Bazı kışlık ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) çeşitlerinde sarı pas (Puccinia striiformis f. sp. tritici) hastalığına karşı dayanıklılığın moleküler markörler ile araştırılması


Öğrenci: SEVAL ERCAN

Eş Danışman: AHU ALTINKUT UNCUOĞLU, YILDIZ AYDİN

Özet:

BAZI KIŞLIK EKMEKLİK BUĞDAY (Triticum aestivum L.) ÇEŞİTLERİNDE SARI PAS (Puccinia striiformis f. sp. tritici) HASTALIĞINA KARŞI DAYANIKLILIĞIN MOLEKÜLER MARKÖRLER İLE ARAŞTIRILMASI Bu çalışmada yurdumuz kökenli buğday çeşitlerinde Puccinia striiformis f. sp. tritici mantarının neden olduğu sarı pas hastalığına dayanıklılık ile genetik bağlantı gösteren moleküler markörlerin saptanması amaçlanmaktadır. Sarı pas dayanıklılığının moleküler markörler ile araştırılması için Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü’nün tescil ettirdiği dayanıklı (PI178383 ve İzgi2001) ve hassas (Harmankaya99 ve ES14) 4 adet kışlık ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) genotipi anaç olarak kullanıldı. Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü tarafından oluşturulan PI178383 x Harmankaya99 ve İzgi2001 x ES14 kombinasyonlarına ait F2 populasyonları Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü tarafından fide ve ergin dönem dayanıklılığı için sera ve tarlaya ekildi. Sarı pas ile inokulasyonu sonrası pas okuma değerlerine göre en dayanıklı ve en hassas olarak belirlenen F2 bireyleri materyal olarak kullanıldı. Anaç bitkilerden izole edilen genomik DNA’lar ve dayanıklı ve hassas olarak gruplanan F2 karışımları “Bulk Segregasyon Analizleri”nde kullanıldılar. Bu amaçla Polimeraz Zincir Reaksiyonu ile buğdaya özgü 78 EST (“Expressed Sequence Tag”) kökenli mikrosatellit primer çifti ve 50 ISSR (“Inter Simple Sequence Repeat”) primeri kullanıldı. PI178383 x Harmankaya99 kombinasyonu kullanılarak yapılan “Bulk Segregasyon” analizlerinde Pk54 EST-SSR primeri hem fide hem ergin dönem materyalinde, dayanıklı anaç ve dayanıklı F2 karışımlarında ortak olup, hassas anaç ve hassas F2 karışımlarında bulunmayan polimorfik bant yapısı vermiştir. Bu bandın varlığı fide ve ergin döneme ait dayanıklı ve hassas F2 karışımlarını oluşturan tüm F2 bireylerinde incelenmiştir. Dayanıklı bireylerde görülüp hassas bireylerde görülmeyen ve markör olarak nitelendirilebilecek bu bant profilinin sarı pas dayanıklığı ile genetik olarak bağlantı gösteren bir moleküler markör olduğu düşünülmektedir. Elde edilen bu moleküler markör, sarı pas hastalığına dayanıklı çeşit ve hatların taranması amacıyla bitki ıslah programlarında kullanılabilir. ABSTRACT INVESTIGATIONS OF THE RESISTANCE TO YELLOW RUST (Puccinia striiformis f. sp. tritici) DISEASE IN SOME TURKISH WINTER BREAD WHEAT VARIETIES BY MOLECULAR MARKERS In this work, our aim is to determine the molecular markers genetically linked to yellow rust disease resistance which is caused by a fungal pathogen, Puccinia striiformis f. sp. tritici, in Turkish wheat genotypes. In order to investigate the yellow rust resistance by molecular markers, 4 winter bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes were used as parent, which are resistant (PI178383 and İzgi2001) and susceptible (Harmankaya99 and ES14) and patented by Anatolian Agricultural Research Institute. F2 populations which belong to PI178383 x Harmankaya99 and İzgi2001 x ES14 combinations, crossed by Anatolian Agricultural Research Institute were planted for seedling and adult plant stage resistance in greenhouse and field respectively by Field Crop Research Institute. F2 individuals, evaluated as the most resistant and the most susceptible according to yellow rust scoring data, were used as material after inoculation by yellow rust inoculum. Isolated genomic DNAs from parent and F2 DNA bulks, grouped as resistant and susceptible were used in Bulk Segregant Analyses. For this purpose, 78 EST (“Expressed Sequence Tag”) derived microsatellite primer pair, specific to wheat and 50 ISSR (“Inter Simple Sequence Repeat”) primers were used in PCR. In Bulk Sefregant Analyses using by PI178383 x Harmankaya99 cross, Pk54 EST-SSR primer gave common polymorphic band profile, in both seedling and adult plant material,that exists in resistant parent and resistant F2 DNA bulks but absent in susceptible parent and susceptible F2 DNA bulk. The existence of this band profile was screened in all F2 individuals of susceptible and resistant F2 DNA bulks in seedling and adult plant stage material. This band profile, which was in resistance individuals but not in susceptible ones, could be though as a molecular marker genetically linked with yellow rust. This molecular marker can be used for screening resistant varieties and lines regarding yellow rust disease in plant breeding programs.