ESRA AYDOĞAN ÇİFCİ, KÖKSAL YAĞDI

Türkiye'de yetiştirilen bazı makarnalık buğday çeşitlerinde genetik farklılıkların belirlenmesi

Bu çalışma yurdumuzda tescil edilmiş ve tarımı yapılan makarnalık buğday (Triticum durum Desf.) çeşitleri arasındaki genetik çeşitliliği RAPD yöntemi ile inceleme amacıyla Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü Tohumluk Laboratuarında yürütülmüştür. Çalışmada 14 adet makarnalık (Triticum durum Desf.) buğday çeşidi kullanılmıştır. RAPD analizi sonuçlarına göre, kullanılan 45 primerden 27 tanesi polimorfik, 1 tanesi monomorfik bantlar oluşturmuştur. Çalışılan makarnalık buğdaylarda ortalama polimorfizm oranı % 66.7 olarak saptanmıştır. Polimorfik primerlerden, toplam 200 PCR ürününden 129 tanesi polimorfik olarak belirlenmiştir. Elde edilen DNA bantlarının büyüklükleri 300-4000 bç arasında saptanmıştır. Primer başına düşen bant sayısı 2 ile 12 arasında değişmiştir. Polimorfik primer başına elde edilen ortalama bant sayısı 7.14, polimorfik primer başına elde edilen ortalama polimorfik bant sayısı ise 4.77 olarak belirlenmiştir. Makarnalık buğday çeşitleri arasındaki genetik benzerlik indeksi 0.434-0.874 arasında değişim göstermiştir. UPGMA (Aritmetik Ortalamayı Kullanan Ağırlıksız Çift Grup Metodu) metodu kullanılarak çizilen dendrogramda makarnalık buğdayların 6 grupta toplandığı gözlenmiştir. Bu analiz sonucuna göre, makarnalık buğday çeşitlerinde genetik olarak birbirine en yakın çeşitlerin Çakmak-79 ve Kızıltan-91, genetik olarak birbirine en uzak çeşitlerin ise Ege-88 ve Ankara-98 olduğu saptanmıştır.*Makarnalık buğday çeşitleri arasındaki genetik varyasyonun tespit edilmesi amacıyla kullanılan Temel Bileşenler Analizi (PCA) sonucunda ise makarnalık buğdayların 8 grup oluşturduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre çeşitler arasında varyasyon bakımından Fuatbey-2000, Çakmak-79, Altıntaş-95, Kızıltan-91, Amanos-97, Meram-2002 ve Kunduru-1149 çeşitleri aynı grupta toplanmışlardır. Bunun yanı sıra Gediz-75, Yelken ve Çeşit-1252 çeşitleri kümeleme analizi sonucunda dendrogramda aynı grupta yer almasına rağmen PCA sonucu farklı bölgelerde yer almışlardır. Bu çalışma ile ülkemizde tescil edilmiş makarnalık buğday çeşitleri arasında göreceli olarak dar bir genetik farklılığın bulunduğu ve bitki ıslahı programlarında uygun anaçların seçiminde genotiplerin benzerliklerinin saptanmasında RAPD markörlerinden yaralanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Determination of genetic diversity of durum wheats cultivated in Turkey

This study was carried out at the Seed Laboratory of the Department of Field Crops, Faculty of Agriculture, University of Uludag in order to determine the genetic diversity of durum (Triticum durum Desf.) wheat varities registetred and cultivated in our country. In this research 14 durum wheats were used. On the basis of RAPD analysis, out of 45 primers 27 primers for durum wheat were polymorphic and 1 primer formed monomorphic bants. The polymorphism were determined 66.7 % for durum wheat. For durum wheats, polymorphic primers detected 200 bands and 129 of them polymorphic. DNA fragment size ranged from 300-4000 bp in durum wheats. Fragments per primers ranged from 2-12. The average number of fragments per polymorphic primer was found 7.14 and the average number of polymorphic fragments per polymorphic primer was detected as 4.77. Genetic similarity matrix changed into 0.434 to 0.874. Using UPGMA (The unweighted pair grouping method of arithmetic averages) to cluster data it was seen that durum wheat varities were grouped into six cluster. The result of the analysis indicated that for durum wheats the highest similarity was between Çakmak-79 and Kızıltan-91 whereas the genetic distance between Ege-88 and Ankara-98 was the lowest. At the result of Principal Component Analysis (PCA), used for detecting the genetic variation between wheat varieties, 8 groups for durum wheat were determined. The result of analysis showed that for the variation between varities, Fuatbey-2000, Çakmak-79, Altıntaş-95, Kızıltan-91, Amanos-97, Meram-2002 and Kunduru-1149 varities were in the same group. On the other hand, Gediz-75, Yelken and Çeşit-1252 varities were found different parts at the result of PCA while they were determined at the same group in the dendogram of cluster analysis. The result of the study indicated that the registered varieties in Turkey, possesed relatively narrow genetic background and concluded that to determine the genetic similarity of genotypes for selecting proper parents in breeding programmes RAPD technique can be used as a molecular genetic marker.

