Pamukta (Gossypium hirsutum L.) erkencilik karakterleriyle ilişkili DNA markörlerinin belirlenmesi

Abstract

Pamuk (Gossypium spp.) dünya çapında çeşitli alanlarda yüksek istihdam sağlayan doğal lif kaynağı önemli ticari bir bitkidir. Erken olgunlaşan pamuk genotipleri geç dönem saldırılarından kurtulmaları ve takip eden ürünün ekimine olanak tanımaları bakımından oldukça önem arz etmektedir. Erkencilik özelliği kantitatif karakter olmakla birlikte çevre şartlarına karşı oldukça hassastır. Son yıllarda yeni nesil sekanslama (Next Generation Sequencing) platformları farklı germplasm kaynaklarında doğrulanma sağlamaları ve düşük maliyette tek nükleotid polimorfizmi (SNP: Single Nucleotide Polymorphism) belirlemeleriyle favori haline gelmiştir. Sekanslama yoluyla genotipleme (GBS: Genotyping by Sequencing) metodu ile ise çok fazla sayıda SNP belirlenerek genom hakkında daha fazla bilgi edinilmektedir. Bağlantı denksizliği prensibine dayalı ilişkilendirme haritalarıyla genotipik ve fenotipik veriler arasındaki ilişkiler haritalanabilmektedir. Bu çalışmada Gossypium hirsutum L. türüne ait dünyanın farklı bölgelerinde yetiştirilen 283 adet genotip 2016 yılında Kahramanmaraş ve Diyarbakır lokasyonlarında verim ve erkencilik karakterlerini içeren on bir özellik bakımından Augmented deneme deseninde taranmış ve seçilen 90 genotipte GBS yöntemiyle SNP tabanlı ilişkilendirme haritası oluşturulmuştur. İlişkilendirme analizi çalışmalarında 4730 allel kullanılarak 168 SNP markörü önemli bulunmuştur (p<0.01). İlk taraklanma gün sayısı ile ilişkili 2 QTL (kantitatif özellik lokusu), ilk çiçek açma gün sayısı ile ilişkili 6 QTL, koza oluşum süresi ile ilişkili 5 QTL, ilk koza açma gün sayısı ile ilişkili 4 QTL, ilk meyve dalı boğum sayısı ile ilişkili 4 QTL, ilk meyve dalı yüksekliği ile ilişkili 13 QTL, odun dalı sayısı ile ilişkili 26 QTL, meyve dalı sayısı ile ilişkili 32 QTL; koza sayısı ile ilişkili 28 QTL, tek koza kütlü ağırlığı ile ilişkili 22 QTL, bitki başına verim ile ilişkili 26 QTL belirlenmiş ve pamuk genomunda 22. ve 23. kromozomların ve SNPA9282 markörünün erkencilik karakterleriyle yakından ilişkili olduğu saptanmıştır. Belirlenen yeni QTL'lerin doğrulaması yapılarak markör destekli seleksiyonda (MAS: Marker Assisted Selection) kullanımı mümkün olacaktır.

Cotton (Gossypium hirsutum L.) is an important plant which is a commercial and natural fiber source that provides high employment in various fields around the world. Early maturing cotton genotypes have a great importance in terms of eliminating late-stage attacks and increasing the possibility of planting the following crop during the period. Traits with a high economic value such as earliness show quantitative characteristics and are very sensitive to environmental conditions. In recent years, next generation sequencing (NGS) platforms have become popular in different germplasm sources to ensure validation and low cost in SNP determinations. High amount of information about the genome can be obtained by determining a large number of SNPs via GBS method. Relations between genotypic and phenotypic data can be mapped by association maps based on linkage disequilibrium. In this study, 283 genotypes of Gossypium hirsutum L. grown in different regions of the world and Turkey were screened for eleven traits related to earliness and yield characters pursuant to augmented design, and SNP based association map was created with chosen 90 genotypes. In association studies using the 4730 alleles, 168 SNP markers were found to be important (p<0.01). It was also determined that 2 QTLs were associated with number of days to first squaring, 6 with number of days to first flowering, 4 with number of days to first boll opening and first sympodial branch node number, 5 with boll formation period, 13 with height of first fruit branch, 26 with monopodial branch, 32 with number of fruit branch, 28 with number of bolls, 22 with seed cotton bool weight per plant, 26 with seed cotton yield per plant. In cotton genome, 22nd and 23rd chromosomes and SNPA9282 markers were detected to be closely related with earliness characters. It will be possible to use these new QTLs in molecular breeding studies, especially in marker-assisted selection (MAS), after they become validated through further studies.