Genome-wide association study in durum wheat under iron deficiency
Demir eksikliğinde makarnalık buğdayda genom çapında ilişkilendirme çalışması
- Tez No: 906218
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE AKSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Genetik, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Makarnalık buğday, büyümesini engelleyen ve verimi düşüren demir eksikliği nedeniyle önemli zorluklarla karşı karşıyadır. Demir eksikliğine dayanıklı çeşitler geliştirebilmek için öncelikle geniş varyasyona sahip bir bitki panelinin demir eksikliğiyle ilgili özelliklerinin incelenmesi gerekmektedir. Bu nedenle, bu çalışma, 123 makarnalık buğday genotipinde demir eksikliği toleransını araştırmakta ve bu özellik ile ilişkili genetik belirteçleri genom çapında ilişkilendirme haritalaması (GWAS) yoluyla tanımlamayı amaçlamaktadır. Genotipler kontrollü bir sera ortamında 21 gün boyunca demir eksikliğine maruz bırakılmış ve çeşitli biyokimyasal ve fizyolojik özellikler analiz edilmiştir. Genel olarak, klorofil içeriği ve kök ile yaprak biyokütleleri önemli ölçüde azalırken, FCR enzim aktivitesi ve rizosfer asitleşmesi önemli ölçüde artmıştır. Bu bulgular, bitkilerde bilinen demir eksikliği tepkileriyle tutarlıdır ve makarnalık buğdayın iki farklı demir alım stratejisini birleştirerek kullandığını göstermektedir. Özellikle, FCR aktivitesi ile rizosfer asitleşmesi arasında güçlü korelasyonlar gözlenmiş ve bu da Gramine olmayan demir alım stratejisinin kullanımını desteklemektedir. Genom çapında ilişkilendirme çalışmasıyla gözlemlenen özelliklerle ilişkili yedi önemli belirteç tanımlanmıştır. Toplamda 63 aday gen belirlenmiş ve bu genlerin Arabidopsis ortologları için gen ontolojileri incelenmiştir. Çalışma ayrıca Türk çeşitleri ile yerel çeşitler arasında demir eksikliği tepkilerinde önemli farklılıklar olduğunu ortaya koymuş ve yerel çeşitlerin daha yüksek toleransa sahip olduğunu göstermiştir. Demir eksikliği toleransı için aday genotipler ve genler belirlenmiş ve ıslah programları için değerli kaynaklar sunulmuştur. Bu bulgular, makarnalık buğdayda demir eksikliği toleransının genetik ve fizyolojik mekanizmalarının anlaşılmasına katkıda bulunmakta ve tarımsal verimi optimize etmek için daha dayanıklı buğday çeşitlerinin geliştirilmesine yönelik içgörüler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Durum wheat faces significant challenges due to iron deficiency, which hampers its growth and reduces yield. To develop varieties tolerant to iron deficiency, it is essential to first examine the traits related to iron deficiency in a plant panel with broad variation. Therefore, this study investigates iron deficiency tolerance in 123 durum wheat genotypes and aims to identify genetic markers associated with this trait through genome-wide association mapping. The genotypes were subjected to iron deficiency for 21 days in a controlled greenhouse and analyzed for various biochemical and physiological traits. In general, chlorophyll contents and leaf and root biomasses significantly decreased while FCR enzyme activity and rhizosphere acidification significantly increased. These findings are consistent with known iron deficiency responses in plants and indicate that durum wheat utilizes a combination of two different iron uptake strategies. Notably, strong correlations were observed between FCR activity and rhizosphere acidification, supporting non-gramineous iron uptake strategy utilization. The genome-wide association study identified seven significant markers associated with observed traits. A total of 63 candidate genes were identified, and their Arabidopsis orthologs were investigated for their gene ontologies. The study also revealed significant differences in iron deficiency responses between Turkish cultivars and landraces, with landraces showing greater tolerance. Candidate genotypes and genes for iron deficiency tolerance were identified, providing valuable resources for breeding programs to enhance iron deficiency tolerance. These findings contribute to understanding the genetic and physiological mechanisms of iron deficiency tolerance in durum wheat and offer insights for developing more resilient wheat varieties to optimize agricultural productivity.
Benzer Tezler
- Genom boyu ilişkilendirme haritalaması aracılığıyla makarnalık buğdayda su kullanım etkinliği ve kalite özellikleriyle bağlantılı DNA markörlerinin belirlenmesi
Identification of DNA markers related to water use efficiency and quality characteristics in durum wheat by genome wide association studies
İBRAHİM KÖKEN
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiTarımsal Genetik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK DEMİREL
- Bazı yerel makarnalık buğdayların yüksek sıcaklık stresiyle ilişkili DNA markörlerinin ve seleksiyonda kullanılabilecek morfolojik ve fizyolojik karakterlerinin belirlenmesi
Identification of DNA markers associated with hightemperature stress and morphological and physilogical traits for selection in some local durum wheat varieties
MUSTAFA OKAN
Doktora
Türkçe
2024
ZiraatDicle ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN ALP
PROF. DR. KAMİL HALİLOĞLU
- Genome wide association mapping (GWAS) for important agronomic and quality traits in durum wheat (Triticum durum L.)
Makarnalık buğdayda önemli tarımsal ve kalite özellikleri için genom boyu ilişki haritalaması
AHMAD ALSALEH
Doktora
İngilizce
2016
BiyoteknolojiÇukurova ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÖZKAN
- Association mapping for yellow rust resistance in wheat (triticum aestivum l.)
Buğdayda sarı pasa dayanıklılık için ilişkilendirme haritalaması
MUHAMMAD MASSUB TEHSEEN
- Genetik epidemiyolojide genelleştirilmiş doğrusal modeller yaklaşımı
Generalized linear models approach in genetic epidemiology
ÖZGE KARADAĞ
Doktora
Türkçe
2016
BiyoistatistikHacettepe Üniversitesiİstatistik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERPİL AKTAŞ ALTUNAY