Mor havuçta erkek kısır ve fertil hatların moleküler yöntemlerle belirlenmesi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Dünya'da geniş bir üretim alanına sahip olan havuç, insan beslenmesi ve sağlığı için önemli bir sebze türüdür. Bünyesinde barındırdığı yüksek antosiyanin içeriğinin yanı sıra biyoaktif bileşikler ve zengin antioksidan kapasiteleri sayesinde kronik hastalıklara karşı koruyucu etkileri bulunduğu bu nedenle diyetlerin vazgeçilmez bir ürünü olduğu çalışmalarda belirlenmiştir. Havuç, Türkiye için önemli bir sebze olmasına rağmen, yerli F1 hibrit çeşitler ülkemizde mevcut olmadığı için üretimi büyük ölçüde ithal tohumlarla yapılmaktadır. Yurt dışından ithal edilen tohumlar için her yıl önemli miktarda döviz yurt dışına ödenmektedir. F1 hibrit çeşitler birkaç uluslararası firmaya ait olduğu için fiyatlandırmada rekabetçi bir ortam oluşamamakta, fiyatlar olması gerekenden fazla olarak üreticiye yansıtılmaktadır. Bu çıkmazın önüne geçilebilmesi ve üreticilere daha ekonomik hibrit tohum sunabilmek için yerli hibrit havuç çeşitlerin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Havuç üretiminde hibrit tohumun tercih edilmesinin en büyük nedeni verim artışı sağlaması, şekil, tat ve renk yönünden yeknesak havuçların üretilebilmesidir. Havucun çiçek yapısının oldukça küçük ve protoandrik yapısından dolayı hibrit havuç tohumu üretimi için erkek kısırlığından yararlanmak gereklidir. Havuçta iki tip erkek kısırlığına rastlanmaktadır. Bunlardan biri olan petaloid erkek kısırlığı, hibrit tohum üretimi açısından en uygun olanıdır. Petaloid tipi erkek kısırlığında anterler petal benzeri yapılara dönüşmektedir. Hibrit tohum üretiminde bu kısır hatlar anne ebeveyn (A) olarak kullanılmaktadır. Bu hatların devamlılığının sağlanabilmesi için, kısır hatla aynı genetik yapıya sahip ancak sitoplazmik açıdan normal yapıda olması nedeniyle polen üretebilen idameci hatlara (B) ihtiyaç vardır. Sitoplazmik kısır hatların tespiti, çiçek morfolojilerine dayalı olarak tecrübeli araştırmacılar tarafından arazi koşullarında gerçekleştirilebilmekle birlikte, bu süreç uzmanlık gerektiren ve zaman alıcı bir durumdur. İdameci hatların (B) ise arazi koşullarında ayırt edilebilmesi mümkün değildir. Bu noktada idameci hatların (B) seçimi ve sitoplazmik kısır hatların belirlenebilmesi için moleküler markörlerin kullanımı kaçınılmazdır. Moleküler markörler kullanılarak sitoplazmik erkek kısır hatlar ve idameci hatlar havuçlar henüz çiçeklenmeden bile hızlı bir şekilde tespit edilebilmektedir. Bu sayede hibrit havuç ıslahı süreci çok daha kısa sürede uygulanabilir hale gelmekte ve hibrit tohumluk üretimi mümkün olabilmektedir. Bu bağlamda yürütülen tez çalışması kapsamında belirlenen 4 farklı primer seti ile sitoplazmik erkek kısırlığı ve 1 primerle de genetik erkek kısırlığı tespit çalışmaları yürütülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucunda 3-7-1, 5-2-1, 42-17-1, 11-17-9 nolu genotipler sitoplazmik erkek kısır (A /ana hat), 54-3-1, 40-1-2, 45-2-2, 47-6-3 nolu genotiplerin de genetik erkek kısır hat (B / idameci hat) özelliklerine sahip olduğu belirlenmiştir. Bu hatlar kullanılarak mor havuç hibrit tohum ıslah programlarının oluşturulabileceği düşünülmektedir. Bunu yanı sıra tez çalışması bitkisel materyallerinde morfolojik ve moleküler çeşitlilik analizleri de yapılmıştır. Çalışmaları sonuçları incelendiğinde genetik çeşitliliği yüksek bir gen havuzu oluşturulduğu görülmektedir. Morfolojik çeşitlilik analizi sonuçlarına göre genotiplerin 2 ana dala ayrıldığı bunlarında kendi içinde gruplara ayrıştığı görülmektedir. Moleküler çeşitlilik analizine göre ise gen havuzunun üç ana gruba ayrıldığı belirlenmiştir. Tez çalışması sonucunda belirlenen genetik markörlerin, mor havuç ıslahında kullanılacak hatların seçimi için etkili bir araç olduğu ortaya konulmuştur. Bu hatlar kullanılarak gerçekleştirilecek hibrit mor havuç tohum üretimi, ülkemizin dışa bağımlı olduğu bu alanda yerli tohum üretimine yönelik önemli bir adım olarak değerlendirilmiştir.
