Genetic Determination of Pollen Grain Number and Pollen Viability and Their Correlation with Hybrid Seed Production in Common Wheat
Polen Tane Sayısının ve Polen Canlılığının Genetik Tespiti ve Bunların Ekmeklik Buğdayda Hibrit Tohum Üretimi ile İlişkisi
- Tez No: 684759
- Danışmanlar: PROF. DR. FATMA AYKUT TONK, PROF. DR. PİERRİCK VARENNE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Belirtilmemiş.
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tohumluk Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, hibrit buğday ıslahında seçim stratejilerini geliştirmek amacıyla bir buğday populasyonunun fenotipik karakterizasyonu ile GWAS analizi arasındaki ilişkiyi araştırmıştır. Tarla ve sera denemeleri Fransa'da Limagrain Europe'da Verneuil l'Etang merkezinde gerçekleştirilmiştir. Çalışma için sera panelinden yaklaşık 207 genotip yetiştirilmiştir. Bu populasyon elit hatları, restorer hatları, idame ettirici hatları ve Alman hatlarını içermiştir. Hibrit üretimi için gerekli ebeveyn hatlar erkek steril olan dişi hatlar, idame ettirici hatlar ve restoratif erkek hatlardır. Bu çalışmadaki panel, mevcut dişi hattın çapraz döllemesi ile yıl boyunca dişi hat üretmek için kullanılan 22 idame ettirici hattan oluşmaktadır. Ayrıca 87 genotip de restoratif erkek hat olarak projeye dahil edilmek üzere seçilmiştir. Restoratif hatlar, geri melezleme veya introgresyon yoluyla fertiliteyi restore eden genlerin dişi hatlara aktarılmasını sağlar. Ayrıca, 98 elit hat Fransa ve Almanya'daki bir programdan temin edilmiştir. Toplamda, çiçeklenme dönemi boyunca polen üretimi için 137 genotip ve zaman içinde polen canlılığı için 103 genotip analiz edilmiştir. Ölçümler, empedans akış sitometrisi tekniği kullanılarak AmphaTM Z32 makinesinde aktarılarak gerçekleştirilmiştir. Her bir genotipi tanımlamak için sekiz çiçek ve agronomik özellik gözlenmiştir. Limagrain Şirketi Gizlilik Politikası dikkate alınarak çeşitler sayılarla şifrelenmiştir. Ortalama olarak, panel populasyonunun polen üretimi, çiçeklenme dönemi başına 29.230 polen tanesine eşittir. Polen tanelerinin sayısı, ana başak ve kardeş başaklar arasındaki polen üretimindeki farklılıklar nedeniyle 0.48'lik yüksek bir genotipik varyasyon katsayısına sahiptir. Ancak, tahmin edilen bu varyasyon denemenin uygulanabilirliğini etkilemez. Gözlemlenen karakterler arasında çok sayıda anlamlı korelasyon bulunmuştur. Başaklanma tarihi, anter çıkarma görsel skoru ile negatif korelasyon gösterirken, anter çıkarma üretilen polen miktarı ile 0.27'lik anlamlı bir pozitif korelasyona sahiptir. Polen canlılığı üzerine yapılan testler, deneysel manevralar ve aynı zamanda ortamdaki sıcaklık ve nem seviyeleri nedeniyle yüksek değişkenlik göstermiştir. Sıcaklık etkileşiminden canlılık sonuçlarına kadar olan -0.28'lik anlamlı spearman katsayısı, iki değişken arasındaki korelasyonu doğrulamaktadır. Özelliklerin yüksek kalıtım derecesi ile birleştirilse bile, bu yüksek değişkenlik, gelecek yıl canlılık deneyini tekrarlamayı düşünmememize ve bunun yerine miktar ölçümlerine odaklanmamıza neden olmuştur. Ek olarak, Limagrain Europe'dan alınan bir yazılım kullanılarak GWAS analizi yapılmıştır. Fenotipik özelliklerin varyasyonunda yer alan genomik bölgeleri tanımlamak için 18.099 polimorfik SNP markörü kullanılmıştır. Kullanılan yöntem, populasyon yapısını düzeltmek için doğrusal bir modelden oluşan ve populasyon yapısını kontrol etmek için SNP verilerini ve akrabalık matrisini kullanarak birey çiftleri arasındaki ilişkileri hesaplayan emma-X yöntemidir. Gözlemlenen özelliklerde GWAS analizi için kullanılan bireylerin sayısının düşük olması nedeniyle, önemli QTL'ler bulunamamıştır. Sadece nicelik özelliği ile ilgili binlerce veri toplayarak GWAS analizi yapmak ve bir GS kalibrasyonuyla karakterlerimizle ilgili QTL'i ve bir allelik profilin etkisini belirlemek mümkündür.
