Molecular Biology and Genetics / Moleküler Biyoloji ve Genetik
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/9
Browse
64 results
Search Results
Article Citation - WoS: 1Citation - Scopus: 1Association Mapping of Plant Structure and Yield Traits in Faba Bean (vicia Faba L.)(John Wiley and Sons Inc., 2023) Abuzayed, M.A.; Baytar, A.A.; Yanar, E.G.; Doğanlar, Sami; Frary, AnneTens of thousands of faba bean accessions are available in germplasm collections throughout the world. Morphological characterization of these materials can enrich these collections and aid in the selection of genotypes for use in breeding programs. Results: In this study, 26 morphological characters were analyzed for 61 faba bean landraces and 53 cultivars over two seasons in Izmir, Turkey. The genotypes had high diversity for several yield traits including number of pods per plant, dry seed yield, and 100-seed weight. Association mapping was conducted for the morphological characters using 651 alleles from 100 simple sequence repeat (SSR) markers and a general linear model based on the Q matrix. A false discovery rate of 0.20 was used to test the significance of marker–trait associations resulting in 75 loci detected for 20 of the morphological characters (p ≤ 0.001). Conclusion: Overall, 44% of the quantitative trait loci (QTLs) were for seed traits, with 24%, 15%, and 17% of QTL identified for vegetative, inflorescence, and pod traits, respectively. The phenotypic data and marker–trait associations generated by this work can help breeding programs in the selection and improvement of faba bean. © 2023 Society of Chemical Industry.Article Citation - WoS: 4Citation - Scopus: 4Mapping of Quantitative Trait Loci for the Nutritional Value of Fresh Market Tomato(Springer, 2023) Gürbüz Çolak, Nergiz; Tek Eken, Neslihan; Ülger, Mehmet; Frary, Anne; Doğanlar, SamiThe incidence of many diseases, such as cancer, cardiovascular diseases, and diabetes, is associated with malnutrition and an unbalanced daily diet. Vegetables are an important source of vitamins and essential compounds for human health. As a result, such metabolites have increasingly become the focus of breeding programs. Tomato is one of the most popular components of our daily diet. Therefore, the improvement of tomato's nutritional quality is an important goal. In the present study, we performed targeted metabolic profiling of an interspecific Solanum pimpinellifolium x S. lycopersicum inbred backcross line (IBL) population and identified quantitative trait loci responsible for the nutritional value of tomato. Transgressive segregation was apparent for many of the nutritional compounds such that some IBLs had extremely high levels of various amino acids and vitamins compared to their parents. A total of 117 QTLs for nutritional traits including 62 QTLs for amino acids, 18 QTLs for fatty acids, 12 QTLs for water-soluble vitamins, and 25 QTLs for fat-soluble vitamins were identified. Moreover, almost 24% of identified QTLs were confirmed in previous studies, and 40 possible gene candidates were found for 18 identified QTLs. These findings can help breeders to improve the nutritional value of tomato.Research Project Biberde kök-uru nematoduna dayanıklılık sağlayan N geninin haritalanması ve moleküler ıslahı(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2014) Frary, Anne; Söğüt, Mehmet Ali; Doğanlar, SamiDünyada yılda yaklaşık 31 milyon ton biber üretilmektedir. Türkiye toplam 2.1 milyon ton yıllık biber üretimi ile Çin (16 milyon ton/yıl) ve Meksika (2.4 milyon ton/yıl)’dan sonra dünyanın en çok biber üreten 3. ülkesidir (FAO 2012). Akdeniz ve Ege Bölgeleri özellikle örtü-altı ve sera biber yetiştiriciliği bakımından en önemli bölgelerimizdir. Akdeniz kıyı şeridinde Antalya'nın Demre, Finike ve Kumluca ile İçel’in Kazanlı üretim sahalarında yoğun bir şekilde sera biber yetiştiriciliği