T.C.
NİĞDE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
TARIMSAL GENETİK MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI
HİBRİT ÇEŞİT GELİŞTİRMEDE KULLANILACAK SOĞAN (Allium cepa L.) GENOTİPLERİNDE ÇEKİRDEK ERKEK KISIRLIK GENİ ALLELLERİ İLE BAĞLI
MOLEKÜLER MARKIRLARIN BAĞLANTI POZİSYONUNUN TESPİTİ
Fadime Özen TEKELİ
Eylül 2015 F . Öz en TEK EL İ, 2015 Nİ ĞD E Ü Nİ VE R S İT ES İ F EN B İL İML ERİ EN S Tİ TÜ S Ü
T. C.
NİĞDE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
TARIMSAL GENETİK MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI
HİBRİT ÇEŞİT GELİŞTİRMEDE KULLANILACAK SOĞAN (Allium cepa L.) GENOTİPLERİNDE ÇEKİRDEK ERKEK KISIRLIK GENİ ALLELLERİ İLE BAĞLI
MOLEKÜLER MARKIRLARIN BAĞLANTI POZİSYONUNUN TESPİTİ
Fadime Özen TEKELİ
Yüksek Lisans Tezi
Danışman
Yrd. Doç. Dr. Ali Fuat GÖKÇE
TEZ BİLDİRİMİ
Tez içindeki bütün bilgilerin bilimsel ve akademik kurallar çerçevesinde elde edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.
ÖZET
HİBRİT ÇEŞİT GELİŞTİRMEDE KULLANILACAK SOĞAN (Allium cepa L.) GENOTİPLERİNDE ÇEKİRDEK ERKEK KISIRLIK GENİ ALLELLERİ İLE BAĞLI
MOLEKÜLER MARKIRLARIN BAĞLANTI POZİSYONUNUN TESPİTİ
TEKELİ, Fadime Özen Niğde Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Tarımsal Genetik Mühendisliği Anabilim Dalı
Danışman: Yrd. Doç. Dr. Ali Fuat GÖKÇE Eylül 2015, 106 sayfa
Bu tez çalışmasında soğan (Allium cepa L.) ve şalot (Allium ascalonicum L.) türlerinden olmak üzere toplamda 120 adet bireysel soğan genotipi bitkisel materyal olarak kullanılmıştır. 68 adet erkek kısır (S-msms, A hattı) ve 16 adet idameci (N-msms B hattı) soğan genotipleri resesif ms allel kaynağı olarak kullanılmıştır. Sitotipini ve erkek kısırlık lokusuna bağlı moleküler markır allellerinin frekans dağılımını belirlemek için ise; 36 adet sitotipi ve çekirdek genotipi bilinmeyen şalot genotipi kullanılmıştır. Sitoplazma tipleri yönünden 64 tanesi S-, 13 tanesi N-, 5 tanesi ise karşık (S-, N- veya T-); şalotlarda 5 tanesi S-, 23 tanesi N-, 8 tanesi ise T-sitoplazmik çıkmıştır. GAF08 ile GAF09 primer kombinasyonunun ürettiği 659 bç bant ve GAF10 ile GAF11 primer kombinasyonun ürettiği 490 bç bant bağlantı eşitsizliğinde bulunmuştur. Ayrıca 659 bç ve 490 bç bant kendi aralarında da bağlantı eşitsizliğinde bulunmuştur. Şalotlarda ise GAF08 ile GAF09 primer kombinasyonun ürettiği 659 bç bant ve GAF10 ile GAF11 primer kombinasyonunun ürettiği 490 bç bant bağlantı eşitsizliğinde bulunmuştur.
SUMMARY
DETECTION OF LINKAGE PHASE OF THE MOLECULAR MARKERS AND NUCLEAR MALE STERILITY GENE ALLELES IN ONION (Allium cepa L.)
GENOTYPES TO BE USED FOR HYBRID CULTIVAR DEVELOPMENT
TEKELI, Fadime Ozen Nigde University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Agricultural Genetic Engineering Supervisor: Assistant ProfessorAli Fuat GOKCE
September 2015, 106 pages
Total of 120 individial onion genotypes were used as plant material from onion (Allium cepa L.) and shallot (Allium ascalonicum L.) species in this theses research. Sixtyeight male sterile (S-msms, A line) and 16 maintainer (N-msms, B line were used as resesive (ms) allele sources. Additionaly 36 individual shallot genotypes were used to determine cytotype and distribution of male sterility locus linked molecular marker allele frequencies from shallot. Regarding cytotypes 64 genotypes were in S-, 13 genotypes were in N-, 5 genotypes were in mixed (S-, N-, or T-) cytoplasmic; out of 36 shallot genotypes determined, 5 genotypes were in S-, 23 genotypes were in N-, and 8 genotypes were in T-cytpolasmic type. Nuclear recessive ms allele was found at linkage disequilibrium with 659 bp and 490 bp bands produced by GAF08 with GAF09 and GAF10 with GAF11 primer combination, respectively. Additionally, 659 bp and 490 bp bands were at linkage disequilibrium as well. The 659 bp and 490 bp bands produced by the GAF08 with GAF09 and GAF10 with GAF11 primer combinations, respectively, were found in linkage disequilibrium in shallot genotypes.
ÖN SÖZ
Hibrit çeşit geliştirmede gerekli olan ana ve baba hatların eldesi için moleküler markır yardımı ile seleksiyon yaparak ıslah süresini kısaltma hedeflenmektedir. Çekirdek erkek kısırlık genine bağlı moleküler markırlar mevcut olmasına rağmen bağlantı pozisyonu (linkage phase) bilinmeden seleksiyonda kullanma şansı yoktur. Seleksiyona başlamadan önce moleküler markır ile ilgili genin alleleri arasındaki bağlantı pozisyonunu belirlenmiştir. Melezleme sonrası seleksiyonda markırların kullanılması klasik ıslaha göre daha avantajlı olmaktadır. Bu nedenle hibrit çeşit için gerekli ana ve baba hatların seçimi bağlantı pozisyonu bilinen bireylerde uygulanabilmektedir. Bazı aday soğan genotiplerinde erkek kısırlık allelleri ile moleküler markır allelleri arasındaki bağlantı eşitsizliği belirlenmiştir.
Yüksek lisans tez çalışmam boyunca;
Danışmanım ALİ FUAT GÖKÇE’ye maddi manevi her türlü yanımda olan ve benim bu alanda gelişmeme pek çok katkı sağladığı için sonsuz teşekkür ediyorum.
Tez jüri üyelerinden Prof. Dr. Sedat SERÇE’ye ve Doç. Dr. Kazım MAVİ’ye katkılarından dolayı teşekkür ederim.
Bu tezi, sadece yüksek lisans çalışmam boyunca değil, tüm öğrenim hayatım boyunca her türlü zorluklarda yanımda olan, emekleri ve destekleri için; annem Ayşe ve babam Bülent TEKELİ’ye ayrıca abim İbrahim Ozan TEKELİ’ye ve eşine sonsuz teşekkürü bir borç bilerek onlara ithaf ediyorum.
Soğan ıslah hatlarının devamlılığını ve bu çalışmaya kısmi maddi destek sağlayan MTN ailesine teşekkür ederim. Ayrıca çalışmam boyunca arazide yardımcı olan meslektaşım. Nazife Kemikler’e de teşekkür ederim.
Tezimi yazarken yardımlarını esirgemeyen evini açan Araş. Gör. İLKNUR TINDAŞ’a teşekkür ederim.
Tez arkadaşım Ömer Faruk ÇATAL’ a DNA izolasyon sırasında yardımları için teşekkür ederim.
Manevi desteklerinden dolayı Değerli Gülay GÖKÇE’ye başta olmak üzere; en yakın arkadaşlarım Zir. Müh. Gözde BAŞSOY’a ve Gamze Nur ARAS’a teşekkür ederim.
Bu çalışma kısmi olarak FEB 2015/10-YÜLTEP no’lu proje kapsamında Niğde Üniversitesi Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından desteklenmiştir.
