Kendilenmiş mısır (Zea mays L.) hatlarının kuraklık stresine tolerans düzeylerinin belirlenmesi ve moleküler karakterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasının amacı; kendilenmiş mısır hatlarını kuraklığa tolerans açısından taramak ve kullanılan hatları moleküler markırlar yardımı ile genetik uzaklıkları bakımından karakterize etmektirÇalışmada at dişi ve sert tane tipine sahip 20 adet ılıman iklim kendilenmiş mısır hattı 2012 ve 2013 yıllarında normal (sulu) ve kuraklık stresi denemelerinde değerlendirilmiştir. Denemeler tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak ekilmiştir. Denemelerde, toprak nem içeriği, gravimetrik yöntem kullanılarak takip edilmiştir. Normal koşullar altında yürütülen denemede yapılan sulamalar ile tüm yetiştirme periyodu boyunca mevcut nem, tarla kapasitesine getirilmiştir. Kuraklık stresi denemesinde ise bitkiler V10-12 gelişme döneminden (takriben çiçeklenme tarihinden 2-3 hafta önce) itibaren strese maruz bırakılmıştır. Denemelerde morfolojik, fizyolojik ve tarımsal veriler incelenmiş ve çalışmada yer alan tüm hatlar SSR markırları yardımı ile tanımlanmıştır.Araştırma sonucunda; kullanılan hatlar içerisinde normal koşullarda TK 72 (607.5 kg/da), TK 56 (538 kg/da), Ant-24702 (488 kg/da), Ant İ-42 (456 kg/da), Ant-24698 (441.2 kg/da) ve TK 12 (431.6 kg/da) hatları incelenen özellikler bakımından ümitvar hatlar olarak belirlenmiştir. Kuraklık stresinde ise, Ant İ-69 (229.4 kg/da), TK 72 (220.5 kg/da), Ant-24702 (196.4 kg/da), Ant İ-39 (174.6 kg/da) ve Ant İ-09 (146.8 kg/da) hatları tane verimi bakımından kuraklık stresine en toleranslı hatlar olurken, Ant 910255 (27.6 kg/da), Ant İ-46 (28.2 kg/da), Ant İ-82 (29.0 kg/da) ve Ant İ-08 (45 kg/da) en hassas hatlar olarak tespit edilmişlerdir. Tane verimi bakımından toleranslı ümitvar hatlar olan Ant İ-69, TK 72, Ant-24702, Ant İ-39 ve Ant İ-09 hatları aynı zamanda kuraklık stresine toleranslılık bakımından önemli seleksiyon kriterleri olarak nitelenen, erkek ve dişi çiçeklenme süresi gün farkı, bitki başına koçan sayısı, koçanda tane sayısı, yaprakta kuruma düzeyi, yaprakta kapanma, stoma iletkenliği, yaprak klorofil içeriği, su kullanım randımanı, verim azalış oranı, kuraklığa dayanıklılık indeksi ve stres tolerans indeksi gibi birçok özellik ve analiz bakımından en çok öne çıkan hatlar olmuşlardır. Moleküler karakterizasyon ile hatların geniş genetik varyasyona sahip olduğu ortaya konmuştur. Veri analizleri sonucunda tartısız eşli grup metoduna göre dört ana ve sekiz alt küme oluşmuştur. Yapılan analizler ile hatların Lancaster, Stiff-Stalk, Tropikal kökenli ve net olarak tanımlanmayan genetik geçmişe sahip olduğu anlaşılmıştır. Araştırma ile kuraklığa en toleranslı ümitvar hat olan Ant İ-69, diğer hatlardan ayrılarak ayrı bir alt küme oluştururken, Lancaster genetik geçmişine sahip hatların kuraklığa daha toleranslı olduğu tespit edilmiştir.Araştırma sonucunda ılıman iklim mısır genetik materyalinin kuraklığa tolerans ıslahı için değerlendirilebileceği öngörülmüş ve seçilen mısır hatları gelecek dönem çalışmaları için önerilmiştir. Anahtar Kelimeler: Mısır, kendilenmiş hat, kuraklığa tolerans, moleküler Markırlar, SSR.2014, 187 sayfa

The objective of the thesis were to test maize inbred lines for drought tolerance and determine the genetic distance of the inbreds by molecular markers.In the study twenty dent and flint temperate maize inbred lines were evaluated in well-watered and drought stress conditions in 2012 and 2013. Experiments conducted according to Randomized Complete Block Design with three replications. Soil moisture content of the experiment was determined by using a gravimetric method. Drought stress was achived at the flowering by withdrawn water approximately 2-3 weeks before flowering. Morphological, physiological and agricultural data were taken and genetic similarity of the lines were determined.The result of the study showed that, TK 72 (607.5 kg/da), TK 56 (538 kg/da), Ant-24702 (488 kg/da), Ant I-42 (456 kg/da), Ant-24698 (441.2 kg/da) and TK 12 (431.6 kg/da) were promising inbred lines in well-watered conditions. Ant I-69 (229.4 kg/da), TK 72 (220.5 kg/da), Ant-24702 (196.4 kg/da), Ant I-39 (174.6 kg/da) and Ant I-09 (146.8 kg/da) were determined as the most tolerant lines to drought, while Ant 910255 (27.6 kg/da), Ant I-46 (28.2 kg/da), Ant I-82 (29.0 kg/da) and Ant I-08 ( 45 kg/da) inbreds were identified as the sensitive lines in terms of yield . Tolerant promising lines Ant I- 69, TK 72, Ant-24702 , Ant I-39 and Ant I-09 were also had good performance in terms of secondary traits such as anthesis silking interval, number of ears per plant, number of kernel per cob, senescence, leaf rollinge, stomatal conductance, leaf chlorophyll content, water use efficiency, yield reduction ratio, drought resistance index and stress tolerance index.A wide genetic variation was detected with the molecular characterization of the lines. Unweighted pair group method with arithmetic mean dendogram revealed four main and eight sub-clusters. It was understood that the inbreds were belong to Lancaster, Stiff- Stalk, Tropical and unrelated genetic backround. The most promising tolerant inbred line, Ant I-69 formed an unknown single cluster. Also the lines representing Lancester heterotic group showed better performance than other groups. In conclusion, it was envisaged that temperate maize germplasm can be assessed for breeding drought tolerance and selected maize inbred lines were proposed for future studies. Keywords: Maize, inbred lines, drought tolerance, molecular markers, SSR.2014, 187 pages