Türkiye orijinli yerel yulaf genotiplerinde bazı tarımsal özelliklerin belirlenmesi ve ilişkili haritalama analizleri

Abstract

Kültürü yapılan hekzaploid (2n=6x=42, AACCDD) yulaf (Avena sativa L. ve Avena byzantina Coch.), Gramineae (Poaceae) familyasından olup tek yıllık önemli bir tahıl ve yem bitkisidir. Bu çalışma, Türkiye yerel yulaf genotiplerinden bir set (174 adet) üzerinde, 6K çip SNP genotiplemesi ve fenotipik (tarımsal) özelliklerin ilişkilerini içerir. Genel linear model (GLM) ve mixed linear model (MLM) metodu ile yapılan analizler sonucunda, incelenen özellikler (bitki boyu (BB), sap kalınlığı (SK), salkım uzunluğu (SU), vejetatif periyod (VP), tane dolum periyodu (TDP), ekim olgunlaşma süresi (EOS), yatma (Y), salkımdaki tane sayısı (STS), salkımdaki tane ağırlığı (STA), bin tane ağırlığı (BTA) ve tane verimi (TV)) ile ilgili birçok önemli kantitatif özelliklerin bulunduğu bölgeler (QTL) tespit edilerek bu özelliklere ait aday markörler belirlenmiştir. Bu markörlerin herbiri GLM için sırasıyla, 2016-2017, 2017-2018 ve ortalama hesaplamalarında -log10 ≥ 3.00 seviyesinde (markör fenotip arasında ilişki p < 0.001 düzeyinde) ve MLM için sırasıyla, 2016-2017, 2017-2018 ve ortalama hesaplamalarında -log10 ≥ 2.50 seviyesinde (markör fenotip arasında ilişki p < 0.003 düzeyinde) istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Buna göre BB özelliği bakımından 20, SK özelliği ile 7, SU özelliği ile 21, VP özelliği ile 80, EOS özelliği ile 105, TDP özelliği ile 49, Yatma özelliği ile 49, STS özelliği ile 27, STA özelliği ile 26, BTA özelliği ile 27 ve son olarak TV özelliği ile ilgili 27 aday markör tespit edilmiştir. Bu çalışmada belirlenen aday markörler farklı yulaf haritalama popülasyonlarında ve yulaf bitkisinde markör yardımıyla ıslah çalışmalarında kullanılabilir. Araştırma bulgularımız sonucunda morfolojik, fenolojik ve agronomik karakterler olan tarımsal özellikler ile ilişkili daha önce raporlanan QTL'lere ilave birçok yeni QTL'ler tespit edilerek tanımlanan aday markörler, sadece markör destekli seçim için değil, aynı zamanda hekzaploid yulaf genomunda tarımsal özellikleri etkileyen QTL'lerin incelenmesi ve arzu edilen allellerin açığa çıkarılması Türkiye orijinli yulaf genotiplerinde bir ilk olmakla birlikte, elde edilen veriler farklı ıslah programlarında da kullanılabilecektir.

The cultivated hexaploid (2n = 6x = 42, AACCDD) oat (Avena sativa L. and Avena byzantina Coch.) is belong to the Gramineae (Poaceae) family and is an important annual cereal and forage crop. In this study, a set of oat genotypes originated from Turkey (174) were evaluated and some agronomic traits were determined in replicated field trials. The oat genotypes were screened using 6K chip SNP array. Association mapping analyses were performed using genotypic and phenotypic data. Several candidate SNPs were identified for the plant height (PH), stem diameter (SD), panicle length (PL), vegetative period (VP), grain filling period (GFP), days to maturity (DM), lodging (L), grain number per panicle (GNP), grain weight per panicle (GWP), thousand kernel weight (TKW) and grain yield (GY). Each of those markers were found significant at 0.001 level in 2016-2017 and 2017-2018 planting seasons and two-years average in the general linear model (GLM). The associations were significant at 0.003 level for 2016-2017, 2017-2018, and the average of the two years when MLM model was utilized. A total number of 20 SNPs were associated with PH, 7 with SD, 21 with PL, 20 with VP, 49 with GFP, 105 with DM, 49 with L, 27 with GNP, 26 with GWP, 27 with TKW and finally 27 candidate markers were identified with the GY. The candidate markers identified in the study might be used in oat mapping populatios and in marker assisted breeding studies. As a result of our research findings, many new QTL regions were identified in addition to the previously reported QTL regions related to morphological, phenological and agronomic characteristics. In addition to marker assisted selection, phylogenetic relationships between the hexaploid oats genotypes from Turkey is also revealed that could be utilized for the effective selection and use of breeding material.