İÇİNDEKİLER ÖZET ... iv SUMMARY ... v ÖN SÖZ ... vi İÇİNDEKİLER ... viii ÇİZELGELER DİZİNİ ... x ŞEKİLLER DİZİNİ ... xi
SİMGELER ve KISALTMALAR ... xiii
BÖLÜM I ... 1
GİRİŞ ... 1
BÖLÜM II ... 4
GENEL BİLGİLER ... 4
2.1. Soğanın Anavatanı ... 4
2.2. Soğanın Üretim Miktarı ... 4
2.3. Allium Taksonomisi ve Genel Bilgiler ... 6
2.4. Soğanın Ekolojik İsteği ... 11
2.5. Soğangillerin Sağlık Açısından Önemi ... 18
2.6. Soğan ve Genetik Çalışmaları ... 20
2.6.1. Erkek Kısırlık ... 20
2.6.2. Soğanlarda Hibrit Çeşit Islahı ... 22
2.6.3. Moleküler Markırlar ... 23
2.6.4. Bağlantı Eşitsizliği (Linkage Disequiliubrium) ... 23
BÖLÜM III ... 26
MATERYAL VE METOD ... 26
3.1. Materyal ... 26
3.1.1. Bitki Materyali ... 26
3.2.Yöntem ... 27
3.2.1. Stok Çözelti Hazırlama ... 27
3.2.1.1. CTAB Stok Çözeltisinin Hazırlanması ... 27
3.2.1.2. 1M Tris (PH 8) Çözeltisinin Hazırlanması ... 27
3.2.1.3. 0,5 Molar EDTA, pH 8 Çözeltisinin Hazırlanması ... 28
3.2.1.5. DNA Elde Etme Yöntemi ... 28
3.2.2. Çıkartılan DNA’larda Yoğunluğun Belirlenmesi ve Agaroz Jelde Görüntüleme ... 33
3.2.3. Çıkartılan DNA Yoğunlukları ve PCR İçin Uygun Miktarın Belirlenmesi ... 33
3.2.4. Primer Sentezleri ... 33
3.2.5. Genotip DNA’larında PCR ile Çoğaltma ... 35
3.2.6. Çekirdek Moleküler Markır Allelleri ve Ms Lokus Allelleri Arasındaki Birebir Bağlantı Eşitsizliği (Linkage Disequilibrium) İçin Skorlama ... 35
BÖLÜM IV ... 36
BULGULAR VE TARTIŞMA ... 36
4.1. Çıkarılan DNA’larda Yoğunluk Belirleme ve Agaroz Jelde Görüntüleme ... 36
4.2. Çıkartılan DNA Yoğunluklarının PCR için Uygun Miktarın Tespiti ... 43
4.3. PCR Optimizasyon Çalışmaları ... 44
4.4. Çıkartılan DNA’ların Primerler ile Mitokondri Tipini Belirleme ... 46
4.4.1. DNA’ların GAF03 ve GAF04 Primerleri ile Mitokondri Tipini Belirleme ... 46
4.4.2. DNA’ların GAF05, GAF06 ve GAF07 Primerleri ile Mitokondri Tipini Belirleme ... 50
4.4.3. Soğan Genotiplerinin Sitotipinin Belirlenmesi ... 52
4.5.1. DNA’ların GAF08 ve GAF09 Primerleri ile Çekirdeksel Genotipini Belirleme ... 60
4.5.2. DNA’ların GAF10 ve GAF11 Primerleri ile Çekirdeksel Genotipini Belirleme ... 62
4.5.3. Soğan ve Şalot Genotiplerinde Çekirdeksel Genotipinin Belirlenmesi ... 65
4.6. Çekirdeksel Moleküler Markır Allelleri ve Ms Lokus Allelleri Arasındaki Birebir Bağlantı Eşitsizliği (Linkage Disequilibrium) ... 74
BÖLÜM V ... 76
SONUÇ ... 76
KAYNAKLAR ... 78
ÖZGEÇMİŞ ... 87
ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge 3.2.4.1. Kullanılan primerlerin nükleotit dizini, erime sıcaklığı (TM),
kullanıldığında çoğaltığı DNA bant büyüklüğü ve referanslar. ... 34 Çizelge 4.1.1. Kullanılan genotiplerin sıra, kaynağı, genotipi, DNA tüp no. ve
yoğunluğu. ... 38 Çizelge 4.4.3.1. Sitoplazmaya özel moleküler markırlar için kullanılan PCR
primer çiftleri, bu çiftler ile çoğaltılan DNA baz çifti (bç) olarak bant boyları, bakılan bant var (1), yok (0) veya zayıf bant (0/1)
anahtarına göre sitoplazma tiplerini göstermektedir. ... 53 Çizelge 4.4.3.2. Kullanılan soğan genotiplerinin sıra, kaynağı, DNA tüp no,
mitokondri DNA’ları GAF03 ile GAF04 ve GAF05, GAF06 ve GAF07 ile çoğaltıldığında beklenen DNA boyları ve markırlar ile
belirlenen mitokondri tipleri. ... 54 Çizelge 4.4.3.3. Soğan ve şalot genotiplerinin sitoplazma (mitokondri) tipleri ile
sayıları. ... 59 Çizelge 4.5.3.1. Kullanılan soğan genotiplerinin sıra, kaynağı, DNA tüp no,
çekirdeksel DNA’ları GAF08-09 ve GAF10-11 ile çoğaltıldığında beklenen DNA boyları, sitoplazma-Ms lokus ve moleküler markır
genotipleri. ... 67 Çizelge 4.5.3.2. Çekirdeksel erkek kısırlık (Ms) lokusuna bağlı moleküler
markırlar için kullanılan PCR primer çiftleri, bu çiftler ile
çoğaltılan DNA baz çifti (bç) olarak bant boyları, bakılan bant var (1) veya yok (0) anahtarına göre çekirdeksel allellik pozisyonları, pozisyon açıklamaları, soğan ve şalot genotip sayılarını
göstermektedir. ... 73 Çizelge 4.6.1. Ms lokus ile moleküler markır allelleri arasındaki bağlantı
eşitsizliği testi için genotip, gözelenen ve beklenen Ms lokus ve moleküler markır allellerinin beraber ya da ayrı oldukları birey sayıları, Ki-kare tesi ile elde edilen X2
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil 2.2.1. Baş soğan üretim arazisinden bir görüntü ... 6
Şekil 2.2.2. Fransız tipi şalotlardan bir görünüm ... 8
Şekil 2.2.3. Muz tipi şalotların görünümü ... 9
Şekil 2.2.4. Alliumların kendi aralarında melezlenmelerini gösteren şema; ok yönü ana bitkiyi göstermektedir. ... 10
Şekil 2.4.1. Niğde ilinde fide ile üretilen baş soğanlar ... 12
Şekil 2.4.2. Allium cepa’nın kök yapısı ... 12
Şekil 2.4.3. Soğan bitkisinin yapraklarından genel bir görüntü ... 13
Şekil 2.4.4. Toplu çiçek yapısına sahip soğan bitkisinden bir görüntü ... 14
Şekil 2.4.5. Tozlanma- döllenme sırasında soğan çiçeğinden bir görüntü ... 15
Şekil 2.4.6. 2014 yılında Niğde Üniversitesi, Tarım Bilimleri ve Teklonojileri Fakültesi Araştırma ve Uygulama arazinde hasat edilmiş baş soğanlara kürleme işleminin yapılması ... 16
Şekil 2.4.7. Hasat sonrası renk açılımı ile ilgili seleksiyondan bir görüntü ... 17
Şekil 3.1.1.1. Soğan (Allium cepa L.) 11037 (A) ve 11038 (B) ... 26
Şekil 3.1.1.2. Şalot (Allium ascalonicum) Muz tipi (A) ve fransız tipi (B) ... 27
Şekil 3.2.1.5.1. MTN şirketinin AR-GE arazisinde DNA izolasyonu için etiketleme işleminin yapılması ... 29
Şekil 3.2.1.5.2. DNA izolasyonu için soğan fidelerinden yaprak örneklerinin alınarak tüplere konulması ... 30
Şekil 3.2.1.5.3. Sert bir cisim yardımıyla ezilen bitki örnekleri ... 30
Şekil 3.2.1.5.4. Ezilen bitki parçalarının bead’li tüplere aktarımı ve vortexlenmiş hali ... 31
Şekil 3.2.1.5.5. DNA izolasyon sırasında bir görüntü ... 31
Şekil 3.2.1.5.6. DNA izolasyonunda santrifüjden çıkan tüplerdeki fazla sıvının boşaltma işlemi ... 32
Şekil 3.2.4.1. Soğanda erkek kısırlık lokusu (Ms) ile bağlı olduğu bilinen markırların allellik bağlantı pozisyonu. Dominant MS alleli 659 bç ve 490 bç ile beraber, resesif allel ms ise 526 bç ve 437 bç ile beraber (Bang vd., 2011’den modifiye edilmiştir). ... 34
Şekil 4.1.1. Çıkarılan DNA örneklerinden 10 µl hacmin içerdiği DNA miktarlarının agaroz jelde görüntüleri, altı taraklık jelde 50 baz çiftlik (bç) ölçü markır (sol) ve 100 bç ölçü markırı (sağ)
kullanılmış, A ve B kontrol (1000 ng DNA) 1000 bç’lik DNA ölçü
bantı ise 142 ng DNA içermektedir. ... 37 Şekil 4.2.1. Çıkarılan DNA örneklerin 10 kat seyreltilmiş halinde 10 µl hacmin
içerdiği DNA miktarlarının agaroz jelde görüntüleri, altı taraklık jelde 100 bç ölçü markırı (sol) kullanılmış, yoğunluğu bilinen A ve B kontrol 1000 ng, 1000 bç’lik DNA ölçü bantı ise 142 ng DNA
içermektedir. ... 43 Şekil 4.5.1.1. DNA’ların GAF08 ve GAF09 primerleri ile çoğaltıldığında oluşan
PCR ürününün agaroz jel görüntüsü. Şeklin solunda tarakların ilk gözünde 100bç aralıkla artan DNA ölçü markırı, beklenen bant boyları ise şeklin sağında verilmiştir. İlk ve dördüncü tarakta (soldan ikinci ve üçüncü göz) çekirdeksel erkek kısırlık lokusu resesif allel (msms) kontrolü olarak kullanılan A ve B’deki 659/659 bç bant çekirdek Ms lokusundaki resesif (ms) allel ile moleküler markır alleli 659bç bantın beraber olduğunu altıncı tarak sağdan dördüncü göz ise negatif kontrolü göstermektedir. ... 61 Şekil 4.5.2.1. DNA’ların GAF10 ve GAF11 primerleri ile çoğaltıldığında oluşan
PCR ürününün agaroz jel görüntüsü. Şeklin solunda tarakların ilk gözünde 100bç aralıkla artan DNA ölçü markırı, beklenen bant boyları ise şeklin sağında verilmiştir. İlk tarakta (soldan ikinci ve üçüncü) ve dördüncü tarakta (soldan üçüncü ve dördüncü göz) çekirdeksel erkek kısırlık lokusu resesif allel (msms) kontrolü olarak kullanılan A ve B’deki 490/490 bç bant çekirdek Ms lokusundaki resesif (ms) allel ile moleküler markır alleli 490bç bantın beraber olduğunu; altıncı tarak sağdan dördüncü göz ise negatif kontrolü
SİMGELER VE KISALTMALAR Simgeler Açıklamalar % Yüzde °C Santigrad Derece µg/mL Mikrogram/Mililitre µL Mikrolitre
ABD Amerika Birleşik Devletleri AC43 Alisa Crake soğan çeşidi 43 ACSOs Alkyl Sistin SulpHoxides
AFLP Amplified fragment length polymorphism AOB272 Allium Okyan Bark 272. RFLP markırı
bç Baz Çifti
bp Base Pair
BYG15-23 Bringham Yellow Globe soğan çeşidi 15-23
CAPS Cleaved amplified polymorphisms (çoğaltılıp kesilen farklılıklar) CMS Sitoplazmik-genik erkek kısırlık
CMS-C C tipi sitoplazmik-genik erkek kısırlık CMS-S S tipi sitoplazmik-genik erkek kısırlık CMS-T T tipi sitoplazmik-genik erkek kısırlık CTAB Hexadesiltrimetilamonyum bromid
dk Dk
DNA Deoksiribonükleik Asit DNAz Deoksiribonükleaz
dNTPs Deoksiribonükleotid Trifosfat dsDNA Çift iplikli DNA
EDTA Etilen Diamin Tetra Asetik Asit
EtBr Etidyum Bromür
FAO Food and Agriculture Organization
Fe Demir
g Gram
K Potasyum kcal Kilokalori kg Kilogram L litre M Molar M+2 Magnezyum İyonu m2 Metrekare mg Miligram mL Mililitre mM Milimolar
Ms Erkek kısırlık geni (Male Sterility) MS Erkek kısırlık geni baskın alleli ms Erkek kısırlık geni çekinik alleli MSms Melez erkek kısırlık genotipi MSMS Saf baskın erkek kısırlık genotipi msms Saf çekinik erkek kısırlık genotipi mtDNA Mitokondrial DNA
N Azot
Na Sodyum
NaCl Sodyum klorit
NaOH Sodyum Hidroksit
NCBI Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi (National Center for Biothecnology Information)
ng Nanogram
P Fosfor
PCR Polymerase Chain Reaction (Çoklu zincir reaksiyonu)
pH Potansiyel Hidrojen
ppm part per milion (Milyonda bir parça)
RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism
RNA Ribonükleik Asit
rpm Santrifuj işleminde dkdaki devir sayısı
SDS Sodyum dodesil sülfit
sn Saniye
SNP Single nucleotide polymorpHism (tek nükleotid farklılığı) TBE Tris Borik Asit EDTA
TE Tris EDTA
TÜİK Türkiye İstatistik Kurumu
Umbel Soğan bitkisinin çiçek topuna verilen isim.