yapılmaktadır. Toplam sera sebzeciliği içinde biber yetiştiriciliğinin yapıldığı kısım yaklaşık %15'lik bir alanı kapsamaktadır. Bir çok biyotik ve abiyotik faktör biber yetiştirilen bölgelerimizde biber tarımını sınırlamakta, verim ve kaliteyi düşürmektedir. Kök-ur nematodları biyotik faktörler arasında yer alan en önemlilerinden birisidir ve ülkemizde biber yetiştirilen alanların en önemli zararlısıdır. Kök-ur nematodları bitki köklerinde irili ufaklı urlar oluşturmak süretiyle bitkinin kökleri vasıtasıyla topraktan su ve besin madde alınımını kısıtlamaktadır. Sonuç olarak, kök-uru nematod zararından dolayı bir çok bölgemizde biber yetiştiriciliği zarar görmektedir ve mevcut mücadele yöntemleri ile üretim maliyetleri artmaktadır. Nematodlarla kültürel mücadele yapmak mümkün görünsede özellikle örtü-altı yetiştiriciliği açısından pratik ve ekonomik olmaktan oldukça uzaktır. Nematod mücadelesinde tek yol biber yetiştirilecek toprakların solarizasyonu veya nematositlerin kullanılmasıdır. Her iki işlemde pahalı, yoğun emek isteyen ve çevre dostu olmayan yaklaşımlardır. Özellikle nematositlerin son derece toksik olmaları, sınırlı bir süre koruma sağlamaları ve kalıntı etkilerinden dolayı kullanımları sakıncalıdır. Geniş alanlarda yapılan çalışmalarında ise toprak solarizasyonu pratik değildir ve çok pahalıya mal olmaktadır. Dolayısıyla, nematod probleminin bulunduğu bölgelerimizde dayanıklı biber çeşitlerinin yetiştirilmesi belkide en kolay, pratik, ucuz ve çevre dostu yaklaşımdır. Ülkemizde yetiştirilen biber çeşitlerinin hiç biri doğal olarak kök-uru nematod dayanıklılığına sahip değildir. Ancak, kök-uru nematodlarına karşı dayanıklılığı birçok Capsicum annuum’da belirlenmiştir ve bu dayanıklılık genlerinin bir çoğu değişik biber çeşitlerine aktarılmıştır. Ancak, dayanıklılık gen’lerinin aktarılması yoğun bir şekilde tarla ve sera koşullarında nematod testlemeleri gerektirdiği için zor bir işlemdir. Bu nedenle bu gen’lerin etkili bir şekilde ıslahı sınırlıdır. Önerilen bu projede biberde belirlenen kök-uru nematodlarına dayanıklılık sağlayan N geni ile bağlantılı olan moleküler markörler belirlenmiştir ve N geninin bağlantılı markör ile Türk biber çeşitlerine aktarılması işlemine başlanmıştır.Research Project Solanaceae'de kıyaslamalı genom analizleri: model sistem olarak patlıcan (Solanum melongena L.)(2010) Doğanlar, Sami; Mutlu, Sevgi; Frary, Anne; Eanes, Ritchie C.; Daunay, Marie ChristineKıyaslamalı genom analizleri aynı ailenin değişik türleri arasındaki gen ve genomların yapısını ve fonksiyonlarındaki benzerlikleri ve farklılıkları incelemektedir. Esas olarak kıyaslamalı genomiks (1) her türdeki her bir genin rolünü, (2) bir türü diğer bir türden (örneğin fenotipik, büyüme şekli ve çevreye adaptasyon gibi) ayırmadaki önemli değişikliklerin ne olduğunu ve (3) bu değişikliklerin nasıl oluştuğunu (evrimsel işlemleri) araştırmaktadır. Son yirmi yıllık süre içerinde değişik bitki taxa’larında yapılan kıyaslamalı genom analizleri sonucunda, 130-240 milyon yıl süren angiospem evrimi sonrası ortaya çıkan morfolojik, gelişim ve biyokimyasal seviyelerdeki son derece dramatik değişikliklere rağmen, çok değişik bitki türlerinin gen içerikleri ve kromozom boyunca gen sıralarının korunduğu ortaya konmuştur. Dolayısıyla, heterologous DNA markörlerinin ve hatta sekanz bilgilerinin akraba türler arasında kullanımı mümkündür. Türler arasındaki genom bilgilerinin birbirine çevirebilme yeteneği minor öneme sahip çok sayıda diğer bitki türlerinde de genom analizlerini hızlandırmıştır.Research Project Susam (Sesamum indicum L.)'da genomik ve metabolomik karakterizasyon(2011) Doğanlar, Sami; Uzun, Bülent; Fırat, Şeymuz; Frary, AnneSusam (Sesamum indicum L.) eski dünya’da orijin almış insanlar tarafından kullanılan en eski yağ bitkilerinden birisidir. Son zamanlarda, besin içerikleri ve sağlıkla ilgili özellikleri açısından ilgi çeken