Sodıum azide (NaN3) mutageniyle ayzek 595 pamuk (Gossypium hirsutum L.) çeşidinde genetik varyasyon oluşturulması

Abstract

Ülkemizde pamuk çok sayıda girdisi (çırçır, iplik, dokuma, konfeksiyon, kağıt, mobilya vd) olan önemli bir endüstri bitkisidir. Son zamanlarda ıslah çalışmalarında ebeveyn olarak kullanılan genotipler arasındaki genetik varyasyon daralmaya başlamıştır. Bu yüzden genetik varyasyon oluşturacak alternatif tekniklere ihtiyaç duyulmaktadır.Bu çalışma, sodium azide (NaN3) mutageninin Ayzek 595 pamuk (Gossypium hirsutum L.) çeşidi kullanılarak mutasyonun kalite ve verim özelliklerine etkisini belirlemek, genetik varyasyon oluşturmak ve yeni pamuk çeşitleri geliştirmek amacıyla yürütülmüşür. Öncelikle Sodium azide mutageninin % 50 öldürücü doz (LD50) değerini belirlemek için 4 doz(5,10,20,30 mM), 2 pH (3,4) ve dört farklı süre (1,2,3,4 saat) kombinasyonları uygulanmıştır. Doz konsantrasyonları çimlenme oranı, hipokotil uzunluğu, yaş ağırlığı, kuru ağırlığı, kotiledon uzunluğu % 1 önem düzeyinde önemli bulunurken, kök uzunluğu % 5 önem düzeyinde önemli, kotiledon genişliği ise önemsiz nulunmuştur. Çalışma sonucunda % 50 öldürücü doz oranı (LD50) 5 mM, 3 pH, 1 saat bekletilme ve 5 mM, 4 pH, 3 saat bekletilme dozları olarak belirlenmiştir. Dozların etkilerini ve genetik varyasyonu incelemek için Ayzek 595 çeşidine U531 (5 mM 3 pH 1 saat bekletilme)ve U543 (5 mM 4 pH 3 saat bekletilme) dozları (LD50) uygulanmıştır. Mutasyon uygulanan tohumlar tesadüf blokları deneme desenine göre 2 adet kontrol (Stoneville 468 ve Ayzek 595) ile tarlaya ekimleri yapılmıştır. Tarla şartlarında yapılan deneme sonucunda bitki boyu, odun dalı sayısı, koza sayısı, koza kütlü ağırlığı, kütlü pamuk verimi, çırçır randımanı, lif verimi, lif inceliği (micronaire), lif uzunluğu (UHML), lif mukavemeti (g tex-1), lif kopma uzaması (%), genotipler arasındaki fark % 1 önem seviyesinde, kısa lif içeriği (%) % 5 önem seviyesinde önemli bulunurken, lif sarılığı, lif parlaklığı, lif üniformitesi, meyve dalı sayısı önemsiz bulunmuştur.Uygulanan dozlardan fenotip özelliklerine (yaprak tüylülüğü, taç yaprak rengi, polen rengi koza şekli, stigma uzunluğu ve bitki tipi) bakılarak seçilen mutant bitkilerde yapılan genetik farklılık analizinde 25 adet SSR markörü kullanılmıştır. SSR markörleri ile yapılan çalışmada ortalama allel sayısı 4.28, polymorfizm bilgi içeriği (PIC) 0.06-0.99 arasında değişmiştir. Mutant bitkiler arasındaki genetik mesafe katsayısı 0.04-0.99 arasında ve ortalama 0.31 olarak belirlenmiştir. Pamuk ıslah çalışmalarında yenşi çeşit geliştirme ve genetik varyasyon oluşturmada sodium azide (NaN3) mutageninin etkili bir şekilde kullanılabileceği saptanmıştır.

In our country, cotton is an important industrial plant with many inputs (ginning, yarn, weaving, apparel, paper, furniture, etc.). Recently, genetic variation among genotypes used as parents in breeding studies has started to narrow. Therefore, alternative techniques are needed to create genetic variation.This study was carried out to determine the effect of the mutation on quality and yield traits of the sodium azide (NaN3) mutagen using Ayzek 595 cotton (Gossypium hirsutum L.), to create genetic variation and to develop new cotton varieties. First of all, combinations of 4 doses (5,10,20,30 mM), 2 pH (3,4) and four different durations (1,2,3,4 hours) were applied to determine the 50% lethal dose (LD50) value of Sodium azide mutagen. Dose concentrations were found to be significant at the germination rate, hypocotyl length, wet weight, dry weight, and cotyledon length at the 1 % significance level, while the root length was significant at the 5 % significance level, and the cotyledon width was insignificant. As a result of the study, 50 % lethal dose rate (LD50) was determined as 5 mM, 3 pH, 1 hour waiting and 5 mM, 4 pH, 3 hours waiting doses. In order to examine the effects of doses and genetic variation, U531 (5 mM 3 pH, 1 hour incubation) and U543 (5 mM 4 pH, 3 hours incubation) doses (LD50) were applied to Ayzek 595 cultivar. Mutated seeds were sown in the field with 2 controls (Stoneville 468 and Ayzek 595) according to the randomized blocks experimental design. As a result of the trial conducted under field conditions, plant height, number of wood branches, number of bolls, boll seed weight, seed cotton yield, ginning yield, fiber yield, fiber fineness (micronaire), fiber length (UHML), fiber strength (g tex-1), fiber elongation (%), the difference between genotypes were found to be significant at 1 % significance level, short fiber content (%) at 5 % significance level, while fiber yellowness, fiber brightness, fiber uniformity, number of fruit branches were found to be insignificant.25 SSR markers were used in the genetic difference analysis made in mutant plants selected by looking at the phenotype characteristics (leaf hairiness, petal color, pollen colour, cocoon shape, stigma length and plant type) from the applied doses. In the study conducted with SSR markers, the average allele number was 4.28, and the polymorphism information content (PIC) ranged between 0.06-0.99. The genetic distance coefficient between mutant plants was determined between 0.04-0.99 with an average of 0.31. It has been determined that sodium azide (NaN3) mutagen can be used effectively in developing new varieties and generating genetic variation in cotton breeding studies.