UV Ultraviyole
V Volt
BÖLÜM I GİRİŞ
Soğangiller olarak bilinen başta soğan, pırasa, sarımsak olmak üzere; frenk soğanı, patates soğanı, şalot vb. bitkiler Allium olarak bilinir ve dünya çapında geniş alanlara yayılım göstermişlerdir (Brewster, 1994 ve 2008). Soğanın anavatanı Afganistan, Pakistan, Tacikistan ve İran’ın kuzey kesimlerini birincil merkez olarak belirtirken (Hanelt, 1990; McCollum, 1976; Vvedensky, 1944.); ikincil merkez olarak Türkmenistan’ın dağlık kesimleri, Anadolu ve Yakın Doğu Asya olarak bilinen İran’ın kuzeyi, Hindistan’ın batısı, Hazar denizinin doğusu ve Azerbaycanı belirtmektedirler (Baytop ve Mathew, 1984; Vavilov, 1951).
Yemeklik soğan dünya ekonomisinde önemli bir yere sahiptir. FAO kaynaklarında Çin ilk sırada yer almaktadır; daha sonra Hindistan, A.B.D., İran, Mısır, Rusya ve Türkiye yer almaktadır. Dört yıllık dünya ortalamasına göre; toplamda 82,9 milyon ton kuru soğan üretimi, yaklaşık 4 milyon ton yeşil soğan ve şalot üretiminin olduğu görülmektedir (FAO, 2010, 2011, 2012, 2013). Dünya toplam üretiminin yarıdan fazlasını ilk üç ülke olan Çin, Hindistan ve A.B.D.’nin ürettiği görülmektedir. Türkiye için kuru soğan üretim miktarı; 1.893 bin ton iken; yine bu yıllar arasında şalot ve yeşil soğan üretim miktarı; 151,62 ton’dur (TÜİK, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014).
Alliaceae familyası içerisinde yer alan soğan ve akrabaları geniş bir yer kaplar (Havey vd., 2004a; Jones ve Mann, 1963; Stearn, 1944; Traub, 1968a ve 1968b). Yaklaşık 700 tür içeren Alliaceae familyasında, Allium cepa L. yenilebilir türlerde ilk sırada yer alır. Daha sonra sırasıyla sarımsak ve sonrasında şalot ve pırasa geldiği bildirilmiştir. (Brewster, 1994; Cronquist 1968; Cronquist vd., 1977; Fritsch ve Friesen, 2002; Hanelt 1990; Havey, 1995a ; Jones ve Mann 1963; Kolmann vd., 1983; Meer ve Hanelt, 1990; Stearn 1944; Traub 1968a ve 1968b; Ved Brat 1965).
Soğan güney yarım kürede Arjantin ve Yeni Zelanda; kuzey yarım kürede ise; Kanada ve Polonya arasında kalan tüm alanlarda yetiştirilmektedir. Farklı iklim isteklerine adapte olan soğanlardan, baş bağlamak için 12 saatin altında gün uzunluğu isteyenlere kısa gün, 12-14 saat arası gün uzunluğu isteyenlere orta gün ve 14 saatin üzerinde gün uzunluğu isteyenlere ise uzun gün soğanları olarak adlandırılmaktadır (Gökçe, 2015; Pike, 1986; Şalk vd., 2008). Soğan tohumdan tekrar tohum oluşturabilmek için iki büyüme sezonuna ihtiyaç duyan, iki yıllık bir sebzedir.
Günümüzde değişik rahatsızlıklara karşı, doğal ürünlerin bilinçli ya da bilinçsiz olarak kullanımı çok yaygındır. Sağlık yönünden en önemli besin değeri olan kuru maddeyi oluşturan karbonhidratlar sukroz, fruktoz ve glikozdur (Havey vd., 2004a, 2004b). Desjardins (2008)’e göre; soğan ya da akrabaları ile ilgili bildirilen çok sayıda bilimsel raporlarda bazı sağlık sorunlarının giderilmesinde ya da azaltılmasında kullanılabilir. Soğanın ve sarımsağın insan sağlığı üzerine yararlarından bir diğeri de; kardiovasküler (Kalp-Damar) rahatsızlıkların giderilmesinde ve diğer hastalıkların tedavisinde tıbben önerilmektedir (Havey vd., 2001, 2004a, 2004b, Kendler, 1987). Dolayısıyla günlük yarım baş soğan ya da üç adet yeşil soğan çiğ olarak tüketildiği takdirde (günlük ortalama 4-7 µg/mL) sağlıklı bir yaşam için sizce belki küçük, fakat metabolizmanız için oldukça faydalı olacak bir adım atılacağı düşünülmektedir. Soğan ayrıca Alkyl sistin sulphoxide (ACSOs) ve flavonoidlerce oldukça zengin bir sebzedir (Randle, 1995; Thomas vd., 1994). Bir fenolik bileşik olan flavonidler, bitkileri dış etmenlere (hastalık-zararlı) karşı korumakla birlikte; soğanın acılığı ve keskin kokusu ile ilişkilendirilmektedir (Galmarini vd.,2001; Havey vd., 2001, 2004a; Şalk vd., 2008). Flavonoidlerin alt grubunda yer alan antosiyoninler meyve ve sebzelere doğal rengini veren renk pigmentleridir. Kanser başta olmak üzere bazı hastalıkların tedavisinde kullanılmaktadır (Nizamlıoğlu ve Nas, 2010). Soğangillerin enfeksiyon hastalıklarına da karşı olduğu gibi, farklı hastalıklara karşı da örneğin; kalp-damar rahatsızlıklarında (Vasquez-Prieto vd., 2010), kalp spazmında, damar tıkanıklıkları ve damar sertliklerinde (Ali vd., 2000; Block vd., 1986), pıhtı oluşumunda (Gonzalez vd., 2009) da etkili olduğu rapor edilmiştir. Soğanlarda erkek kısırlık ilk kez 1925 yılında Kaliforniya Üniversitesi ıslah bahçesinde yetiştirilen İtalyan Red 13-53 kırmızı soğan popülasyonunda bulunmuştur (Jones ve Emsweller, 1936). Erkek kısır bitki ile çalışmalar devam edilmiş; erkek kısırlığa sebep olan sitoplazma tipine steril (S), diğer sitoplazma tipini de normal (N) sitoplazma, hücre çekirdeğinde bulunan Ms
bölgesindeki bir genin allelleri saf çekinik (msms), melez (MSms), ya da saf baskın (MSMS) olabileceği bildirilmiştir. (Jones ve Clarke, 1943).
Soğanların iki yıllık ve erselik yapıda toplu çiçeklerin bulunması, soğanlarda hibrit soğan tohumunun üretimini emaskülasyon yoluyla imkânsız hale getirmektedir. Soğanların sahip olduğu kloroplast ve mitokondrilerindeki DNA’da gözlenen farklılıklar sitoplazma tipini ayırt edebilmektedir (Courcel vd., 1989; Havey, 1993; Havey, 1995b; Havey, 1997; Holford vd., 1991; Satoh vd., 1993). Bu farklılıklardan ortaya çıkan moleküler markırları kullanan ıslahçı, bireysel anlamda soğanların sitoplazmalarını belirleyebilmektedir (Engelke vd., 2003; Havey, 1995b; Havey, 1997; Özokutanoğlu, 2013; Sato, 1998).
Sitoplazmik (Engelke vd., 2003; Havey, 1995; Sato, 1998) ve çekirdeksel Ms lokusuna bağlı moleküler markırların (Bang vd., 2011; Gökçe vd., 2002) bulunması ile birçok bitkide olduğu gibi soğanlarda markır kullanımıyla ıslah çalışmalarına hız verilmiştir. Moleküler markır kullanımı ile soğanlarda yapılan ıslah çalışmalarında sitoplazma ve çekirdek genotipleri belirlenmiştir (Gökçe ve Havey, 2000; Gökçe, 2001). Ülkemizde 2009 yılında ilk kez Kantartopu soğan çeşidinden hibrit çeşit üretimi yapılmıştır ve (Gökçe vd., 2011a, 2011b, 2011c) devam eden ıslah çalışmaları sonucunda 16 farklı F1 soğan çeşit adayları da belirlenmiştir (Gökçe vd.,. 2012a, 2012b, 2012c, 2012d, Gökçe, 2012).
Soğanlarda hibrit çeşit geliştirmede kullanmak üzere moleküler markırlar geliştirilmiştir (Gokce vd., 2002; Bang vd., 2009, 2011, 2013; Havey, 2013). Ancak her ne kadar Ms lokus allelleri ile markır çok yakın olsa da aralarında parça değişimi mümkün olduğundan; bu markırların ilgisiz bir popülasyonda veya ıslah hattında kullanmadan önce bağlantı pozisyonunu öğrenmek gerekmektedir (Gökçe ve Havey, 2006).