Özet (Çeviri)
This thesis research explored the phenotypic characterization of a wheat panel associated with a GWAS analysis to develop hybrid wheat breeding selection strategies. Field and greenhouse experiments were performed in Limagrain Europe, in France, at Verneuil l'Etang center. Around 207 genotypes from the greenhouse panel were grown for this experiment. This population included elite lines, restorers, maintainer lines, and German lines.The parental lines required for hybrid production are female male sterile lines, maintainer lines, and restorative male lines. Our panel is composed of 22 maintainer lines used to produce female lines through the year with cross-fertilization with the current female line. In addition, 87 genotypes were selected as the restorative male lines to be a part of the project. The restorative lines assure the introduction of fertility restoration genes, via backcrossing or introgression, to the female lines. Additionally, 98 elite lines were gathered from France and a program in Germany. In total, 137 genotypes were analyzed for pollen production throughout flowering period and 103 for pollen viability through time. This measurements were performed relaying on AmphaTM Z32 machine using the impedance flow cytometry technic. Eight floral and agronomical traits were observed to describe each genotypes. Considering Limagrain Company Privacy Policy, the varieties named were encrypted with numbers. On average, pollen production of the panel population means is equal to 29.230 pollen grains per flowering period. The number of pollen grains has a high genotypical variation coefficient of 0.48 due to the differences in pollen production between the main spike and the spikes of tillers. However, those variations were predicted do not influence the feasibility of the experiment. Multiple significant correlations between the observed characters were found. The heading date is negatively correlated with the visual scoring of anther extrusion (VAEX), whereas VAEX has a significant positive correlation of 0.27 with the quantity of pollen produced. The tests on pollen viability through time showed high variability due to experimental maneuvers but also temperature and humidity levels in the environment. The significant spearman coefficient of -0.28 from the interaction of temperature to the viability results confirms the correlation between the two variables. Even if combined with the high heritability of the traits, this high variability has led us not to consider repeating the viability experiment next year but instead focus on quantity measurements. Additionally, a GWAS analysis was performed using a software from the Limagrain Europe servers.18.099 polymorphic SNP markers were used to identify the genomic regions involved in the variation of phenotypic traits. The method used is called the emma-X method which consists of a linear model to correct for population structure and computes the relationships between pairs of individuals using SNP data and kinship matrix to control population structure. Due to the low number of individuals used to perform the GWAS for the observed traits, no significant QTLs were found. Accumulating thousands of data on quantity trait alone will make a GWAS analysis and a GS calibration possible to finally determine the concerned QTL to our characters and the effect of an allelic profile.
Benzer Tezler
- Kahramanmaraş koşullarında bazı kültür ve yabani bezelye çeşitlerinin agronomik ve biyolojik özelliklerinin belirlenmesi
The determination of agronomic and biological properties of some culture and wild pea genotypes in Kahramanmaraş conditions
ÜMİT GİRGEL
Doktora
Türkçe
2013
ZiraatKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÇÖLKESEN
DOÇ. DR. AHMET İLÇİM
- M. Ü. Nişantaşı Kampüsü ve Ihlamur Vadisi (Beşiktaş) yöresinin polinizasyon olayları ve allerjik polenlerin saptanması
Determination of allergic pollen grains and pollination of the atmosphere of M. Ü. Nisantasi Faculty and Ihlamur (Besiktas)
KORKUT ULUCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Tıbbi BiyolojiMarmara ÜniversitesiTıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ENGİN ÖZHATAY
- Kloroplast SSR (cpSSR) belirteçleri yardımıyla kızılçamın (Pinus brutia Ten.) Gündoğmuş-Eskibağ (Akçagedik-Tespihli) orijinli 38 no'lu klonal tohum bahçesinde polen kirliliğinin belirlenmesi
Determination of pollen contamination in a clonal seed orchard of pinus brutia ten. in Antalya with chloroplast SSR (cpSSR) markers
B. BANU BİLGEN
- Phlomis physocalyx ve Phlomis oppositiflora türlerinde genetik varyasyonun belirlenmesi
Determination of genetic variation within Phlomis physocalyx and Phlomis oppositiflora
GÖKHAN SEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
BiyolojiErciyes ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL YÜZBAŞIOĞLU
DOÇ. DR. M. YAŞAR DADANDI
- Phlomis kurdica rech. fil. ve Phlomis oppositiflora Boiss. & Hausskn. türlerinde tür içi genetik varyasyonun belirlenmesi ve Phlomis x melitenense' nin Hub.-Mor. (Lamiaceae) melezliğinin moleküler yönden incelenmesi
Determination of intra-species genetic variation of Phlomis kurdica rech. fil. and Phlomis oppositiflora Boiss. & Hausskn. and investigation for the hybridty of P. x melitenense Hub.-Mor. (Lamiaceae) in terms of molecular markers
ÖZAY HASAN EVREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
BiyolojiAkdeniz ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL YÜZBAŞIOĞLU
DOÇ. DR. NURAY KAYA