Quantitative trait loci analysis (QTL) of fruit characteristics in tomato

Abstract

Domatesin insan beslenmesinde çok önemli bir yeri vardır. Bundan dolayı birçok bitki ıslahçısı bugüne kadar domatesin tarımsal açıdan önem teşkil eden, verimlilik, meyve büyüklüğü, şekli ve rengi gibi birçok karaterin geliştirilmesi için çaba sarfetmişlerdir. İnsan sağlığına verilen değerin artmasıyla beraber, bitki ıslahçıları artık meyve ve sebzelerde antioksidant karakterleri gibi sağlıkla ilişkili özelliklerin de geliştirilmesini dikkate almaktadırlar. Ne yazıkki, birçok bitki karakterinin birden fazla gen tarfından kontrol edilmesinden dolayı, istenilen özelliklere sahip bitkilerin ıslahı oldukça zordur.Moleküler markör sistemlerinin geliştirilmesi bitki ıslahçılarının birden fazla genle kontrol edilen bu karakterlerin ıslahını olası hale getirmiştir. Yapılan bu çalışmada, 152 bireyden oluşan BC2F2 L.hirsutum populasyonu kullanılarak, hem sağlık açısından hem de tarımsal açıdan önem teşkil eden özellikler domates genomu üzerindeki yerlerinin belirlenmesi için karakterize edilmiştir. Bu amaç doğrultusunda, populasyondaki bütün bireyler fenotipik ve genotipik olarak karakterize edilmişlerdir. Yabani bir tür olan L.hirsutum'dan gelen bazı allellerin kültür hatta bulunan antioksidant ve tarımsal öneme sahip bazı karakterleri geliştirebilecek kapasiteye sahip olduğu düşünülmüştür.Analiz edilen bütün karakterler için toplamda 75 QTL (genetic lokus) belirlenmiştir. Bu 75 QTL içerisinden, suda çözünen toplam antioksidant aktivitesi, C vitamini, toplam fenolic, flavonoid ve likopen miktarını da içerisine alan beş antioksidant karakteri için 28 adet, tarımsal açıdan önem taşıyan dış ve iç meyve rengi, meyve ağırlığı, sertliği, şekli, stem scar, lokul sayısı ve perikarp kalınlığı gibi sekiz karakter içinse toplamda 47 QTL belirlenmiştir. Bu QTL'lerin 17 tanesi daha önceden yapılmış olan bazı çalışmalarda da belirlenmiştir. Belirlenen bu QTL'lerle ilişkili olan markörler, markör dayalı seleksiyon da (MAS) kullanılmak suretiyle birinci sınıf kültür domates hatları geliştirilebilir.

Tomato has a crucial part in the human diet. Therefore, many plant breeders have tried to improve horticulturally important traits such as yield, fruit size, shape and color. With increased attention on human health, plant breeders also consider the improvement of health-related traits of fruits and vegetables such as antioxidant characters. However, because most plant traits are controlled by more than one gene, improvement of crops that possess the desired traits is very difficult.Development of molecular marker techniques makes these processes feasible for plant breeders. In this study both health-related and horticulturally important traits were characterized for identificaton of their locations in the tomato genome using 152 Lycopersicon hirsutum BC2F2 mapping individuals. For this aim, all plants were phenotypically and genotypically characterized. It was expected that some alleles from the wild species L.hirsutum had the capacity for improvement of both antioxidant and agronomically important traits of elite lines.A total of 75 QTLs were identified for all traits. Of the 75 QTLs, 28 were identified for five antioxidant traits including total water soluble antioxidant capacity, vitamin C, phenolic, flavonoids and lycopene content and 47 QTLs were identified for 8 agronomic traits including external and internal fruit color, fruit weight, firmness, fruit shape, stem scar size, locule number and wall thickness. Seventeen of these QTLs were also identified by previous studies. Markers linked with these QTLs can be used in Marker Assisted Selection (MAS) for improvement of elite tomato lines.