Bu tez çalışmasında mevcut genotiplerden iki kaynaktan gelen soğan ve şalotlarda moleküler markır allelleri ile Ms lokusu allellerinin birbirine göre beraber mi yoksa ayrı mı olma durumları kromozom üzerinde araştırılmıştır. Kullanılan soğan hatları erkek kısır ve idamecisi olarak kullanılan hatlar olup, bağlantı pozisyonu belirlendikten sonra bu hatların kullanımı ile elde edilecek bir melezleme çalışmasında Ms lokus allelleri moleküler markır yardımı ile takip edilebilecektir. Şalotlarda ise; iki moleküler markırın bağlantı pozisyon eşitsizliğinde olup olmadıkları araştırılmıştır.
BÖLÜM II
GENEL BİLGİLER
2.1. Soğanın Anavatanı
Soğangiller olarak bilinen başta soğan, pırasa, sarımsak olmak üzere frenk soğanı, patates soğanı, şalot vb. bitkiler Allium olarak bilinir ve yetiştiriciliği oldukça eskiye (Antik çağa kadar) uzanmaktadır. Bu türlerin üretimi ve tüketimi günümüzde, dünya çapında geniş alanlara yayılım göstermiştir (Brewster, 1994 ve 2008). Soğanın anavatanı hakkında ise; iki farklı görüş ağırlık kazanmaktadır.
Bunlardan birincisi; Afganistan, Pakistan, Tacikistan ve İran’ın kuzey kesimlerini birincil merkez olarak belirtirken (Hanelt, 1990; McCollum, 1976; Vvedensky, 1944); ikincisi ise; ikincil merkez olarak Türkmenistan’ın dağlık kesimleri, Anadolu ve Yakın Doğu Asya olarak bilinen İran’ın kuzeyi, Hindistan’ın batısı, Hazar denizinin doğusu ve Azerbaycan belirtilmektedir (Baytop ve Mathew, 1984; Vavilov, 1951).
Soğangiller ailesinin başında gelen soğanın, eski uygarlıklarda birçok farklı amaçla kullanıldığı bilinmektedir. Geçmişten günümüze her alanda büyük öneme sahip olan soğanın, Avrupa’ya fetih ordularıyla Mısırdan taşındığı da bildirilmiştir. Mısır uygarlığından kalan piramitlerde soğan ve benzeri birçok figüre rastlanmıştır. Yine bir araştırmacı; mısırlılar tarafından yapılan piramitlerde çalışan işçilerin, soğanı bol miktarda gıda olarak tükettiklerini belirtmektedir (Platt, 2003).
2.2. Soğanın Üretim Miktarı
Soğan, dünya çapında önemli bir bitkisel üründür. Soğan hem toplumumuzda hem de başka ülkelerde çok eski zamanlardan bugüne kadar da gıda olarak tüketilmesinin yanı sıra pek çok farklı kullanım alanına da sahip iştah açıcı bir sebzedir. Bu tüketimin taze olarak yemeklerde ve salatalarda; cips olarak dondurulmuş şekilde ve bazı ülkelerin mutfağında kuru soğan ve yeşil soğan formları toz baharat olarak kullanılmaktadır. Ayrıca soğanın gen merkezlerinden biri olan Pakistan gibi bazı ülkelerde, tatlısının dahi yapıldığı bildirilmiştir. (Havey vd., 2004a, 2004b; Galmarini vd., 2001; McCollum, 1966, 1968).
Pek çok farklı kullanım alanına sahip bu soğangiller ailesinin dünya ekonomisindeki yerine bakıldığı zaman önemli bir yere sahip olduğu görülmektedir. Soğangiller içerisinde en çok tüketilen tür soğandır. Soğan üretiminde yıllar bazındaki dalgalanmanın, piyasalardaki soğanın durumu ile ilgili olduğu düşünülmektedir. Bu yüzden de tek bir yıl üretimini vermektense; son birkaç yılın ortalamasını verilmesinin daha isabetli olacağı düşünülmüştür. FAO kaynaklarında soğan üretim miktarı; 22,1 milyon ton üretimle Çin ilk sırada yer alırken; 17,2 milyon ton ile Hindistan ikinci sırada, 3,3 milyon ton ile A.B.D. üçüncü sırada, 2,2 milyon ton ile İran dördüncü sırada ve 2,1 milyon ton üretim ile Mısırın beşinci sırada yer aldığı görülmektedir. Rusya ve Türkiye de birlikte 1,9 milyon ton üretimle altıncı sırayı paylaşmaktadır. Yeşil soğan ve şalot üretiminde ise dünya sıralaması; 920 bin ton üretimle yine Çin’in ilk sırada olduğu görülmektedir. Hemen ardından 545 bin ton ile Japonya, 421 bin ton ile Kore, 321 bin ton üretim ile Irak gelmektedir. Ülkemizin 156 bin ton yeşil soğan ve şalot üretim miktarı ile 9. sırada yer aldığını görülmektedir. Toplamda dört yıllık soğan üretiminin dünya ortalamasında; 82,9 milyon ton kuru soğan üretimi, yaklaşık 4 milyon ton da yeşil soğan ve şalot üretiminin olduğu görülmektedir. Aynı şekilde TÜİK verilerine de göz atıldığı zaman son dört yılın kuru soğan üretim miktarı; 1,894 milyon ton iken; şalot ve yeşil soğanın üretim miktarı; 151,62 bin ton’dur. Böylece dünya toplam soğan üretiminin yarıdan fazlasını Çin, Hindistan ve Amerika Birleşik Devletleri olan ilk üç ülkenin olduğu görülmektedir (FAO, 2010, 2011, 2012, 2013; TÜİK, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014).
2010-2014 yılları arasındaki FAO bilgilerine göre Türkiyede ortalama ekim alanı ise 86.940 bin ha olup; bunun 65.870 bin ha’lık alanında kuru soğan üretimi, 21.070 bin ha’lık alanında da yeşil soğan ve şalot üretiminin yapıldığı bilinmektedir. Ülkemizin son dört yılın ortalama kuru soğan verimi; 2,92 ton/da, yeşil soğanın 739 kg/da olduğu görülmektedir. İthalat ve ihracat değerlerine de bakılırsa da; aynı şekilde son dört yılın ortalamasında kuru soğanın 2.780 ton ithal edildiği ihracat değeri ise; 118.740 ton olduğu görülmektedir (FAO, 2010, 2011, 2012, 2013).
Şekil 2.2.1. Baş soğan üretim arazisinden bir görüntü
2.3. Allium Taksonomisi ve Genel Bilgiler
Beş bin yıllık oldukça köklü tarihe sahip olmasıyla da bilinen Alliaceae familyası, (Soğangiller) Allium cinsi içerisinde yer alan soğan ve akrabaları ile geniş bir yer kaplar (Block, 2010; Havey vd., 2004a; Jones ve Mann, 1963; Platt, 2003; Stearn, 1944; Traub, 1968a ve 1968b).
Yaklaşık 700 tür içeren bu familyada, Allium cepa yenilebilir türlerde ilk sırada yer alır. Daha sonra sırasıyla sarımsak, şalot ve pırasa geldiği bildirilmiştir. (Brewster, 1994; Cronquist, 1968; Cronquist vd., 1977; Fritsch ve Friesen, 2002; Hanelt, 1990; Havey, 1995a; Jones ve Mann 1963; Kolmann vd., 1983; Meer ve Hanelt, 1990; Traub, 1968a ve 1968b; Stearn, 1944; Ved Brat, 1965).
Yenilebilir soğangillerin genel bir sınıflaması şu şekildedir: Bitkiler Alemi, Çiçekli Bitkiler şubesi, Tek çenekliler sınıfı, Asparagales takımı, Alliaceae familyası, Allium cinsi içerisinde yer alan bitkilerdir (Brewster, 1994; Cronquist, 1968; Cronquist vd., 1977; Hanelt, 1990; Havey, 1995a; Jones ve Mann 1963; Kolmann vd., 1983; Meer ve Hanelt, 1990; Traub, 1968a ve 1968b; Stearn, 1944; Ved Brat, 1965).
Bu bitkilerin başında en geniş adıyla Allium cepa gelmekte ve üç alt gruba ayrılmaktadır. Bunlar; Allium cepa L. var. cepa (mutfak soğanı, adi soğan), Allium cepa L. var. aggregatum Don. (şalot ve patates soğanı) ve Allium cepa L. var. viviparum Metz (tepe soğanı) ile sonlanmaktadır. Farklı birçok kültürde büyük öneme sahip diğer önemli türler de; Allium sativum L. (sarımsak), Allium ampeloprasum L. (pırasa grubu) başta olmak üzere, Allium fistulosum L. (gal soğanı) ve Allium schoenoprasum L. (frenk soğanı), Allium chinense L. (rakiyo), Allium tuberosum L. (çin veya frenk soğanı) ve Allium roylei L. gelmektedir. Allium ampeloprasum L. (pırasa grubu) da kendi içerisinde üç alt gruba ayrılmaktadır. Bunlar; Allium ampeloprasum var. porrum (L.) J. Gay (pırasa), Allium ampeloprasum var. kurrat Schweinf. ex Krause (kurrat) ve Allium ampeloprasum var. ampeloprasum L. (büyük başlı sarımsak veya fil sarımsağı) olarak sıralanmaktadırlar.
Bu türlere ait kısa bilgiler aşağıdaki şekildedir;
Allium cepa L. var. cepa: Mutfak tipi soğanı olarak bilinen bu soğanlar çeşitlere göre
değişmekle birlikte genellikle iri ve tektirler. Köklerden yeşil yapraklara kadar çoğunlukla beyaz renkte olan kısım, soğangiller de yalancı gövdeyi oluşturmaktadır. Bu kısımlar çoğunlukla taze tüketime uygundur. Baş soğanlarda ise; yalancı gövde başın üzerinden itibaren yeşil yapraklarla kurumaktadır. Dolayısıyla, tüketim değeri yoktur. Soğanların çiçeklenmesi iklimsel faktörler tarafından başlatılır. İlki baş gelişimi için gün uzunluğudur. Diğeri ise; sıcaklıktır. Soğanlar doğal olarak ikinci yıl yaprak oluşturma periyodunun sonunda en içeride bulunan yaprağın dibinden çiçek sapı sürgünü çıkmaktadır. Bu çiçek sapının üzerinde yüzlerce tam çiçekten oluşan bir çiçek topu meydana gelmektedir. Bu çiçek topuna aynı zamanda umbel de denmektedir. Her bir tam çiçekte 6 erkek organ, 1 dişi organ bulunmaktadır. Yumurtalık üç karpelli olup; her karpel de iki tohum yatağı bulunmakta; dolayısıyla bir tam çiçekten alınabilecek tohum sayısı en fazla altıdır. Ancak bir umbel de yüzlerce tam çiçek olduğundan; ideal
şartlarda tam gelişen bir umbelden 10 bin adete kadar tohum alınabilmekteyse de normal şartlarda üç bin civarında tohum alınabilmektedir (Gökçe, 2015).