PDF

___

Abbas, S.J., S.R.U. Shah, G.Rasool and A. Iqbal. 2008 a. Analysis of Genetic Diversity in Pakistan Wheat Varieties By Using Randomly Amplified Polymorphic DNA (RAPD) Primers American-Eurasian Journal of Sustainable Agriculture, 2(1): 29-33.
Akkaya, M.S., Doğrar, A. İncirli, E.E. Hakkı, E. B. Büyükünal ve H. Bilgiç. 1999. Türkiye Makarnalık Buğday Çeşitlerinde DNA belirleyicileri Kullanarak Genetik Çeşitliliğin Belirlenmesi. Hububat Sempozyumu. 8-11 Haziran 1999. Konya. 143-145.
Altıntas¸ S., F. Toklu, S. Kafkas, B. Kılıan, A. Brandolini and H. Özkan. 2008. Estimating Genetic Diversity in Durum and Bread Wheat Cultivars From Turkey Using AFLP and SAMPL Markers. Plant Breeding 127: 9-14.
Atak, M. 2004. Farklı Triticale Hatlarının Morfolojik ve DNA Markörleriyle Genetik Karakterizasyonu. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Anabilim Dalı Doktora Tezi (Yayınlanmamış).106 s.
Bedo, Z., L. Szunics, L. Lang, Lu. Szunics, O. Veisz, I. Karsai, Gy. Vida, P. Szücs, A. Juhasz, M. Gal, Sz. Bencze, M. Megyeri, K. Puskas and C. S. Horvath. 2000. Genetic Diversity in Durum Wheat. Annual Wheat Newsletter. Vol:46. http://wheat.pw.usda.gov/gpages/awn/
Bhutta, W. M. 2006. Biochemical and Molecular Characterization of Wheat Genotypes Determined By RAPD Analysis. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B- Plant Soil Sience, 57(4):335-341.
Bhutta, W.M., J. Akhtar, M. Ibrahim and A. Shahzad. 2006. Genetic Variation Between Pakistan Wheat (Triticum aestivum L.) Genotypes As Revealed By Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) Markers. South African Journal of Botany. 72: 280-283.
Bibi, S., U. Dahot, I. A. Khan, A. Khatri and M.H. Naqvi. 2009. Study of Genetic Diversity (Triticum aestivum L.) Using Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) Markers. Pakistan Journal of Botany. 41(3):1023-1027.
Bilgin, O. 2001. Bazı Ekmeklik Buğday ( Triticum aestivum L.) Çeşit ve Hatlarında Genetik Uzaklıklar, Verim ve Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. Trakya Üniversitesi Tekirdağ Ziraat Fakültesi. Doktora Tezi.
Castagna, R., S. Gnocchi, M. Perenzin and M. Heun. 1997. Genetic Variability of the Wild Diploid Wheat Triticum Urartu Revealed By RFLP and RAPD Markers. Theor Appl Genet 94: 424-430.
Cenkci, S., M. Konuk and Y. Eren. 2007. Genetic Diversity in Some Wild (Triticum L. and Aegilops L.) and Cultivated (Triticum aestivum L. and Triticum durum Desf.) Wheat Species of Turkey. Asian Journal of Plant Sciences. 2:1-7.
Chen, H. B., J. M. Martin, M. Lavin and L. E. Talbert. 1994. Genetic Diversity in Hard Red Spring Wheat Based on Sequence-Tagged-Site PCR Markers Crop Science.34(6): 1628-1632.
De Bustos, A., C. Casanova, C. Soler and N. Jouve. 1998. RAPD Variation in Wild Populations of Four Species of the Genus Hordeum (Poaceae). Theor. Appl. Genet, 96: 101-111.
Doğrar, N., S. Akın-Yalın and M.S. Akkaya. 2000. Discriminating Durum Wheat Cultivars Using Highly Polymorphic Simple Sequence Repeat DNA Markers Plant Breeding 119:360-362.
Grewal, S., P. Kharb, R. Malik, S. Jain and R.K. Jain. 2007. Assessment of Genetic Diversity Among Some Indian Wheat Cultivars Using Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) Markers. Indian Journal of Biotechnology. Vol: 17(6): 18-23.
Gupta, P. K., R.K. Varshney, P. C. Sharma and B. Ramesh. 1999. Review. Moleküler Markers and Their Application in Wheat Breeding. Plant Breeding, 118: 369-390.
Joshi, C.P. and H. T. Nguyen. 1993. RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) Analysis Based Intervarietal Genetic Relationships Among Hexaploid Wheats. Plant Science. 93(1-2): 95-103.
