Molecular analysis for resistance to downy mildew in sunflower with KASP assay based SNP markers - Tekin, Büşra İpek (My University, 2020)
ÖZETKASP ANALİZİNE DAYALI SNP MARKÖRLERİ İLE AYÇİÇEĞİNDE MİLDİYÖ HASTALIĞINA DAYANIKLILIĞIN MOLEKÜLER ANALİZİLatince adlandırılması Helianthus annuus L. olan ayçiçeği, tohumlarının gıda endüstrisinde dünyanın ikinci yemeklik yağ kaynağı olmasından dolayı ekonomik olarak önemli bitkilerden biridir. Ayçiçeği, gıda endüstrisi, tıp, kozmetik endüstrisi, biyoyakıt üretimi ve süsleme amaçları gibi çok geniş bir kullanım alanıma sahiptir. Ayçiçeği yetiştiriciliğinde verimli hasat elde etmek için verim potansiyeli, gövde dayanıklılığı, tohum büyüklüğü, herbisit direnci, kuş hasarları, hastalık direnci gibi çeşitli birçok faktör göz önünde bulundurulmalıdır. Bu faktörler arasında Plasmopara halstedii gibi organizmaların sebep olduğu mildiyö gibi hastalıklar en önemli faktörlerden biridir. Bu mantar hastalığı genç fidelere saldırır ve sonuç ağır hasar görmüş bitkilere hatta bitki ölümüne kadar gidebilir. Ağır enfekte olmuş bitkilerde ürün kaybı oranı %100’e ulaşabilir. Bu nedenle, bu hastalıkla etkin bir şekilde mücadele etmek için stratejiler geliştirmek büyük önem kazanmaktadır. Bu hastalık temel olarak biyolojik kontrol yöntemleri, kimyasal kontrol yöntemleri, kültürel yöntemler ve ıslah teknikleri kullanılarak mücadele edilebilir. Bu mücadele metotları içinden ıslah diğer yöntemlerin insan sağlığı üzerinde olumsuz etkileri olabileceğinden en etkili ve çevre dostu mücadele yöntemidir. Geleneksel yöntemlerle kıyaslandığında moleküler markörler kullanılan yapılan bitki ıslahı zaman ve maliyeti azalttığından çok fayda sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında ayçiçeğinde mildiyö hastalığına dayanıklılık sağlayan genlerle ilişkili Tek Nükleotit Polimorfizmi (SNP) markörleri kullanılarak bu hastalığa dayanıklı bireylerin hassas bireylerden ayırt edilmesi amaçlanmış ve bu ayrım Kompetitif Allel Spesifik PCR (KASP) analizi kullanılarak yapılmıştır. Bunun için, ayçiçeğinde Pl8 (LG13), Pl13 ve Plarg (LG1) dayanıklılık genleri ile bağlantılı SNP markörleri kullanılmıştır. KASP analizlerinin performansı için her gen için (Pl8, Pl13 ve Plarg) iki SNP markörü (NSA2867-NSA6138; NSA0052-NSA0354; NSA2220-NSA2251) seçilmiştir. Çalışmanın sonunda, tüm SNP markörlerinin, ayrım yapmadaki başarısına bakılmış, NSA2220 markörünün Pl8 geni ile kombinasyon halinde RHA437 X Colombı mildiyö hastalığına dirençli bireyleri ayırt etmek için daha yüksek bir güce sahip olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmadan elde edilen veriler tohum endüstrisinde kullanılabilir. Bu araştırma Marmara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi-BAPKO tarafından desteklenmiştir (Projeler: FEN-C-YLP-101018-0533).

ABSTRACTMOLECULAR ANALYSIS FOR RESISTANCE TO DOWNY MILDEW IN SUNFLOWER WITH KASP ASSAY BASED SNP MARKERSSunflower (or Helianthus annuus L.) is one of the economically important plants because its seeds are the world's second most important source of edible oil in the food industry. Sunflower has a very large usage area, such as food industry, medical industry, cosmetic industry, biofuel production and ornamental purposes. While producing sunflowers, producers must be consider various factors such as yield potential, stem strength and tilt resistance, germination strength and purity, seed size, vegetation time, herbicide resistance, bird damage and disease resistance to obtain efficient yield. Among these factors, diseases like downy mildew, caused by Plasmopara halstedii is one of the most important factors. This fungal disease attacks young seedlings and result is death or stunting the plant. In heavily infected plants, crop loss rate can be reached to 100%. This disease can be mainly controlled by three ways, which are biological control, chemical control and by using breeding techniques. Among these control ways, breeding is the most effective and environmentally friendly control technique because other ways can have adverse effects on the health of animals, humans. When compared to conventional breeding, molecular breeding is very useful tool in plants because it reduces the time and cost. The purpose of this study is to differentiate of downy mildew resistant individuals from susceptible individuals by using Single Nucleotide Polymorphism (SNP) markers associated with downy mildew resistance genes in sunflower via Competitive Allele Specific PCR (KASP) analysis, which is a genotyping technique based on fluorescence. To achieve this goal, SNP markers linked with Pl8 (LG13), Pl13 and Plarg (LG1) resistance genes in sunflower werre used. Two SNP markers (NSA2867-NSA6138; NSA0052-NSA0354; NSA2220-NSA2251) were selected for each gene (Pl8 , Pl13 and Plarg) for the performance of KASP analyzes. At the end of the study, when we look at the success of all SNP markers in identifying downy mildew resistant individuals, it can be said that the NSA2220 marker used in combination of Pl8 gene RHA437 X COLOMBI has a higher power to distinguish downy mildew resistant individuals. Obtained data from this study can be used in seed industry and it can be beneficial for sunflower breeding programs to increase the yield. This research has been supported by Marmara University Research Foundation- BAPKO (Project No: FEN-C-YLP-101018-0533).
KASP analizine dayalı SNP markörlerı ile ay çiçeğinde mildiyö hastalığına dayanıklılığın moleküler analizi
Keywords: ayçiçeği; Bioengineering; Biyomühendislik; H. annuus L. Downy mildew; Helianthus annuus L; KASP; Mildiyö; Plasmopara halstedii; SNP