Allium cepa L. var. aggregatum Don.: Allium cepa L.’nin alt grubunu
oluşturmaktadırlar. Aggregatum grubuna mensup bu soğanların mutfak tipi soğanından en belirgin farkı, birden çok baş soğan oluşturabildikleri görülmüştür. Çiçek sapları soğana benzerlik gösterse de; bir kısmı tohum meydana getirebilmişken; bir kısmının da çiçekleri kısırdır. Bunlar yaygın olarak vegetatif yolla üretilmektedirler. Aggregatum grubu da kendi içerisinde şalotlar ve patates soğanı olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.
a) Şalotlar (A. ascalonicum): Bir bitkiden birden fazla baş meydana getirebilen bu
soğanların taksonomisinde görüş ayrılıkları bulunmaktadır. Bazı taksonomistler A. cepa altında var. aggregatum Backer olarak sınıflandırırken; bir diğer görüş de, ayrı bir tür A. ascalonicum olarak sınıflandırmaktadır (Brewster, 1994; Cronquist, 1968; Cronquist vd., 1977; Fritsch ve Friesen, 2002; Hanelt, 1990; Jones ve Mann, 1963; Kolmann vd., 1983; Meer ve Hanelt, 1990; Stearn, 1944; Traub, 1968a ve 1968b; Ved Brat, 1965). Çiçek yapısı mutfak tipi soğanlarla aynıdır. Sadece piştikleri zaman aromalarında farklılık bulunmaktadır.
Şekil 2.2.3. Muz tipi şalotların görünümü
b) Patates soğanı (A. tuberosum): Mutfak tipi soğanların aksine tek bir baştan
patates gibi birden fazla baş oluşturan bahçe soğanı olarak tanımlanmaktadır. Dört ile yirmi arasında baş oluşturabilme durumu tespit edilmiştir. Ancak; çiçeklenme görülmemektedir. Dolayısıyla bunlarda da vegetatif üretimle çoğaltımın söz konusu olduğu düşünülmektedir.
Allium cepa L. var. viviparum Metz. (mısır soğanı): Toprak altında baş oluşturması
pek ender olduğu için; genellikle çiçek tablasının üzerinde başlar oluşturduğu bilinmektedir.
Allium fistulosum L. (gal soğanı): Kore, Japonya ve Çin gibi Asya ülkelerinde
tüketimin büyük bir kısmı yapılmaktadır (Inden ve Asahira, 1990). Genel olarak yeşil aksamının tüketimi için yetiştirilen bu bitkiler; yalancı gövdesi için yetiştiriciliğinin yapıldığı düşünülmektedir (Moue, 1985; Nishimura, 1972; Yamashita vd., 2005).
Allium schoenoprasum L. (frenk soğanı): Bu soğan türü çoğunlukla yeşil aksamı için
yetiştirilmektedir (Gökçe, 2001). Yemeklik soğanlara göre oldukça küçük yapıda olup, keskin kokulu, su içeriği düşük ve daha gösterişli çiçeklere sahip olmalarından dolayı süs bitkisi olarak kullanılmaktadırlar. Ayrıca soğanın kokusunu ve aromasını vermesi amacıyla da çeşni olarak kullanıldığı bilinmektedir.
Allium roylei L: Hindistan başta olmak üzere; Pakistan ve Afganistan da yetiştirme
alanına sahip bulunmaktadır. Genellikle vejetatif yolla çoğaltılabilen yabani bir tür olduğu bilinmektedir. Çiçek tablasında meydana gelen tam çiçekler, mutfak tipi soğana göre oldukça gevşek yapıdadır (Kohli ve Kaul, 2011).
Şekil 2.2.4. Alliumların kendi aralarında melezlenmelerini gösteren şema; ok yönü ana bitkiyi göstermektedir.
Allium tuberosum L. (Çin frenk soğanı): Gıda olarak tüketilmesinin yanı sıra tıbbi
amaçlı da kullanılmaktadır. Tam çiçeklenmenin olabilmesi için, uzun fotoperiyoda ihtiyaç duymaktadır. (Kamenetsky ve Rabinowitch, 2010). Uzak Doğu Asya ve Yakın Doğu Asya da kültüre alındığı bilinmektedir (Yabuki vd., 2010).
Allium sativum L. (sarımsak/ sarmısak): Sarımsak bitkisi A. ampeloprasum ‘a çok
benzeyen düz, uzunlamasına katlanmış yaprakları mevcuttur. Sarımsakta, bazı çiçekler kısmen üretilir fakat hiçbiri tohum üretememektedir. Çiçekli bitkilerde, çiçek salkımı yerine küçük başlar (dişler) üretilmektedir. Bir adet sarımsak ortalama 8 adet diş oluşturmaktadır. Sarımsak, bireysel diş dikilerek çoğaltılmaktadır. Eğer kışın soğuklama
ihtiyacını karşılayamazlarsa; (ekim zamanı kaçırıldığı zaman) tek baş oluşturabilmektedirler.
Allium ampeloprasum L. var. porrum (pırasa): Büyük dişli sarımsak olarak da
adlandırılan Alliaceae familyasına ait olan bu üye; kışlık bir bitkidir. Soğana oranla daha geniş bir yayılım göstermektedir. Yalancı gövde olarak adlandırılan beyaz kısım, yenen kısımlarını oluşturmaktadır. Ayrıca tetraploid olan bu bitki; baş bağlayamamaktadır ve ikinci yıl da çiçek sapı oluşturan pırasanın, soğandaki gibi benzer olmayıp çiçek sapının içi boş değildir, dolayısıyla şişkinlik oluşturamamaktadır.
2.4. Soğanın Ekolojik İsteği
Soğan güney yarım kürede 50’nci paralele kadar Arjantin ve Yeni Zelanda da; kuzey yarım kürede ise; 65’nci paralele kadar Kanada ve Polonya arasında kalan tüm alanlarda yetiştirilmektedir. Ancak dünya üzerinde farklı iklimlere adapte olan çeşitler, kendi iklim isteklerinde daha iyi şekilde yetişmektedir. Farklı iklim isteklerine adapte olan soğanlardan, baş bağlamak için 12 saatin altında gün uzunluğu isteyenlere kısa gün, 12-14 saat arası gün uzunluğu isteyenlere orta gün ve 12-14 saatin üzerinde gün uzunluğu isteyenlere ise uzun gün soğanları olarak adlandırılmaktadır. Türkiye şartlarında kısa gün soğanları kışları soğuk geçmeyen Akdeniz sahil şeridinde sonbaharda; orta gün soğanları kışları soğuk geçen yerlerde erken ilkbahar aylarında; uzun gün soğanları da; iç ve kuzey bölgelerde Mart-Nisan aylarında ekilmektedirler. Soğan tohumlarında çimlenmenin olabilmesi için; yeterli nem ve 10-15o
C derece sıcaklık gerekmektedir. Gelişme ve büyüme döneminde yüksek sıcaklıktan ziyade 10-25 o
C gibi serin hava, başların olgunlaşması ve yaprakların kuruması için 25-30 oC’nin ideal olduğu
düşünülmektedir. Yüksek sıcaklıklarda; güneş yanıklığının olduğu bilinmektedir (Gökçe, 2015; Pike, 1986; Şalk vd., 2008).
Gerek mutfak tipi soğan olarak gerekse de adi soğan olarak bilinen (Allium cepa L.), tohumdan tekrar tohum oluşturabilmek için iki büyüme sezonuna veya yılına ihtiyaç duyan, iki yıllık bir sebzedir. İlk yıl baş soğanın oluşması ve diğer yıl baş soğanın yeniden sürmesiyle çiçek sapı ardından da çiçek tablası meydana gelmektedir. Yetiştirilen iklimin koşullarına bağlı olarak değişmekle birlikte bazı bölgelerde tohum yerine arpacık (küçük soğancık veya kıska) da kullanılmaktadır (Gökçe, 2015). Arpacık ekimi ile yapılan tohum üretim süreci; üç büyüme sezonunu içermektedir. Islah
hatlarında ise; (kıymetli olan tohumlar) fide ile üretim söz konusudur (Gökçe, 2010 ve 2011). (Şekil 2.4.1.)
Şekil 2.4.1. Niğde ilinde fide ile üretilen baş soğanlar
Soğangillerin kök yapısı diğer bitki türlerine göre farklılık göstermektedir. Köklerin cılız ve beyaz bir yapıda olup; gövdenin altından gelişerek, toprağın ilk 30 cm derinlik ve genişliğine kadar uzadığı bilinmektedir (Brewster, 2008; Gökçe, 2015), (Şekil 2.4.2)
Gökçe (2015)’nin bildirdiğine göre; kök ile yaprak tabanını oluşturan başın arasında kalan disk şeklinde bir yapıya sahip olan gövdenin, çok küçük olmasından dolayı normalde görülebilmesi oldukça zor olmaktadır. Genişliği veya boyu çeşide göre değişmekle birlikte, büyüme koşullarına da bağlı olduğu bildirilmiştir (4-5mm).
Yaprakların bireyselleştiği nokta ile toprak arasında kalan beyaz kısım gövde olarak algılanmaktadır. Oysa yeşil soğanlarda tüketilen beyaz kısım yalancı gövde olarak adlandırılmaktadır. Soğan yaprakları bireysel olarak, karşılıklı ve kendinden önceki yaprağın tabanını yırtarak içinden çıkmaktadır. Yaprağın beyaz kısmı yalancı gövdeyi oluşturur ve zarımsı bir yapıya sahiptir. Yaprak tabanındaki etli kısımlar besinlerin depo edilmesiyle şişkinleşerek baş soğanı oluşturmaktadır. Başın enine kesiti alındığında; iç içe geçmiş halkalardan oluştuğu görülmektedir. Yaprağın yeşil kısmı ise boş, boru şeklinde uzayıp incelerek sonlanmaktadır.