bir ürün durumuna gelmiştir. Susam yağı tedavi amaçlı olarak tıbbi uygulamalarda ve ilaç yapmında yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Ürünün bu önemine rağmen, susam ıslahı, genetiği ve moleküler biyolojisi ile ilgili olarak çok az sayıda araştırma yapılmıştır. Bu durumun sebeplerinden bir tanesi, susam için geliştirilmiş genomik araçların yeterli miktarda olmamasıdır. Önerilen projede bu eksikliği gidermek için susam için genetik araçların gelitirilmesine çalışılmıştır. Bu amaç için Türkiye’de genel ekim alanı bulan bir susam çeşidi olan Sesamum indicum cv. Muganlı-57 çeşitinden eld edilen DNA kullanılarak genomik dizileme yapılmıştır ve elde edilen bu diziler 3101 adet SSR markörünün geliştirilmesinde kullanılmıştır. Ayrıca, halka açık gen veribankalarında mevcut bulunan EST dizileride markör geliştirme çalışmalarında kullanılmıştır. Bu çalışma sonucunda 318 adet EST-SSR markörü geliştirilmiştir. Geliştirilen genomik ve EST-SSR markörleri sayıları 160 civarında olan Türk ve 73 adet dünya susam genotiplerinin çeşitlilik analizlerinde kullanılmıştır. Ayrıca, beş adet AFLP primer kombinasyonuda Türk susam çeşitlerinin genetik çeşitlilik analizlerinde kullanılmıştır. İlaveten, bu materyaller toplamda 17 morfolojik ve agronomik karakter bakımından kantitatif olarak incelenmiştir ve susam tanımlama klavuzuna (IPGRI ve NBPGR 2004) göre değerlendirilmiştir. Geliştirilen bu markörler, ayrıca, Sesamum indicum için ilk moleküler genetik bağlantı haritasının oluşturulmasında da kullanılmıştır. Bu amaç için iki haritalama populasyonu geliştirilmiştir. İlk populasyon bir F6-RIL populasyonu olup Sesamum indicum var. Korea-1 (Acc. No: 92-3091) x Sesamum indicum var. Africa-3 (Acc. No: 95-223) melezlemesinden oluşturulan türleriçi (intraspecific) melezlemelerden türetilmiştir. Ayrıca, Sesamum indicum cv. Muganlı 57 x Sesamum alatum melezlemesinden türetilen bir F2 populasyonu da çalışmada kullanılmıştır. Genetik bağlantı haritası oluşturmak için proje kapsamında geliştirilen toplam 3419 Genomik-SSR and EST-SSR markörleri haritalama populasyonunun ebevenylerinde testlenmiştir. Türleriçi populasyonda polimorfizm seviyesi çok düşük düzeyde kalmıştır. Türlerarası populasyonda da polimorfizm seviyesi düşük olmasına rağmen bir moleküler genetik bağlantı haritasının oluşturulmasına imkan vermiştir.Research Project Domates (Solanum lycopersicum L.)’te birincil ve ikincil metabolitler ve anahtar enzimler için kantitatif karakter lokus analizleri(2018) Doğanlar, Sami; Frary, AnneDomates gıda değeri yüksek ve çoğu sağlıklı ilişkili olan çok sayıda besin içeriklerine sahip olması açısından hem ülkemizde hem de dünyada insanlar için günlük diyetimizin önemli bir kısmını oluşturan önemli bir tarımsal üründür. Nüfus artışı ile doğru orantılı olarak sağlık ve beslenme ile ilgili ortaya çıkan tüketici kaygıları nedeniyle domates önemli bir besin kaynağı olarak dikkate çekmektedir ve taze ve işlenmiş ürün olarak tüketiminde artış beklenmektedir. Ne yazık ki, tüketiciler son zamanlarda domatesteki tat, lezzet ve aroma eksikliğinden sürekli olarak şikayet etmektedirler. Domates meyvelerindeki tat, aroma ve lezzet eksikliği yetiştirme koşulları ve iklim şartları gibi bir çok faktörden etkilenmesine rağmen esas olarak geliştirilen domates çeşitlerinin ıslahında tat ve aroma gibi özellikler fazla dikkate alınmamıştır. Daha önceki ıslah ve genetik çalışmalarda verim, biyotik ve abiyotik stres toleransı, iç, dış meyve rengi ve suda çözünebilir kuru madde içeriği gibi daha çok ıslahçıların, tohum ticareti yapan firmaların ve domates üreticilerinin talep ettikleri konulara odaklanılmıştır. Günümüze kadar tüketicilerin talepleri tat ve aroması iyi ve besin içeriği bakımından zengin domates çeşitlerinin geliştirilmesi hep ihmal edilmiştir. Tat, aroma ve besin içeriği gibi kompleks kalıtım gösteren karakterlerin ıslahında ıslahçıların ilgisizliği