Türkiye orijinli yabani gernik buğday genotiplerinin (triticum turgidum subsp. dicoccoides) ipbs-retrotranspozon marker yöntemiyle genetik karakterizasyonu

Abstract

Yabani gernik (Triticum turgidum ssp. dicoccoides) kültürü yapılan tetraploid ve ekmeklik buğdayın yabani progenitörüdür. Türkiye buğday çeşitliliğinin ana merkezidir ve kıtalar arasında çeşitli tahılların dağılmasında önemli bir rol oynamaktadır. Karacadağ bölgesi emmer buğdayın kültüre alındığı merkezi olarak kabul edilmekte ve bugünlerde halen yüzlerce arazi alanına hâkimdir. Bu araştırmada iPBS-retrotranspozon marker tekniği kullanılarak toplam 29 adet yabani gernik, 4 adet emmer (Triticum turgidum ssp. dicoccum) ve 5 adet makarnalık buğday (Triticum turgidum ssp. durum) genotiplerinin genetik çeşitliliği ve populyasyon yapısı tespit edilmiştir. iPBS primerlerin ortalama polimorfizm oranı ve Polimorfizm Bilgi İçeriği (PBİ) sırasıyla % 87,85 ve 0.660 olarak saptanmıştır. iPBS-retrotranspozon verileri ile elde edilen ortalama etkili allel sayısı (1,961) Shannon'un bilgi indeksi (0,682), Nei'nin gen çeşitlilik indeksi (0,489) populasyonların yüksek düzeydeki genetik varyasyon muhafaza ettiklerini göstermiştir. T17 ve Çermik-1 genotiplerinin buğday ıslah çalışmalarında kullanılabilecek uygun ve çok farklı genetiğe sahip genotipler olduğu saptanmıştır. UPGMA (Aritmetik Ortalamayı Kullanan Ağırlıksız Çift Grup Metodu) metodu kullanılan tüm buğday genotiplerini genetik yapısına ve coğrafi orijinine göre ayırmıştır. UPGMA metoduna göre çizilen dengrogramda makarnalık buğdayı yabani gernik ve emmer buğdayılarından açık bir şekilde ayrıldığı görülmüştür. Elde edilen bu sonuç, Temel Bileşen Koordinat Analizi (PcoA) ve model tabanlı kümeleme algoritması tarafından kuvvetli bir şekilde desteklenmiştir. Burada sunulan bilgiler çeşitlilik ve filogenetik ilişki analizlerinin saptanmasında iPBS-retrotranspozon markerlerinin potansiyelini kapsamlı bir şekilde ortaya koymuştur. Buna ilaveten iPBS-retrotranspozon markerlerinin sergilediği evrensel doğasından dolayı herhangi bir mahsul bitkilerin filogenetik ve taksonomik ilişkilerinin araştırılmasında etkili bir şekilde uygulanabileceği belirlenmiştir.

Wild emmer (Triticum turgidum ssp. dicoccoides) is the progenitor of domesticated tetraploid and hexaploid wheat. Turkey is the main center of wheat and plays a vital role in the spread of various crops among the continents. Karacadag region is considered as the domestication center of emmer wheat and still hundreds of landraces are prevalent. A total of 29 wild emmer landraces, 4 cultivated emmer wheat (Triticum turgidum ssp. dicoccum) and 5 durum wheat (Triticum turgidum ssp. durum) cultivars were investigated for the genetic diversity and population structure using the iPBS-retrotransposons markers. Mean polymorphism and polymorphic information contents (PIC) were 87.85% and 0.660, respectively. Mean effective numbers of alleles (1.961), Shannon's Information Index (0.682) and gene diversity (0.489) reflected the occurrence of great level of variations. T17 and Chermik-1 genotypes were found much distinct and breeding valuable genotypes for wheat breeding. Unweighted pair-group method with arithmetic means (UPGMA) divided all genotypes by their genetic makeup and geographical locations. Among 3 species, UPGMA based clustering clearly separated the durum wheat from wild emmer and cultivated emmer wheat. Results are clearly supported by the principal coordinate analysis (PCoA) and model-based structure algorithm. Information provided herein comprehensively reflected the power of iPBS-retrotransposons for the diversity and phylogenetic relationship investigation and reflected that this marker system can be effectively applied to investigate phylogenetic and taxonomic relationship in any crop due to its universal nature.