Carrots are cultivated in many regions of the world and are considered a significant vegetable for human nutrition and health. In addition to their high anthocyanin content, studies have shown that they possess protective effects against chronic diseases due to their bioactive compounds and high antioxidant capacities. Therefore, carrots are considered an indispensable component of diets. Although carrots are an important vegetable in Turkey, domestic F1 hybrid varieties are not available in the country, and therefore, their production is largely dependent on imported seeds. This has resulted in a significant outflow of foreign currency, with annual imports of seeds amounting to a substantial sum. The market is dominated by a small number of international companies, leading to a lack of competitive pricing and inflated prices for producers. To address this challenge and provide more cost-effective hybrid seeds, there is an urgent need to develop local varieties of carrots. The primary rationale for the utilisation of hybrid seeds in the context of carrot production pertains to the augmentation of yield, coupled with the capacity to yield carrots that are uniform in shape, taste, and colour. The utilisation of male sterility is imperative in the production of hybrid carrot seeds, owing to the minute size of the carrot flower and protoandric structure. Two distinct forms of male sterility have been identified in carrots. Of these, petaloid male sterility is considered the most suitable for the purpose of hybrid seed production. In this type, anthers transform into petal-like structures. These sterile lines are then used as parents (A) in the production of hybrid seeds. To ensure the continuity of these lines, there is a need for maintenance lines (B) that have the same genetic structure as the sterile line but can produce pollen due to their normal cytoplasmic structure. While the identification of cytoplasmic sterile lines can be conducted by experienced researchers in field conditions based on flower morphology, this process necessitates expertise and is time-consuming. Conversely, it is not feasible to differentiate the maintenance lines under field conditions. The utilisation of molecular markers has become imperative for the selection of maintenance lines and the identification of cytoplasmic infertile lines. The employment of molecular markers facilitates the expeditious detection of cytoplasmic male sterile lines and maintenance lines, even before carrot flowering. Consequently, the hybrid carrot breeding process becomes viable within a significantly reduced timeframe, and the production of hybrid seeds is feasible. In this context, the detection of cytoplasmic male sterility and genetic male sterility was conducted utilising four different primer sets and a single primer set, respectively. The outcomes of these studies indicated that the genotypes 3-7-1, 5-2-1, 42-17-1, and 11-17-9 exhibited characteristics indicative of cytoplasmic male sterility (A line) and genotypes 54-3-1, 40-1-2, 45-2-2, 47-6-3 exhibited the characteristics of a genetic male sterility line (B/maintainer line). It is hypothesised that purple carrot hybrid seed breeding program can be established by using these lines. Furthermore, morphological and molecular diversity analyses were carried out on the plant materials of the thesis study. The analysis of the results of the studies in question indicates that a gene pool characterised by high genetic diversity has been created. According to the results of the morphological diversity analysis, the genotypes are divided into two main branches, which are further subdivided into groups. According to the molecular diversity analysis, the gene pool is divided into three main groups. The genetic markers determined as a result of the thesis study were found to be an effective tool for the selection of lines to be used in purple carrot breeding. The utilisation of these lines for the purpose of hybrid purple carrot seed production is regarded as a pivotal step in domestic seed production in this field, a process for which our country is currently reliant on foreign sources.
