Trakya bölgesi florasındaki yabani hardal (sinapis sp.) genotiplerinin moleküler ve morfolojik karakterizasyonu, tarla koşullarındaki verimi ile kalite unsurlarının değerlendirilmesi

Abstract

ÖZETDoktora TeziTrakya Bölgesi Florasındaki Yabani Hardal (Sinapis sp.) Genotiplerinin Moleküler ve Morfolojik Karakterizasyonu, Tarla Koşullarındaki Verimi İle Kalite Unsurlarının DeğerlendirilmesiBetül GIDIKNamık Kemal ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüTarla Bitkileri Anabilim DalıDanışman: Prof. Dr. Fadul ÖNEMLİBu çalışmada; Trakya Bölgesinde eko-coğrafik farklılıklara göre belirlenmiş 20 lokasyondan toplanan yabani hardal (Sinapis sp.) genotiplerinin morfolojik ve genetik çeşitliliklerinin belirlenmesi, bu genotiplerin tarla koşullarında iki yıl yetiştirilip Brassicaceae familyasına ait önemli diğer türler ile birlikte tane verimi ve yağ kalite unsurları açısından değerlendirilmesi ve sonuçlar doğrultusunda üstün hatların çeşit ıslahının daha sonraki aşamaları için seçilmesi amaçlandı.İki yetiştirme yılı süresince yürütülen tarla denemelerinde; en uzun boy; ilk yıl 321,542 cm ve ikinci yıl 310,000 cm ile Sinapis nigra türünde, en kalın sap çapı; ilk yıl 4,001 cm ile Sinapis arvensis türünde, ikinci yıl ise 3,500 cm Brassica napus türünde, en fazla dal sayısı, ilk yıl 22,576 adet ile Sinapis nigra türünde, ikinci yıl ise 17,75 adet ile Sinapis alba türünde, en uzun kapsül boyu ilk yıl 7,200 cm ve ikinci yıl 7,675 cm ile B. napus türünde ölçüldü.En yüksek bin tane ağırlığı denemenin ilk yılında, 3,825 g ve ikinci yılında 3,600 g ile B. napus türünde, en fazla tane verimi ilk yıl 455,109 kg/da B. napus türünde, ikinci yıl ise 82,850 kg/da ile S. nigra türünde, en yüksek yağ oranı; ilk yıl %39,040 ve ikinci yıl ise %42,665 ile B. napus türünde, en fazla dekara yağ verimi; ilk yılda 48,696 kg ve ikinci yılda 25,388 kg ile B. napus türünde belirlendi.Genetik çeşitlilik çalışmalarında kullanılan 10 ISSR primeri toplamda 96 polimorfik (%100) lokus üretti. En yüksek polimorfik bant sayısı (57 adet) ve polimorfizm oranı (%59,38) S. nigra türüne ait popülasyonda görüldü. Lokus düzeyindeki genetik çeşitlilik verilerine göre toplam genetik çeşitlilik değeri HT= 0,095, popülasyon içi genetik çeşitlilik HS= 0,078, popülasyonlar arası genetik farklılaşma GST= 0,173 ve gen akışı Nm= 2,382 olarak tespit edilmiştir. Lokus başına en yüksek, ortalama alel sayısı (na), etkili alel sayısı (nea), genetik çeşitlilik (He) ve Shannon indeksi (I) değerleri sırasıyla 1,594, 1,209, 0,139, 0,227 olarak S. nigra türünde tespit edildi. İkinci yıl bitki materyali kullanılarak 6 SSR primeri ile yapılan genetik karakterizasyonda, 5 polimorfik (%83,33) lokus elde edildi. Ayrıca Nei'nin genetik mesafe katsayıları ile genotiplerin bir UPGMA dendrogramı oluşturuldu. Elde edilen gruplamada farklı türlere ait genotiplerin farklı gruplarda yer aldıkları gözlendi.Bu çalışma, Trakya Bölgesi florasında yetişen Sinapis arvensis ve Sinapis nigra türlerinin verim ve kalite unsurlarının belirlendiği, aynı zamanda morfolojik ve moleküler genetik karakterizasyonunun yapıldığı ülkemizdeki ilk doktora çalışması olup arazi ve laboratuvar çalışmaları sonucu elde edilen hem verim ve kalite değerleri, hem de moleküler çeşitlilik verileri kullanılarak bitkisel yağ üretimi amacıyla tarımda yer alacak üstün yabani hardal hatları belirlendi.Anahtar Kelimeler: Genetik çeşitlilik, Brassicaceae, Sinapis arvensis, Sinapis nigra, verim unsurları, yağ asitleri, yağ içeriği

ABSTRACTPh.D. ThesisEvaluation of Thrace Region Flora Wild Mustard (Sinapis sp.) Genotypes for Molecular and Morphological Characterization, Yield and Quality Characters in Field ConditionsBetül GIDIKNamıl Kemal UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Field CropsSupervisor: Prof. Dr. Fadul ÖNEMLİThis study reports genetic and mophological differences among wild mustard (Sinapis sp.) collected from 20 different locations of the Thrace region. The study aimed to select superior genotype for subsequent use in breeding; by comparing them for seed yield and oil quality with other members of Brassicaceae family after growing them under field conditions for two years.In field trials conducted during two breeding years, the maximum shoot length of 321.542 cm and 310.000 cm was noted during first and 2nd year from Sinapis nigra respectively. Whereas, the maximum stem diameter of 4.001 cm was noted during first year on Sinapis arvensis species, the maximum stem diameter of 3.500 cm was noted on Brassica napus during 2nd year respectively. Maximum number of 22.576 branches were noted during first year on S. nigra; whereas, maximum number of 17.75 branches were noted on S.alba during 2nd year. The longest capsules of 7.200 and 7.675 cm were noted on B. napus respectively.The maximum thousand grain weight of 3.825 g and 3,600 g were noted during first and 2nd year from Brassica napus species, the maximum seed yield of 455.109 kg/da was noted during first year on B. napus species, the maximum seed yield of 82,850 kg/da was noted during 2nd year on S. nigra respectively. Maximum oil yield of 39.040% and 42.665% on B. napus; whereas, perda was noted during first and 2nd year respectively. Whereas, maximum oil yield of 48,696 kg/da during first year and 25.388 kg/da during 2nd year was noted on B. napus. Genetic variation was measured with 10 ISSR primers with determination of 96 polymorphic (100%) loci. The highest number of polymorphic bands (57) and polymorphism rate (59.38%) was observed in the population of S. nigra. Total genetic variation value according to the data at locus level showed genetic diversity value of HT= 0.095, the intra-population genetic variation value Hs= 0.078, inter-population genetic variation GST= 0,173 and gene flow Nm= 2.382. The highest number of allel as per locus (na=1,594,), the effective allele number (nea= 1,209), genetic diversity (He= 0,139,) and Shannon index (I=0,227 ) were identified for S. nigra.During the second year, genetic charachterisation was made using 6 SSR primers that showed five polymorphic (83,33%) loci. Additionally, a UPGMA dendrogram was created among genotypes considering Nei's genetic distance coefficients; that showed distinct grouping of genotypes of different species among different groups.This research makes first study at PhD level that charachterize (at morphologic and geneticlevel) and determine yield and quality components of S. arvensis and S. nigra from the flora of the Thrace region in Turkey. Determination of morphologic and genetic diversity among randomly selected plants at field and molecular level will help to develop high yielding superior breeding mustard lines with high vegetable oil.Keywords: Genetic diversity, Brassicaceae, Sinapis arvensis, Sinapis nigra, yield components, fatty acid, oilcontents.