Yerel arpa genotiplerinin karakterizasyonu ve ISSR markörler yardımıyla genetik çeşitliliğin belirlenmesi

Abstract

Yerel arpalar, varyasyonu artırmaya yönelik ıslah programlarına katkı sağlayan önemli gen kaynaklarımızdandır. Çalışma, yarı kontrollü sera koşullarında 24 yerel arpa genotipi ve 5 kontrol çeşitten oluşan 29 arpa materyali ile yürütülmüştür. Moleküler olarak karakterize edilen arpa genotipleri bazı tarımsal özellikler bakımından da incelenmiştir. ISSR markörler vasıtasıyla moleküler düzeyde karakterize edilen arpa genotipleri arasında önemli seviyede genetik varyasyon olduğu belirlenmiştir. Yerel arpa genotipleri; sap mumsuluğu, başak mumsuluğu, sapın ortadan enine kesitinin kalınlık durumu, bayrak yaprak antosiyanin yoğunluğu, bitki boyu ve karınlanma dönemi klorofil içeriği bakımından yüksek varyasyon göstermiştir. Arpa genotiplerinin moleküler karakterizasyonunda 6 ISSR markörü kullanılmış ve polimorfik bilgi içeriği (PIC) değerleri 0.85-0.94 olarak belirlenmiştir. Lokusların allel boyları 280-1500 bç arasında değişirken, en küçük allel boyu; UBC-842 en büyük allel boyu; UBC-825 ve UBC-826 primerlerinde gözlenmiştir. Çalışmada kullanılan ISSR primerlerinin allel sayılarının 7-15 arasında değiştiği ve ortalama allel sayısının her bir lokus için 12.6 olduğu gözlenmiştir. Analiz sonucunda oluşan filogenetik ağaç iki ana kümeye ayrılmıştır ve Küme-2' de kendi arasında 3 alt küme oluşturmuştur. Benzerlik matrisine göre kontrol olarak kullanılan 5 arpa çeşidinin 24 yerel genotip ile yakınlık ilişkisi %58.7-%89.5 arasında değişim göstermiştir. Sonuç olarak, üstün özelliklere sahip genotiplerin belirlenebilme olasılığı dikkate alındığında, genetik olarak birbirine en uzak çeşitlerin veya genotiplerin kullanılması ve ıslah çalışmalarında heterosisin belirlenmesi için bu genotiplerin gen havuzunda koruma altına alınması önem arz etmektedir. Çalışmada yer alan G76 ve G85 yerel arpa genotipleri genetik olarak kontrol çeşitlere en uzak genotipler olduğu ve bu yerel arpa genotiplerin genetik tabanı genişletmeye katkı sağlamak amacıyla klasik ve modern ıslah programlarında ebeveyn olarak kullanılabileceği öngörülmektedir.Barley landraces genotypes are one of our important gene resources that contribute to breeding programs to increase variation. The study was carried out with 29 barley materials consisting of 24 landraces barley and 5 control cultivars under semi-controlled greenhouse conditions. Barley genotypes characterized molecularly were also investigated in terms of some agricultural characteristics. Significant genetic variation was determined among barley genotypes characterized at the molecular level by ISSR markers. Landraces barley genotypes; in terms of stem waxiness, spike waxiness, thickness of the cross-section from the middle of the stem, flag leaf anthocyanin density, plant height and chlorophyll content showed high variation. 6 ISSR markers were used for molecular characterization of barley genotypes and polymorphic information content (PIC) values were determined as 0.85-0.94. While allele lengths of loci vary between 280-1500 bp, the smallest allele size is; UBC-842 largest allele size; observed in primers UBC-825 and UBC-826. It was observed that the number of alleles of ISSR primers used in the study varied between 7-15 and the average number of alleles was 12.6 for each locus. The phylogenetic tree formed as a result of the analysis was divided into two main clusters and in Cluster-2 it formed 3 sub-clusters among itself. According to the similarity matrix, the affinity of 5 barley cultivars used as control with 24 landraces genotypes between 58.7% and 89.5%. As a result, considering the possibility of identifying genotypes with superior characteristics, it is important to use the genetically most distant varieties or genotypes and to protect these genotypes in the gene pool in order to determine heterosis in breeding studies. It is predicted that the G76 and G85 landraces barley in the study are the most distant genotypes from the control varieties and these landraces barley can be used as parents in classical and modern breeding programs in order to contribute to broadening the genetic base.