Şekil 2.4.3. Soğan bitkisinin yapraklarından genel bir görüntü
Yapraklar 30 ile 80 cm kadar boylanmaktadırlar. En yaşlı yaprak en dışta yer almaktadır. Karşılıklı olarak dıştan içe doğru genç yapraklar dizilmektedir. Soğanlar çeşide ve yetiştirme koşullarına göre on iki veya on üç yaprak oluşturabilmektedirler
(Şekil 2.4.3.). Yine tür ve çeşide göre değişmekle birlikte; bazı soğanların yapraklarında mum tabakası bulunmaktadır.
Kışlık soğanlar olarak adlandırılan keskin kokulu ve tadları acı olan uzun gün soğanları, diğer soğan çeşitlerine göre; depo ömrü daha uzun olan soğanlardır. Ayrıca diğer çeşitlere (kısa ve orta gün soğanları) göre, dış kabuk sayıları da fazla bulunmaktadır. Başları genellikle sıkı yapıda olan bu uzun gün soğanlarının, kuru madde miktarları da yüksek olup, su içerikleri de yazlık çeşitlere göre daha az bulunmaktadır. Bu özelliklerin aksine su içeriği daha yüksek olan yazlık soğanlar olarak adlandırılan kısa gün soğanları girmektedir. Hafif tatlımsı aromaya sahip, ince kabuklu ve su içeriği yüksek olan kısa gün soğanlarının depo ömrünün az olduğu bildirilmiştir (Gökçe, 2010 ve 2011; Pike, 1986; Şalk vd., 2008).
Soğan bitkisinin çiçeği, büyüme sürgünün ucunda bulunan çiçek tablasının binlerce tam çiçeği bulundurmasıyla ve ince bir zarla çevrili olmasıyla bu çiçeklerin birleşiminden meydana gelmektedir. Tam çiçek yapısına sahip olduğundan; soğan çiçekleri erselik yapıdadır. Çiçek sapı 150-200 cm kadar boylanabilmektedir. Soğanın kuvvetine göre her büyüme noktasından bir ile üç çiçek sapı gelişebilmektedir (Şekil 2.4.4).
Soğanda birden fazla merkez varsa sahip olduğu merkez sayısının üç katına kadar çiçek sapı oluşturabilmektedir. Böylece bir çiçek sapı üzerinde 100-2000 adet arasında bireysel çiçekler toplu halde bulunabilmektedir (Şekil 2.4.4). Tek bir soğan çiçeği, 6 adet taç yaprak, 6 adet çanak yaprak, 6 adet erkek organ ve 1 adet de dişi organdan meydana gelmektedir (Şekil 2.4.5). Erkek organlar dişi organdan daha önce olgunlaştığından dolayı (protandri), yabancı tozlaşmayı teşvik etmektedirler (Gökçe, 2015; Pike, 1986; Şalk vd., 2008).
Şekil 2.4.5. Tozlanma- döllenme sırasında soğan çiçeğinden bir görüntü
Serin iklim sebzesi olan soğan, yumru oluşturmasını zorlaştıracak taşlı ve kuruduğunda sertleşen killi toprakları sevmemektedir. İyi bir kök gelişimi için, toprağın hafif süzek ve organik maddece iyi olması gerekmektedir. Özellikle sonbahar ekimi yapılacak arazilerin drenaj probleminin de olmaması gerekmektedir. Toprağın pH seviyesinin hafif asidik (6-7) olması tavsiye edilmektedir. Her toprakta farklı besin elementi olduğundan dolayı, yetiştiricilik yapılan yerlerde toprak analizine göre gübreleme yapılması gerekmektedir (Gökçe, 2015).
Organik gübreye (iyi yanmamış çiftlik gübresi) karşı hassas olan soğan, organik maddece zengin topraklarda sorunsuz bir şekilde yetiştirilmektedir. Daha önceki sezonlardan kalan çiftlik gübresinin toprağa karıştırılırıldığı takdirde soğan yetiştiriciliği için faydalı bir iş yapılmış olunacağı düşünülmektedir.
Soğuğa dayanıklı olan soğan, yeşil aksamını oluştururken; su ihtiyacı artmaktadır. Dolayısıyla bu dönemde soğanlara bol su verilmesi gerekmektedir. Fakat hasat zamanı yaklaştığı zaman başların tam olarak pişkinleşebilmesi için; suyun kesilmesi de gerekmektedir (Şalk vd., 2008).
Şekil 2.4.6. 2014 yılında Niğde Üniversitesi, Tarım Bilimleri ve Teklonojileri Fakültesi Araştırma ve Uygulama arazinde hasat edilmiş baş soğanlara kürleme işleminin
yapılması
Soğan başlarının irileşerek, bitki yaprakları kuruyarak ve yaprakların solarak yana devrilmesi sonucunda soğan, hasat zamanının geldiğini bildirmektedir. Soğan başları araziye serilerek dolaylı bir şekilde belli süre (havanın durumuna göre değişmekle birlikte 1-3 hafta arasında) güneşle temas etmesi durumunda, hem çeşitli hastalık ve zararlılardan kurtulmak hem de tam pişkinleşmeyi sağlamak amacıyla yapılan bu işleme kürleme adı verilmektedir (Nabi vd., 2013) (Şekil 2.4.6).
Bu işlemin sonunda daha kolay köklerden ve kötü kuru kabuktan arınan soğanlar, satışa ve muhafazaya uygun hale gelmektedir (Şekil 2.4.7).
Şekil 2.4.7. Hasat sonrası renk açılımı ile ilgili seleksiyondan bir görüntü
Çeşit özellikleri başta olmak üzere depo koşulları da muhafazanın ömrünü belirlemektedir. Kuru madde miktarı yüksek olan, daha fazla kuru kabuk sayısına sahip olan soğanların, depolanma süresinin daha uzun olduğu bildirilmiştir. Ayrıca %40’lık maleik hidrazit’in hasattan iki ile üç hafta önce 600 ppm uygulanması durumunda; filizlenmelerin önüne geçildiği vurgulanmıştır. Tüm bitkilerde olduğu gibi soğanlar için de kontrollü depolarda muhafaza, elbette ki en uygunu olduğu düşünülmektedir. Soğanlar +1, -2°C’de, %70-75 oransal nemde yaklaşık 6-9 ay arasında depolanabilmektedirler (Gökçe, 2011; Mutlu, 2006; Vural vd., 2000).
2.5. Soğangillerin Sağlık Açısından Önemi
İnsanlar farklı rahatsızlıklarını tedavi edebilmek için; doğal olduğu söylenen ürünlere büyük ilgi göstermektedir. Doğal olduğu düşünülen bu ürünlerin rahatsızlıklara bilinçli ya da bilinçsiz olarak kullanımı çok yaygındır. Doğal ürünlerin kıymetli olduğu günümüzde, gelişmiş ülkelerdeki insanlar gıdaların sağlığa faydalı yönleriyle ilgilenmektedirler. (Sloan, 2000; Who, 1999). Halk arasında doğal antibiyotik olarak adlandırılan sarımsağın da birçok rahatsızlıkların tedavisinde ender özelliği olduğu bilinmektedir. Soğangillerden, ekonomik öneme sahip bir diğer tür olan sarımsak da; uzun yıllardan beri hem gıda da hem de ilaç olarak birçok kültürde kullanılmıştır. Wall, (1992)’in rapor ettiğine göre; sarımsağın kendine özgü keskin kokusu, aroması ve sağlığa faydalı etkisinin olduğunu göstermektedir. Ayrıca sarımsağın gerek yaprağı gerekse de çiçek sapı ve dişleri çeşitli kullanım alanına sahiptir. Çiçek sapı tüketiminin yaprak ve dişlere göre damar tıkanıklığını önlemede daha etkili olduğu da rapor edilmiştir (Gonzalez vd., 2012). Sarımsağın enfeksiyon hastalıklarını önlediği bilindiği gibi, farklı hastalıklara karşı da örneğin; kalp-damar rahatsızlıklarında (Vasquez-Prieto vd., 2010), kalp spazmı, damar tıkanıklıkları ve damar sertliklerine (Ali vd., 2000; Block vd., 1986;), pıhtı oluşumuna (Gonzalez vd., 2009) da etkili olduğu rapor edilmiştir. Lifli yapısıyla da kalın bağırsak (Anti-Colorectal) kanserini önleyici bir etkiye sahip olduğu bilinmektedir. Bunlara ek olarak, soğanın yapısındaki fruktanın (şeker) sayesinde anti-kanserojen etki ve yine yapısında bulunan kükürtlü bileşikler ile damar açma özelliği (Anti-tıkanma) gibi birçok rahatsızlıkların giderilmesinde kullanılabilecek iştah açıcı bir sebze olduğu bilinmektedir.
Soğan binlerce yıl ilaç olarak kullanılmıştır. Sağlık yönünden en önemli besin değeri olan kuru maddeyi oluşturan karbonhidratlar sukroz, fruktoz ve glikozdur (Havey vd., 2004a, 2004b). Modern tıp bilimi, Allium bitkilerinin tüketiminin sağlık açısından birçok olumlu faydasının olduğu bildirilmiştir (Blumenthal, 1998; Masamura vd., 2012).
Soğan ayrıca Alkyl sistin sulphoxide (ACSOs) ve flavonoidlerce oldukça zengindir. Bu fenololik bileşik olan flavonidler, bitkileri dış etmenlere (hastalık-zararlı) karşı korumakla birlikte; soğanın acılığı ve keskin kokusu ile de ilişkilendirilmektedir (Galmarini vd., 2001; Havey vd., 2001, 2004a; Şalk vd., 2008). Flavonoidlerin alt grubunda yer alan antosiyoninler, meyve ve sebzelere doğal rengini veren renk pigmentleridir. Başta kanser olmak üzere birçok hastalıkların tedavisinde kullanıldığı bildirilmiştir (Nizamlıoğlu ve Nas, 2010).