yanısıra biyokimyasal ölçüm teknolojilerininde yetersiz olması önemli bir etken olmuştur. Günümüzde analitik kimya ve biyokimya alanında yaşanan teknolojik gelişmelerle bu tip karakterlerin ölçülmesi hem teknolojik olarak mümkün hale gelmiştir ve hemde nispeten daha ucuz ölçümler yapmak imkan dahilinde olmuştur. Bu projede tat, aroma ve besin içeriği karakterleri için metabolik analizler ve moleküler genetik haritalama çalışmaları birlikte uygulanmıştır. Çalışmada tat, aroma ve besin içeriği karakterleri bakımından zengin bir yabani domates türü olan Solanum pimpinellifolium LA1589 x Solanum lycopersicon cv. Tueza (sera tipi çeşit) melezlemesinden türetilmiş BC2F6 kademesinde IBL populasyonu kullanılmıştır. IBL haritalama populasyonu sera koşullarında yetiştirilmiştir. Elde edilen agronomik ve teknolojik karakterlere ait fenotipik verilerle moleküler markör çalışmalarından geliştirilen genomik veriler kantitatif karakter lokus haritalama teknikleri ile analiz edilmiştir. Çalışma sonucunda hem agronomik ve hemde teknolojik karakterlerle ilgili kantitatif karakter lokusları (QTL) belirlenmiştir. Elde edilen QTL lokuslarının Solanum pimpinellifolium LA1589 allellerinin ilgili karakterlerin değerlerini artırdığı bulunmuştur. Bu sonuçlarda, Solanum pimpinellifolium?dan aktarılan QTL bölgelerinin yüksek tat, aroma ve besin içeriği karakterleri için geliştirilecek domates çeşitlerinin ıslahında kullanılabileceği gösterilmiştir. Bu proje TÜBİTAK tarafından Prof. Dr. Sami Doğanlar?a sağlanan AR-GE (114Z116) desteğiyle tamamlanmıştır.Research Project Pamukta Lif Verimi ve Kalite Karakterleri için Kantitatif Karakter Lokus Analizleri(2020) Doğanlar, SamiPamuk ıslahı çalısmalarında rutin olarak pedigrisi belli ebevenylerin melezlenmesi, açılım populasyonlarının olusturulması ve fenotipe dayalı seleksiyon islemleri ile yürütülen çalısmalar pamuk gen havuzunu fark edilir bir sekilde daraltmıs ve bunun neticesinde, günümüzdeki pamuk çesitleri arasındaki genetik çesitliligin çok düsük düzeylerde kalmasına neden olmustur. Pamuk ıslah çalısmalarında yıllardır aynı ıslah metodunun kullanılması, aynı ebevenylerin sürekli olarak ıslah çalısmalarında donor anaç olarak kullanımı ve pamuk ıslahçılarının adapte olmamıs germplazmları kullanmak istememeleri yıllar süren klasik ıslahın sonucu olarak pamuk genomunda çesitligin azalmasına neden olmustur. Bu durumda, yapılan melezlemelerde rekombinantların ortaya çıkarılma sansını azaltmıstır. Dolayısıyla, pamuk ıslah çalısmalarında fenotipik ve genotipik olarak karakterize edilmis germplazmların olusturulması; hem lif verimi ve kalitesi bakımından önemli karakterlerin genetik kontrollerinin anlasılması ve marköre dayalı seleksiyon çalısmalarının baslatılması ve hemde olusturulacak kombinasyon ıslahı çalısmalarında kullanılacak anaçların seçilmesi açısında önemlidir. Önerilen projede lif karakterleri bakımından iki yıl süreyle incelenmis degisik kademelerdeki RIL populasyonlarında moleküler markör analizleri yapılmıstır. Böylece, fenotipik ve genotipik olarak yüksek düzeyde çesitlilige sahip olan pamuk genotipleri belirlenmis ve ayrıca iliskilendirme analizleri ile agronomik karakterler bakımından iliskili genom bölgeleri (markörler) tespit edilmistir.Article Citation - WoS: 3Citation - Scopus: 3Gras-Di Snp-Based Molecular Characterization and Fingerprinting of a Turkish Corylus Avellana Core Set Provide Insights Into the Cultivation and Breeding of Hazelnut in Turkey(Springer, 2023) Yanar, Ertuğrul Gazi; Doğanlar, Sami; Frary, AnneHazelnut (Corylus avellana L.) is an economically and socially important product for Turkey, the country that leads global production of this crop. The preservation of Turkish hazelnut genetic diversity and informed breeding of new cultivars are crucial for maintaining quality and crop yield stability. In this study, genotyping by random amplicon sequencing (GRAS-Di) was