Development of next-generation sequencing-based indel markers from pea (Pisum spp.) genome
Bezelye (Pisum spp.) genomundan yeni nesil dizileme tabanlı indel markörlerinin geliştirilmesi
- Tez No: 899079
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CENGİZ İKTEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Ziraat, Biotechnology, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Bezelye (Pisum sativum L.) zengin geda besini içeren önemli baklagil bitkisidir. Kompleks ve tekrarlayan genom dizilimine sahip olması nedeniyle genomik ve moleküler markör destekli çalışmalarda diğer baklagillere göre arka planda bırakılmıştır. Bu sorunu değerlendirmek amacıyla, bu tez çalışması kapsamında, bezelyenin iki ebeveyn hattı, ACP 20 (Pisum sativum L.) ve AWP600 (Pisum fulvum Sibth. et Sm.) kullanılarak tüm-genom yeniden sekanslınmış (TGYS) verilerinden, agaroz jelde ayrıştırılabilen InDel primerleri geliştirilmiştir. P. sativum'a ait 10 adet SRA aksesyon verilerinin biyoinformatik analizleri sonucunda 2,312 InDel lokus belirlenmiştir. Bu lokuslar arasından, her kromozom için ortalama 6-8 primer olmak üzere toplam 49 adet InDel primer dizayn edilmiştir. Pisum sativum, Pisum elatius ve Pisum fulvum genotiplerini içeren 22 bezelye genotipi üzerinde doğrulama testi yapılmıştır. Ayrıca bu markörler, ebeveyn hatları arasındaki türler arası melezlenmelerden elde edilen 48-F6 bezelye rekombinant kendilenmiş hat (RIL) popülasyonunda da değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, lokusların %95,92'si (47 lokus) ebeveyn (RIL) hatlarında ve diğer bezelye genotiplerinde güvenilir ve beklenen amplifikasyonu üretmiştir. Çeşitlilik analizi, 22 bezelye genotipi üzerinde 47 InDel lokusu için toplam 181 alel ortaya koymuş ve lokus başına ortalama 2.104 alel kaydedilmiştir. Beklenen heterozigotluk (He) ortalaması 0.101 belirlenirken, gözlenen heterozigotluk (Ho) ortalaması 0.004 olarak kaydedilmiştir. Polimorfik bilgi içeriği (PIC) ortalaması 0.281, ve Shannon çeşitlilik indeksi (I) ise 0.472 olarak hesaplanmıştır. Filogenetik ve temel koordinat analizi (PCoA) bezelye genotiplerinin iki ana küme halinde gruplandırmıştır. InDel markörlerinin RIL popülasyonunda, Ki-kare (χ2) testi ile değerlendirilmesi sonucunda, toplam test edilen lokusların %38,3'ünü oluşturan 18 lokusta 1:1 segregasyon göstermiştir. Diğer yandan, kalan lokuslardaki alel dağılımı, anne hattı olan ACP20'ye doğru eğilim göstermiştir. Bu durum, genetik distorsiyon ve muhtemel pre/postzigotik seleksiyonun varlığına işaret etmektedir. Ayrıca, korelasyon analizi sonucu, 17 lokusun enzimatik aktiviteler ve bezelyede gen kodlama potansiyeli olan hipotetik proteinlerle ilişkili olduğunu ortaya koymuştur. Bu tez çalışması kapsamında geliştirilen InDel markörler kendi çapında ilk ve geniş kapsamlı çalışma olup, gelecekte bezelyede yapılacak markör destekli ıslah çalışmalarında önemli derecede katkı sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Pea (Pisum sativum L.) is nutritionally important legume crop, has been hindered in genomic and molecular markers assisted studies due to its complex and repetitive genome sequences. Addressing this issue, whole-genome re-sequenced data (WGRS) from two parental lines, ACP 20 (Pisum sativum L.), and AWP600 (Pisum fulvum Sibth. et Sm.), were used to develop agarose gel-resolvable InDel markers. Bioinformatics analysis of 10 P. sativum SRA accession data identified 2,312 InDel loci. Among these loci, 49 primer pairs, averaging 6-8 primers per chromosome were designed and validated on 22 pea genotypes, including Pisum sativum, Pisum elatius, and Pisum fulvum accessions. These markers were also verified in a panel of 48-F6 pea recombinant inbred line (RIL) population derived from interspecies crosses between parental lines. Remarkably, 95.92% (47loci) produced reliable and expected amplification in Pisum genotypes and RIL population. Diversity analysis revealed a total of 181 alleles for 47 InDel loci on 22 pea genotypes, with an average of 2.104 alleles per locus. The mean of observed heterozygosity (Ho) was recorded as 0.004, while the mean of expected heterozygosity (He) was 0. 101.The mean of polymorphic information content (PIC) was 0.281, with a Shannon diversity index (I) of 0.472. Phylogenetic and principal coordinate analysis (PCoA) distinctly grouped pea genotypes into two main clusters. Evaluation of InDel markers in the RIL population through a Chi-square (χ2) test showed a 1:1 segregation ratio in 18 markers, accounting for 38.3 % of the total loci tested. On the other hand, allele distribution on the remaining loci skewed towards maternal line ACP20 indicating the occurrence of genetic distortion and presence of potential pre or postzygotic selection most likely due to incompatibility. Furthermore, correlation analysis revealed that seventeen marker loci were found primarily associated with enzymatic activities and hypothetical proteins, potentially encoding genes in pea. These newly discovered InDel markers are the first of their kind in the genus Pisum, are pivotal for future marker-assisted breeding studies in peas.
Benzer Tezler
- Susamda Yeni Nesil Dizileme Verileri Kullanılarak Indel Markerlerin Geliştirilmesi
Development Of Indel Markers Wıth The Use Of Next Generatıon Sequencıng Data In Sesame
SİBEL UZUNOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
BiyoteknolojiAkdeniz ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN YOL
- Yerfıstığında yeni nesil dizileme verileri kullanarak SSR ve InDel markerlerın geliştirilmesi
Development of SSR and InDel markers with the use of next generation sequencing data in groundnut
MOIN QURESHI
- Sporadik kolorektal kanser ile ilişkilendirilmiş aday genlerin incelenmesi
Investigation of candidate sporadic colorectal cancer related genes
ÖZGE CUMAOĞULLARI
Doktora
Türkçe
2017
BiyoteknolojiAnkara ÜniversitesiTemel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLAL ÖZDAĞ
- İnsanda paternal mitokondriyal DNA geçişinin moleküler temeli ve gelişimsel mitokondri eliminasyonunun izlenmesi
Molecular basis of paternal mitochondrial DNA transmission and monitoring of developmental mitochondria elimination in human
CANDAN EKER
Doktora
Türkçe
2018
Biyoteknolojiİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUBA GÜNEL
- Nadir mutasyonların taramasına yönelik derin dizileme çalışmaları için çok boyutlu havuzlama yaklaşımının geliştirilmesi ve familyal hiperkolesterolemi hasta grubunda uygulanması
Development of a multi-dimensional pooling approach for scanning rare mutations in deep sequencing experiments and application on familial hypercholesterolemia patient group
HALDUN DOĞAN
Doktora
Türkçe
2023
BiyoteknolojiAnkara ÜniversitesiTemel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLAL ÖZDAĞ SEVGİLİ