Alliumların önemli biyoaktif maddeler arasında organosülfür bileşiklerin olduğu rapor edilmiştir (Griffiths vd., 2002). Özel bir tada sahip olan soğangillerin, organosülfür bileşiklerin oluşumunun ve doku hasarının insan sağlığı yararına kazandırılması gerektiği de bildirilmiştir (Block vd., 1992). Ayrıca soğanın yapısında bulunan Tyramin adlı proteinin damarları genişletici etkisinin olduğunu da belirtmişlerdir (Havey vd., 2001, 2004a, 2004b; Şalk vd., 2008).
Soğangillerin ayrıca özütlerinin anti-mikrobiyal etkilerinin yanında kanseri önleyici anti-oksidant aktiviteleri de belirtilmiştir. Hem çağımızda birçok diğer hastalıkların tedavisinde; hem de asırlardır üzerinde önemle durulan veba ve çiçek hastalıklarının tedavisinde kullanılmıştır (Janssen, 1998; Lawson, 1998).
Desjardins (2008)’e göre; soğan ya da akrabalarının çok sayıda bildirilen bilimsel raporlarda bazı sağlık sorunlarının önlemek ya da tedaviyi azaltmak içinde kullanılabileceği bildirilmiştir. Dolayısıyla günlük ortalama yarım baş soğan ya da üç adet yeşil soğan çiğ olarak tüketilirse; (yaklaşık 4-7 µg/mL) sağlıklı bir yaşam için sizce belki küçük, fakat metabolizmanız için oldukça faydalı olacak bir adım atılmış olunacağı düşünülmektedir.
Her ne kadar soğangiller ailesinin üyelerinden olan pırasa, sarımsak, frenk soğanı vb. bitkiler soğan gibi aynı lezzete sahip olmasa da birçok kullanım alanına sahiptir. Pırasanın milattan önce 2. yy.’da eski Mısırdan beri diyette kullanıldığını, yine aynı tarihlerden beri Mezopotamya’da yetiştiriciliğinin yapıldığı da bilinmektedir (Hepper, 1990).
2.6. Soğan ve Genetik Çalışmaları 2.6.1. Erkek Kısırlık
Ülkemizde pek çok bitki türünde domates, biber ve karpuz gibi başlıca sebzelerde hibrit tohum üretimi artış göstermektedir. Klasik çeşitlere oranla hibrit çeşitler hem verim ve kalite yönünden hem de, hastalık ve zararlılara dayanıklılık açısından tohum üretimi için oldukça faydalı olmuştur. Soğanda, erkek kısırlık hibrit tohum üretimi için olmazsa olmaz bir durumdur. Geniş alanlarda hibrit tohum üretimine olanak sağlamak %75 oranında yabancı tozlanan soğan bitkisi için çok zor olduğu düşünülmektedir. Çünkü elle emaskulasyonu mümkün olmayacak derecede küçük yapıda, oldukça fazla sayıda olan soğan çiçeklerinin, ekonomik olarak hibrit tohum üretebilmek için doğal erkek kısırlık sisteminden faydalanarak mümkün olacağı bildirilmiştir (Gökçe, 2015; Karaağaç ve Balkaya, 2009).
Soğanlarda erkek kısırlığı üzerine bir genetik çalışma da, soğan ıslahı üzerinde teşvik edici rol oynamıştır. 1925 yılında Kaliforniya Üniversitesi ıslah bahçesinde yetiştirilen İtalyan Red 13-53 kırmızı soğan popülasyonunda bir bitkinin tamamen kısır olduğu bulunmuştur. Bu bitki tohum yapmamış, çiçekler arasında soğancıkların oluştuğu görülmüştür. Soğancıklar alınarak, yeni bitkiler üretmek amacıyla yeniden dikilmiştir. Daha sonra bunlar diğer soğanlarla melezlenmişlerdir ve elde edilen döller erkek kısırlık özelliğinin kalıtımını belirlemek üzere incelenmiştir (Jones ve Emsweller, 1936).
Dr. Henry Jones, 1925 yılında bulduğu erkek kısır bitki ile çalışmalarını devam ettirmiş; yaklaşık yirmi yıl melezleme ve gözlemler yapmıştır. Daha sonra Jones ve Clarke (1943) ‘ın çalışmalarında, erkek kısırlığın çekinik çekirdek geni ve sitoplazmik faktör arasındaki etkileşime bağlı olduğunu rapor edilmiştir. Erkek kısırlığa sebep olan sitoplazma tipine steril (S), erkek kısırlığa neden olmayan sitoplazma tipini de normal (N) sitoplazma adını vermişlerdir. Sitoplazma ile birlikte hücre çekirdeğinde bulunan Ms bölgesindeki bir genin allelleri saf çekinik (msms), melez (MSms), ya da saf baskın (MSMS) olabileceğini de bildirmişlerdir. Erkek kısır bireylerin sadece S sitoplazma ve saf çekinik (S-msms) genotipi olabileceğini belirtmişlerdir. Soğanlarda erkek kısırlık kaynağı S-msms olan bireyler, S-sitoplazmaya sahiptir ve dolayısıyla erkek kısırlıklar oluşmaktadır. Normal (N) sitoplazmaya sahip bireyler ise; kısırlık göstermeyip erkek fertil (doğurgan, verimli) olarak tanımlanmıştır.
Bu kısır hattın bulunmasının ve devamlığının sağlanması normal sitoplazma ve saf çekinik (N-msms) genotipli idameci bireylerin kullanılması ile mümkün olacağı düşünülmektedir (Jones ve Clarke 1943).
Dünya da erkek kısırlık sistemi ile ilgili bilgiler doğrultusunda soğanlarda ıslah çalışmaları pek çok ülkede hız kazanmıştır. Erkek kısırlık sisteminden farklı bir kısırlık kaynağı bulunmuş ve rapor edilmiştir (Berninger, 1965; Jones ve Clarke, 1943). Berninger (1965) çalışmasında bildirdiğine göre; erkek kısırlık sisteminin temeli sitoplazmaya dayandırmaktadır. Schweisguth (1973)’un yaptığı çalışmada da; T-sitoplazmasında ve hücre çekirdeğinde üç farklı genin rol aldığını ilk defa açıklanmıştır.
1944 yılında ilk defa hibrit soğan üretimi hakkında bilgiler rapor edilmiş olup; çekinik allelleri taşıyan çeşitlerden ıslah hatları çalışmalarına başlanmıştır (Jones ve Davis 1944; Little vd., 1944). Erkek kısırlık sisteminin öğrenilmesi ile hızla hibrit tohum üretimi için; erkek kısır ana ve idameci baba hatları geliştirme çalışmaları başlamıştır (Banga, 1958). Soğanlar art arda birkaç kez kendileriyle melezlendiği zaman, depresyon gözlemlenmiş olup; bu kendileme depresyonu olarak tanımlanmıştır (Jones ve Davis, 1944).
Soğan, iki yıllık bir sebzedir. Islah amaçlı bazı çalışmalarda vegetatif çoğaltım yapılmıştır; fakat büyük ölçekli çalışmalarda ekonomik olmadığı gözlemlenmiş ve rapor edilmiştir. (Jones vd., 1949). Yine bazı araştırıcılar tarafından yapılan doku kültürü çalışmasında çiçek tomurcuklarıyla vegetatif çoğaltım sağlansa da; ekonomik olmadığı rapor edilmiştir (Pike ve Yoo, 1990).
Davis (1957) çalışmasında; A.B.D.’de bulunan Pukekohe Longkeeper (Yeni Zelanda), Texas 1015Y (ABD) ve Sapporo-Ki (Japonya), adlı soğan çeşitlerinden yüksek oranda baskın (MS) allelinin olduğu gözlemlenmiştir. Bu yüzden de hibrit çeşit geliştirilemediği rapor edilmiştir.
2.6.2. Soğanlarda Hibrit Çeşit Islahı
Hibrit soğan ıslahında ilk adım Kaliforniya Üniversitesi’nde Dr. Henry Jones tarafından ıslah bahçesinde yetiştirilen İtalyan Red soğan çeşidinde 1925 yılında erkek kısır bir bitki olduğunun keşfedilmesiyle atılmıştır (Jones ve Emsweller, 1936).
Soğanların sahip olduğu kloroplast ve mitokondrilerindeki DNA’da gözlenen farklılıklar sitotipini ayırt edebilmektedir (Courcel vd., 1989; Havey, 1993; Havey, 1995b; Holford vd., 1991; Satoh vd., 1993). Bu farklılıklardan ortaya çıkan moleküler markırları kullanan ıslahçı bireysel anlamda soğanların sitoplazmalarını belirleyebilmektedir. PCR tekniği kullanılarak sitoplazma belirleme klasik yönteme göre çok daha kısa sürede ve daha kolay olmaktadır (Engelke vd., 2003; Havey, 1995b; Sato, 1998).
Hibrit soğan çeşitleri geliştirmek için Meer ve Bennekom (1968) tarafından yapılan bir çalışma sonucunda; soğan çiçeklerinin büyük çoğunluğunun ilk birkaç metre mesafedeki diğer bitkilerden gelen çiçek tozlarıyla tozlandığını rapor etmişlerdir. Bu araştırıcılar, genetik olarak erkek kısır genotipinde (S-msms) olan bitkilerin herhangi bir iklim şartlarında polen üretemediğini; sadece genetik olarak erkek fertil genotiplerine (S-MSMS, S-MSms, N-MSMS, N-MSms, ve N-msms) sahip bitkilerde farklı sıcaklıklarda (düşük veya yüksek) ve değişik iklim şartlarında ara sıra erkek kısır fenotiplerin görüldüğünü rapor etmişlerdir. İlk kez sadece genetik faktör değil; çevre faktörünün de erkek kısırlık fenotipi üzerinde etkili olabileceğini yine aynı araştırıcılar tarafından bildirilmiştir. Doğada kendiliğinden melezlenen (açık tozlanan) soğanlar, protantriden dolayı yabancı tozlanmayı teşvik etmektedir. Meer ve Bennekom (1968, 1969, 1972) yaptıkları bir başka çalışmada da; doğal olarak yabancı tozlanan soğanların tozlanma oranın belirlemişler ve bu oranın %75 olduğunu rapor etmişlerdir.
