Buğdayda Puccinia Striiformis F. Sp. Tritici Irklarının Moleküler Tanımlanması ve Sarı Pasa Dayanıklılık Sağlayan Genlerin Piramitlenmesi

Abstract

Ülkemiz için en stratejik tarım ürünlerinden biri olan buğdayda büyük oranda verim ve kalite kayıplarına yol açan hastalıkların başında sarı pas hastalığı gelmektedir. Bu hastalığın etmeni obligat bir parazit olan Puccinia striiformis f. sp. tritici (Pst)?dir. Bu çalışmanın birincil amacı ülkemizde yayılış gösteren Pst ırklarının hem tek bir dayanıklılık geni bakımından farklılaşan izogenik hatlardan oluşan ırk ayırıcı set ile virülens hem de yeni nesil dizileme yöntemi ile moleküler düzeyde tanımlanmasıdır. Bu sayede bölgeler düzeyinde Pst ırklarındaki mevcut durum ile bölgeler arasındaki değişimin incelenmiştir. Bunun yanında, küresel düzeyde Pst ırklarına dayanım sağladığı bilinen dayanıklılık genlerinin (Yr5, Yr10 ve Yr15) ticari olarak yaygın ekilen bir yazlık ekmeklik buğday çeşidine (Sagittario) aktarılması ile her bir dayanıklılık genini taşıyan izogenik hatların geliştirilmesi ve dayanıklılık genlerinin bu çeşitte piramitlenmesi projenin diğer bir amacını oluşturmaktadır. Çalışma kapsamında toplanan Pst izolatları ile yapılan ırk analizi sonucunda ülkemizde 38 Pst ırkı tanımlanmıştır. Ülkesel düzeyde en yaygın ırkın PSTr-29 (%22.70) olduğu bu ırkı ise PSTr-30 (%17.02), PSTr-31 (%12.77) ve PSTr-28 (%7.10) ırklarının takip ettiği belirlenmiştir. Diğer ırkların frekansı ise %0.71 ile %2.83 arasında değişmiştir. En fazla Pst ırkının bulunduğu bölgeler ise sırasıyla İç Anadolu (15 ırk), Marmara (14 ırk), Güneydoğu Anadolu (10 ırk), Ege (9 ırk), Akdeniz (6 ırk) ve Karadeniz (5 ırk) olarak belirlenmiştir. Ayrıca Ege ve Akdeniz bölgelerindeki en yaygın ırk PSTr-30 olarak belirlenirken PSTr-29 ırkı İç Anadolu, Güneydoğu Anadolu ve Karadeniz bölgelerindeki en yaygın ırk olarak tespit edilmiştir. Marmara bölgesindeki en yaygın ırk ise PSTr-28 olarak belirlenmiştir. Öte yandan Karadeniz bölgesinde yüksek frekans değeri ile en yaygın ırklardan biri olan PSTr-29, bölge-özel ırk olarak öne çıkmıştır. Pst izolatlarının dayanıklılık genleri üzerine virülanslıkları ise oldukça farklılık göstermiştir. Çalışmada kullanılan 140 izolatın tümü Yr15 genine avirülent iken Yr6 genine virülent bulunmuştur. Öte yandan çalışma kapsamında ülkemizde ilk defa Yr5 dayanıklılık genine virülent bir ırk tespit edilmiştir. Gerçekleştirilen ıslah çalışmaları sonucunda sarı pas hastalığına dayanıklılık sağlamak için ülkemizde yürütülecek ıslah programlarında kullanılmak üzere izogenik hatlar geliştirilmiştir. Ayrıca ikili melezler sonucu elde edilmiş ve her biri iki dayanıklılık geni taşıyan birçok hat elde edilmiştir. Özellikle ülkemizin yazlık dilimi için uygun özellikleri taşıyan yani gün uzunluğu hassasiyeti olmayan (Ppd-D1a alleli taşıyan), vernalizasyon genleri bakımından yazlık karakterde (Vrn-A1 ve Vrn-D1 allellerini taşıyan), yarı bodur (Rht-B1b alleli taşıyan) ve yüksek gluten kalitesine sahip (Glu-Ax2* allelini taşıyan) Sagittario/Yr5//Sagittario/Yr15 kombinasyonundan umutvar bir hat bulunmaktadır. Sonuç olarak yürütülen bu çalışmanın bundan sonra sarı pas hastalığı üzerine yürütülecek çalışmalar için kıymetli bir veritabanı oluşturduğu düşünülmektedir. Ayrıca belirteç destekli gen piramitlemesi ile geliştirilen hattın genotipik açıdan istenen özelliklere sahip olması dolayısıyla ülkemizin yazlık dilimi için önemli bir çeşit adayı olacağı düşünülmektedir.