used to identify single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in a panel of 96 individuals representing the Turkish national hazelnut collection. The resulting 7609 high-quality SNPs were physically mapped to the Tombul cultivar reference genome and used for population structure and diversity analyses. These analyses revealed that cultivars are not less diverse than wild accessions and that 44% of the panel had admixed ancestry. The results also indicated that recently released Turkish cultivars are highly similar to each other, suggesting that diversity analysis is an important tool that should be employed to prevent future genetic bottlenecks in this crop. A minimal marker algorithm was used to select a set of seven SNP markers that were capable of differentiating the panel accessions. These fingerprinting markers should be useful for the propagation of true-to-type elite cultivars that can be used to renew Turkey's aging hazelnut orchards.Article Determination of Resistance Levels To Clavibacter Michiganensis Subsp. Michiganensis in Some Solanum Species(Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü, 2022) Frary, Anne; Şanver, Utku; Akköse Baytar, Asena; Özaktan, Hatice; Doğanlar, SamiClavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm), is a devastating bacterial disease agent causing bacterial wilt and canker in tomatoes. There is no definitive solution to prevent yield losses by Cmm in tomatoes. Moreover, there is currently no commercially successful Cmm resistant tomato cultivar on the market. Therefore, we aimed to determine the tolerance level of some tomato accessions to Cmm in the present study. For this purpose, we screened seven tomato accessions representing four species (Solanum arcanum, S. habrochaites, S. pennellii, and S. peruvianum) from Peru, Ecuador, and Mexico against the highly virulent isolates Cmm-244 and Cmm-9. A root immersion method was used to identify new sources of resistance to this important disease. Two accessions, S. habrochaites LA1777, and S. arcanum LA2157 were found to be moderate and highly tolerant, respectively, and could serve as tolerance resources for tomato breeding in Türkiye. These materials can also be investigated more extensively to determine their intrinsic Cmm tolerance mechanism.Article Citation - Scopus: 2Qtl Mapping of Broomrape (orobanche Cumana Wallr.) Resistance in Sunflower (helianthus Annuus L.) Using Gbs-Snps(Society of Field Crops Science, 2021) Akköse Baytar, Asena; Çelik, İbrahim; Doğanlar, Cafer; Frary, Anne; Doğanlar, SamiBroomrape is one of the most important biotic stresses causing serious yield reductions in sunflower. Control of this parasitic plant is difficult and physical and chemical strategies are usually insufficient. Therefore, introduction of genetic resistance to broomrape in sunflower is a key breeding goal. Breeding efforts on broomrape resistance have been conducted for decades, however, new broomrape races, such as race F, have emerged and rapidly evolved to be more aggressive and devastating. Although a few quantitative trait loci (QTLs) were identified for race F resistance, none of these loci are suitable for marker assisted selection because of their small phenotypic effects. In the present study, three major QTLs for broomrape race F resistance were identified on LG7, LG11 and LG12 using a high density SNP map constructed with the genotyping by sequencing approach in an intraspecific F2 population. The population consisted of 300 individuals derived from a cross between susceptible Helianthus annuus cv. RHA 436 as the recipient parent and resistant H. annuus cv. H08 M1 as the donor parent. Breeder-friendly SNP-based cleaved amplified polymorphic sequence markers were developed for the QTLs. The QTLs and CAPS markers identified in this study will be valuable molecular genetic tools for sunflower breeding.