2.6.3. Moleküler Markırlar
Sitoplazmik (Engelke vd., 2003; Havey, 1995b; Sato, 1998) ve çekirdeksel Ms lokusuna bağlı moleküler markırların (Bang vd., 2011; Gökçe vd., 2002; Havey vd., 2000; Heusden vd., 2000a, 2000b; King, 1998) bulunması ile birçok bitkide olduğu gibi soğanlarda da markır kullanımıyla ıslah çalışmalarına artş görülmüştür. Moleküler markır kullanımı ile soğanlarda yapılan ıslah çalışmalarında sitoplazma ve çekirdek genotipleri belirlenmiştir (Gökçe ve Havey, 2000; Gökçe, 2001).
Türkiye’den toplanan soğanların ilk erkek kısırlık (Davis, 1958) ve sitoplazmasının belirlenmesi ve idameci hatlar geliştirilmiştir (Gökçe, 2002; Gökçe ve Aras, 2002). Şiddetli kendileme depresyonu gösteren soğanlar, tohumdan tohuma iki yıllık bir büyüme sezonuna ihtiyaç duymaktadırlar. Dolayısıyla tek yıllık sebzelere oranla ıslah çalışmaları daha uzun zaman almaktadır. Hibrit soğanlar; klasik çeşitlere oranla daha yüksek verim, kalite ve birçok hastalık ve zararlılara dayanıklılık ayrıca olumsuz iklim koşullarına da daha fazla adaptasyon sağlamışlardır.
Türkiye’deki yerli soğan çeşitleri bitki genetik kaynaklarından 1998-2015 yılları arası yapılan soğan ıslahı programı sonucu pek çok erkek kısır ana ve idameci baba hatlar geliştirilmiştir. Ülkemizde 2009 yılında ilk kez Kantartopu soğan çeşidinden hibrit çeşit üretimi yapılmıştır (Gökçe vd., 2011a, 2011b, 2011c) ve devam eden ıslah çalışmaları sonucunda 16 farklı F1 soğan çeşit adayları belirlenmiştir (Gökçe vd., 2012a, 2012b, 2012c, 2012d; Gökçe, 2012).
2.6.4. Bağlantı Eşitsizliği (Linkage Disequiliubrium)
Sitoplazmik markırlar bulunduktan sonra sitoplazma belirleme kolaylaşmıştır. Ancak markır yardımı ile seçim yapabilmek için; sitoplazmik markır yanında çekirdeksel markırın bilgisine de ihtiyaç duyulmaktadır. Çekirdek DNA’da bulunan Ms bölgesi için geliştirilen erkek kısırlık genine bağlı bulunan RFLP markırı (Gökçe vd., 2002), radyoaktif gerektirmesinden ve pratik kullanımı olmadığından dolayı PCR tabanlı tek nükleotid (SNP) markırına dönüştürülmüştür (Gökçe vd., 2002). Ancak bu da çok ileri teknoloji gerektirdiğinden dolayı pratik kullanıma uygun olan PCR geliştirme ihtiyacı doğmuştur.
Son on yılda yapılan yeni generasyon sekanslama ile birçok aday markırlar ve mevcut AOB272 RFLP (Gökçe vd., 2002) markırı sekanslanmış, aynı bölgenin devamında bulunan indel yardımı ile basit PCR markırları geliştirilmiştir (Bang vd., 2009, 2011, 2013; Havey, 2013). Bu markırların geliştirildiği haritalama popülasyonlarında yapılan denemelerde markır ile Ms lokus allelleri arasında ya parça değişimi hiç gözlemlenmemiş ya da binde bir (1/1000) düzeyinde rapor edilmiştir. Her ne kadar Ms lokus alllelleri ile markır arasında parça değişimi rapor edilmese de; bu markırların ilgisiz bir popülasyonda veya ıslah hattında kullanmadan önce bağlantı pozisyonuna hakkında bilgiye sahip olunması gerekmektedir. Çünkü kullanılan markır geninin kendisi olmadığı sürece seçilmek istenen karakter ile markır arasında parça değişimi mümkündür ve bağlantı eşitliğine ulaşması fazla zaman almamaktadır (Gökçe ve Havey, 2006)
Her mayoz bölünmede seçilmek istenen gen ile ona bağlı markırın arasında parça değişimi ihtimali olduğundan; Ms bölgesine 0,9 cM yakınlıkta geliştirilen markırlar (Gökçe vd., 2002) ile Ms bölgesinin bağlantı pozisyonu (linkage phase) bilinmeyen soğan popülasyonlarında markır kullanarak seleksiyon yapılabilirliği araştırılmıştır. Yapılan çalışmada kullanılan soğan çeşitlerinden Brigham Yellow Globe, Mountain Danvers ve Sapporo-Ki’den elde edilen kendilenmiş hatların erkek kısırlık bölgesindeki genotiplerin hangisine (MSMS, MSms, msms) sahip olduğunu belirlemek için; ayrı ayrı test melezlemesi ve polen gözlemleri yapılmıştır (Gökçe ve Havey, 1998.). Daha sonra moleküler olarak da DNA markırları ile genotipleme yapılmış ve klasik genotipleme ile moleküler markır genotiplemesi karşılaştırılmıştır.
Sonuç olarak bu popülasyonlarda DNA markırı AOB272’nin allelleri (12kb, 10kb) ile Ms bölgesi allellerinin (MS, ms) bağlantı eşitliğinde olduğu bulunmuştur. Moleküler markırların seleksiyon amaçlı kullanılabilmesi için, öncelikle üzerinde çalışılan hatlarda markır ile Ms bölgesinin bağlantı pozisyonunun belirlenmesi gerektiği rapor edilmiştir (Gökçe ve Havey, 2002).
Bu tez çalışmasında mevcut iki kaynaktan gelen soğan ve şalotlarda moleküler markır allelleri ile Ms lokusu allellerinin birbirine göre beraber ya da ayrı kromozom üzerinde olma durumları araştırılmıştır. Kullanılan soğan hatları erkek kısır ve idamecisi olarak kullanılan hatlar olup, bağlantı pozisyonunu belirlendikten sonra bu hatların kullanımı ile elde edilecek bir melezleme çalışmasında Ms lokus allelleri moleküler markır yardımı ile takip edilebilecektir. Şalotlarda ise; iki moleküler markırın bağlantı pozisyonu eşitsizliğinde olup olmadıkları araştırılmıştır. Daha sonraki çalışmalarda da çiçek durumlarına bakılarak erkek fertillik durumları belirlendikten sonra Ms lokusun markır durumu tespit edilecektir.
BÖLÜM III
MATERYAL VE METOD
3.1 Materyal
3.1.1.Bitki Materyali
Yrd Doç Dr Ali Fuat Gökçe tarafından uzun süreli soğan ıslahı çalışmasında geliştirilen aday genotipler; 1998-2002 yılları arasında Wisconsin Üniversitesi-Madison yerleşkesinde başlamıştır. 2002-2006 yıllarında Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesinde, 2007 yılından bugüne kadar da MTN Tohumculuk Ltd. Şti.’nin Balıkesir ili, Bandırma ilçesi, Çepni köyünde bulunan AR-GE sahasında soğan ıslah hatları üretilerek devamlılıkları sağlanmıştır. Bu tez çalışmasında iki farklı kaynaktan soğan ve şalot genotipi kullanılmıştır. Kullanılan soğanlar iki kaynaktan (14037 ve 14038) olup erkek kısırlık lokusundaki (Ms) allellerinin (MS veya ms) genotipi klasik yollarla test melezlemesi yapılarak belirlenmiştir (Şekil 3.1.1.1).
Şekil 3.1.1.1. Soğan (Allium cepa L.) 11037 (A) ve 11038 (B)
Soğanların sitoplazma tipleri S ya da N olarak bilinmektedir (Özokutanoğlu, 2013). İki bölge (Bursa ve Mersin) den iki farklı şalot (Fransız ve Muz tipi) kullanılmıştır (Şekil 3.1.1.2). MTN şirketinin AR-GE sahasında bulunan bu bitkilerin bir kısmı temin edilmiştir. Aynı şekilde Niğde Üniversitesi Tarım Bilimleri ve Teknolojileri Fakültesi AR-GE sahasında da devamlılığı sağlanan bitkilerden bir kısmı kullanılmış olup; toplamda 120 adet bireysel soğan genotipi bitkisel materyal olarak kullanılmıştır. Yerli
soğan popülasyonlarından seleksiyon yolu ile elde edilmiş olan 68 adet erkek kısır (S-msms, A hattı) ve 16 adet idameci (N-msms B Hattı) soğan genotipleri resesif ms allel kaynağı olarak kullanılmıştır. Sitoplazma tipini ve erkek kısırlık loksuna bağlı moleküler markır allellerinin frekans dağılımını belirlemek için ise; 36 adet sitoplazma veya erkek kısırlık lokusu yönünden çekirdeksel genotipi bilinmeyen şalot genotipi kullanılmıştır (Çizelge 4.1.1).
Şekil 3.1.1.2. Şalot (Allium ascalonicum) Muz tipi (A) ve fransız tipi (B)
3.2.Yöntem
3.2.1 Stok Çözelti Hazırlama
Stok çözeltiler Sambrook vd., (1989)’a göre aşağıdaki şekilde hazırlanmıştır.
3.2.1.1. CTAB Stok Çözeltisinin Hazırlanması
2x ‘lik 1 L’lik erlen meyerin içerisine yaklaşık 500 mL dH2O konduktan sonra 81.80 g
NaCl kimyasalı hassas terazide tartıldıktan sonra boşaltılmıştır. Daha sonra 20 g CTAB yine hassas terazide tartımı yapıldıktan sonra eklenmiş, hemen ardından 40 mL 0,5 M EDTA eklenmiştir. Tuzlar çözüldükten sonra PH’sı 8.0 olan 1M Tris çözeltisinden 100 mL konulmuştur. Ölçü silindirine aktarılarak hacmi 1 L oluncaya kadar üzerine dH2O
eklenmiştir. Daha sonra otoklavda 121oC’de 1.2 atmosfer basınçta 15 dk sterilize
edilmiştir. Sterilizasyon işleminden sonra 2 mL βeta-mercaptoetanol eklenmiştir.
3.2.1.2. 1M Tris (PH 8) Çözeltisinin Hazırlanması
Trizma basenin moleküler ağırlığı 121.3 g’dır. Bu kimyasaldan 1M yoğunlukta 500 mL hazırlanmak istenirse kullanmamız gereken miktarın 60.55 g olduğu bulunmuştur. Bir adet erlen meyer içerisine yaklaşık 400 mL dH2O konulmuştur. Daha sonra hassas
