) Genotypes Using SSR Markers

Orchardgrass (Dactylis glomerata L.) is an economically important, and widely cultivated perennial forage grass. The aim of this study was to determine the genetic diversity and genetic relationship among the orchardgrass breeding lines developed in Aegean Agricultural Research Institute, using simple sequence repeat (SSR, microsatellite) molecular markers. The genetic diversity of 32 orchardgrass was assessed using a set of 24 SSR markers. SSR primer pair combinations yielded 126 alleles for all genotypes. The number of alleles per locus ranged from three to seven with an average of 5.25 alleles across 24 loci. The alleles size ranged from 101 to 354 and the polymorphism rate was 100%. Jaccard genetic distance coefficient varied from 0.21 to 0.84 among genotypes. The degree of genetic diversity among the genotypes was high. Total number of rare alleles was 28 alleles across 126 loci. Dendrogram constructed using neighborjoining analysis based on Jaccard genetic distance matrix were clustered into three main groups A, B and C. Group A was the largest group contained 15 genotypes, while B had 13 genotypes originated mainly from same region. The group C was the smallest group contained genotypes originated from northern part of Turkey. The molecular analysis revealed that a significant genetic variation existed in this orhardgrass collection, and the genotypes studied have potential for ensure rich genetic resources in orchardgrass breeding program. In addition to this, it was concluded that SSR markers are suitable markers for the molecular identification of different orchardgrass genotypes.

PDF

___

Ayan İ, Acar Z, Kutbay GH, Aşçı ÖÖ, Mut H, Başaran U, Töngel MÖ. 2011. Orta Karadeniz Bölgesi’nde Bazı Buğdaygil Yem Bitkilerinin Toplanması Tanımlanması ve Kültüre Alınma Olanaklarının Araştırılması TÜBİTAK kesin sonuç raporu, Samsun.
Barnard, D. (ed.) 1972. Register of Australian herbage plant cultivars. CSIRO, Canberra
Bushman BS, Larson SR, Tuna M, West MS, Hernandez AG, Vullaganti D, Gong G, Robins JG, Jensen KB, Thimmapuram J. 2011. Orchardgrass (Dactylis glomerata L.) EST and SSR marker development, annotation, and transferability. Theor Appl Genetic, 123 (1): 119-129. 10.1007/s00122-011-1571- 2.
Casler MD, Fales SL, McElroy AR, Hall MH, Hoffman LD, Undersander DJ, and Leath KT. 2002. Half-sib Selection for Forage Yield in Orchardgrass. Plant Breeding 121: 43–48.
Cömertpay G, Baloch FS, Kilian B, Ülger AC, Özkan H. 2011.
Diversity Assessment of Turkish Maize Landraces Based On Fluorescent Labelled Ssr Markers. Plant Molecular Biology Reporter. Doi 10.1007/S11105-011-0332-3
Doyle JJ, Doyle JL. 1990. Isolation of plant DNA from fresh leaf tissue. Focus 12: 13-15.
Heun M, Murphy JP, Phillips, TD. 1994. A comparison of RAPD and isozyme analyses for determining the genetic relationships among Avena sterilis L. accessions. Theor Appl Genet 87: 689–96. doi:10.1007/BF00222894.
Hirata M, Yuyama N, Cai H. 2011. Isolation and characterization of simple sequence repeat markers for the tetraploid forage grass Dactylis glomerata. Plant Breed. 130: 503–506. doi:10.1111/j.1439-0523.2010.01831.x
Jaccard P. 1908. Nouvelles recherchers sur la distribution floreale. Bull. Soc. Vaudoise Sci. Nat. 44:223–270.
Jafari A, Naseri H. 2007. Genetic variation and correlation among yield and quality traits in cocksfoot (Dactylis glomerata L.). J. Agr. Sci. 610.
Kölliker R, Stadelmann, FJ, Reidy B, Nösberger J. 1999. Genetic variability of forage grass cultivars: A comparison of Festuca pratensis Huds., Lolium perenne L., and Dactylis glomerata L. Euphytica 106: 261–270. doi:10.1023/A:1003598705582.
Last L, Widmer F, Fjellstad W, Stoyanova S, Kölliker R. 2013. Genetic diversity of natural orchardgrass (Dactylis glomerata L.) populations in three regions in Europe. BMC Genetics 14: 102. pmid:24165514.
Lindner R, Garcia A. 1997. Geographic distribution and genetic resources of Dactylis in Galicia (northwest Spain) Genet. Resour. Crop Evol. 44 (6): 499.
Lolicato S, Rumball W. 1994. Past and present improvement of cocksfoot (Dactylis glomerata L.) in Australia and New Zealand, New Zealand Journal of Agricultural Research, 37(3): 379-390, DOI: 10.1080/00288233.1994.9513075
Paradis, 2011. Analysis of Phylogenetics and Evolution with R. Second Edition. Springer New York.
Peng YAN, Zhang X, Deng Y, Ma X. 2008. Evaluation of genetic diversity in wild orchardgrass (Dactylis glomerata L.) based on AFLP markers. Hereditas 145: 174–181. doi:10.1111/j.2008.0018-0661.02038.x.
Sanada Y, Takai T, Yamada T. 2007. Ecotypic variation of watersoluble carbohydrate concentration and winter hardiness in cocksfoot (Dactylis glomerata L.). Euphytica 153: 267-280.
Serin Y, Tan M. 2001. Yem Bitkileri Kültürüne Giriş. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, No: 206, 217s., Erzurum.
Steiner JJ, de los Santos GG. 2001. Adaptive ecology of Lotus corniculatus L. genotypes: I. Plant Morphology and RAPD Marker Characterizations. Crop Sci. 41: 552-563.
TUIK 2016. Türkiye İstatistik kurumu (https://biruni. tuik.gov.tr/bitkiselapp/bitkisel.zul)
Tuna M, Khadka DK, Shrestha MK, Arumuganathan K, GolanGoldhirsh A. 2004. Characterization of natural orchardgrass (Dactylis glomerata L.) populations of the Thrace Region of Turkey based on ploidy and DNA polymorphisms. Euphytica 135, 39–46. doi:10.1023/B:EUPH.0000009537.08697.4e.
Xie WG, Zhang XQ, Cai HW, Liu W, Peng Y. 2010. Genetic diversity analysis and transferability of cereal EST-SSR markers to orchardgrass (Dactylis glomerata L.). Biochem. Syst. Ecol. 38: 740-749.
Xie W, Zhang X, Cai H, Huang L, Peng, Y, Ma X. 2011. Genetic maps of SSR and SRAP markers in diploid orchardgrass (Dactylis glomerata L.) using the pseudo-testcross strategy. Genome 54: 212–21. doi:10.1139/G10-111.
Xie WG, Lu, XF, Zhang XQ, Huang LK, Cheng L. 2012. Genetic variation and comparison of orchardgrass (Dactylis glomerata L.) cultivars and wild accessions as revealed by SSR markers. Genet Mol Res 11: 425–33. doi:10.4238/2012.February.24.1
Zeng B, Zhang X, Fan Y, Lan Y, Ma X, Liu W. 2006. Genetic Diversity of Dactylis glomerata Germplasm Re-sources Detected by Inter-simple Sequence Repeats (ISSRs) Molecular Markers. Hereditas 28, 1093. doi:10.1360/yc-006- 1093.