Karcicio, M. 2006. Yerel Durum Buğdayı Çeşitlerinde (Triticum durum Desf.) RAPD-PCR Tekniği ile Genetik Çeşitlilik Analizi Hacettepe Üniversitesi Biyoloji Anabilim Dalı Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi. 80s.
Liu, Z.Q., Y. Pei and Z.J. Pu 1999. Relationship Between Hybrid Performance and Genetic Diversity Based on RAPD Markers in Wheat (Triticum aestivum L.) Plant Breeding 118:119-123.
Malaki, M., M.R. Naghavi, H. Alizadeh and F. Tabatabaei. 2008. Analysis of Genetic Diversity in Wild Diploid Wheat Triticum boeoticum From West of Iran Using RAPD and AFLP Markers. 11th. International Wheat Genetics Symposium, 24-29 August 2008. Brisbane, Austria.
Maric, S., S. Bolaric, J. Martincic, I. Pejic and V. Kozumplik. 2004. Genetic Diversity of Hexaploid Wheat Cultivars Estimated By RAPD Markers, Morphological Traits and Coefficients of Parentage Plant Breeding 123, 366-369.
Mukhtar, M.S., M.U. Rahman and Y. Zafar. 2002. Assessment of Genetic Diversity Among Wheat (Triticum aestivum L.) Cultivars From A Range of Localities Across Pakistan Using Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) Analysis Euphytica 128: 417425.
Nevo, E., A. B. Korol, A. Beiles, and T. Fahima. 2002. Evolution of Wild Emer Wheat and Wheat Improvement. Springer- Verlag, Berlin, Almanya.
Pujar, S., S.A. Tamhankar, V.S. Rao, V. S. Gupta, S. Naik and P.K. Ranjekar. 1999. Arbitrarily Primed PCR Based Diversity Assesment Reflects Hierarchical Grouping of Indian Tetraploid Wheat Genotypes. Theo. Appl. Genet. 99(5):868-876.
Rohlf, F. J. 2005. Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System. Version 2. 2. Department of Ecology and Evolution State University of New York. Stony Brook, NY 11794-5445. ISBN:0-95031-31-3. 42 p.
Sawalha, K., H. Eideh, Sa‟ad Laham, H. Hasasneh and B. Mezeid. 2008. Genetic Diversity Studies on Wheat Landraces in Palestine Using RAPD Markers in Comparison to Phenotypic Classification. Journal of Applied Biological Sciences 2 (1): 29-34.
Shoaib, A. and M. I. E. Arabi. 2006. Genetic Diversity Among Syrian Cultivated and Landraces Wheat Revealed By AFLP Markers Genetic Resources and Crop Evolution 53: 901906.
Sun, Q., Z. Ni, Z. Liu, J. Gao and T. Huang. 1998. Genetic Diversity in Elite Wheat Cultivars Revealed By Random Amplified Polymorphic DNA. Annual Wheat Newsletter. Vol:44. http://wheat.pw.usda.gov/gpages/awn/
Szucs, P., A. Juhasz, I. Karsai, L.Lang, O. Veisz and Z. Bedo. 2000. Use of Molecular Markers For Studying Genetic Diversity in Durum Wheat (Triticum durum Desf.). Journal of Genetics and Breeding 54: (1) 25-33; 44 Ref.
Taghian, A.S. and A. Abo-Elwafa. 2003. Multivariate and RAPD Analysis of Drought Tolerance in Spring Wheat (Triticum aestivum L.). Assiut Journal of Agricultural Sciences. 34(5):1-22.
Tahir, N.A. 2008. Assesment of Genetic Diversity Among Wheat Varieties in Sulaimanyah Using Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) Analysis. Jordan Journal of Biological Sciences. 1(4): 159-164.
Tavale, S. T. 2001. Molecular Analysis of Wheat Genome Using ISSR and RAPD Markers. A Thesis Submitted To The University of Pune For The Degree of Master of Science (Partly By Papers and Partly By Research) In Chemistry (Biochemistry) (Unpublished) 72s.
Tonk, F. A., R. R. Akçalı, M. A. Furan ve S. Yüce. 2008. Bazı Makarnalık Buğday Çeşitleri ile Yeni Geliştirilen Hatlarda Genetik İlişkilerin RAPD Markörleriyle İncelenmesi. Ege Üniv. Ziraat Fak. Derg., 45 (2): 85-90.
Wang, T., Q. Huang and W. Feng. 2007. RAPD and SSR Polymorphisms in Mutant Lines of Transgenic Wheat Mediated By Low Energy Ion Beam. Plasma Science and Technology, Vol.9, No.5,643-648.