Carrots are cultivated in many regions of the world and are considered a significant vegetable for human nutrition and health. In addition to their high anthocyanin content, studies have shown that they possess protective effects against chronic diseases due to their bioactive compounds and high antioxidant capacities. Therefore, carrots are considered an indispensable component of diets. Although carrots are an important vegetable in Turkey, domestic F1 hybrid varieties are not available in the country, and therefore, their production is largely dependent on imported seeds. This has resulted in a significant outflow of foreign currency, with annual imports of seeds amounting to a substantial sum. The market is dominated by a small number of international companies, leading to a lack of competitive pricing and inflated prices for producers. To address this challenge and provide more cost-effective hybrid seeds, there is an urgent need to develop local varieties of carrots. The primary rationale for the utilisation of hybrid seeds in the context of carrot production pertains to the augmentation of yield, coupled with the capacity to yield carrots that are uniform in shape, taste, and colour. The utilisation of male sterility is imperative in the production of hybrid carrot seeds, owing to the minute size of the carrot flower and protoandric structure. Two distinct forms of male sterility have been identified in carrots. Of these, petaloid male sterility is considered the most suitable for the purpose of hybrid seed production. In this type, anthers transform into petal-like structures. These sterile lines are then used as parents (A) in the production of hybrid seeds. To ensure the continuity of these lines, there is a need for maintenance lines (B) that have the same genetic structure as the sterile line but can produce pollen due to their normal cytoplasmic structure. While the identification of cytoplasmic sterile lines can be conducted by experienced researchers in field conditions based on flower morphology, this process necessitates expertise and is time-consuming. Conversely, it is not feasible to differentiate the maintenance lines under field conditions. The utilisation of molecular markers has become imperative for the selection of maintenance lines and the identification of cytoplasmic infertile lines. The employment of molecular markers facilitates the expeditious detection of cytoplasmic male sterile lines and maintenance lines, even before carrot flowering. Consequently, the hybrid carrot breeding process becomes viable within a significantly reduced timeframe, and the production of hybrid seeds is feasible. In this context, the detection of cytoplasmic male sterility and genetic male sterility was conducted utilising four different primer sets and a single primer set, respectively. The outcomes of these studies indicated that the genotypes 3-7-1, 5-2-1, 42-17-1, and 11-17-9 exhibited characteristics indicative of cytoplasmic male sterility (A line) and genotypes 54-3-1, 40-1-2, 45-2-2, 47-6-3 exhibited the characteristics of a genetic male sterility line (B/maintainer line). It is hypothesised that purple carrot hybrid seed breeding program can be established by using these lines. Furthermore, morphological and molecular diversity analyses were carried out on the plant materials of the thesis study. The analysis of the results of the studies in question indicates that a gene pool characterised by high genetic diversity has been created. According to the results of the morphological diversity analysis, the genotypes are divided into two main branches, which are further subdivided into groups. According to the molecular diversity analysis, the gene pool is divided into three main groups. The genetic markers determined as a result of the thesis study were found to be an effective tool for the selection of lines to be used in purple carrot breeding. The utilisation of these lines for the purpose of hybrid purple carrot seed production is regarded as a pivotal step in domestic seed production in this field, a process for which our country is currently reliant on foreign sources.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Erkek Kısırlığı, Hibrit Tohum, Mor Havuç, Moleküler Markörle Seçilim, Restorer Gen, Hybrid Seed Production, Male Sterility, Molecular Marker Selection, Purple Carrot, Restorer Gene
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Kal, Ü. (2025). Mor havuçta erkek kısır ve fertil hatların moleküler yöntemlerle belirlenmesi. (Doktora Tezi). Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya
