Determination of Genetic Relatedness Anthracnose Diseae (Colletotrichum Lindemuthianum) (Sacc. and Magnus) Lambs. Scrib.) Resistance With Phenotypic and Molecular Methods Among Bean Genotypes in Lake Van Basin

Abstract

Van Gölü havzasının değişik yörelerinden toplanmış olan toplam 95 fasulye genotipinin genetik akrabalık ilişkileri hem fenotipik hem de moleküler yöntemlerle incelenmiştir. Bunun yanı sıra fasulye genotiplerinin antraknoz hastalığının 11 no'lu izolatına karşı dayanıklılık durumları klasik hastalık bulaştırma yöntemiyle; antraknoza dayanıklılık genleri ile ilişkili moleküler belirteçlerin mevcudiyeti ise 4 SCAR ve 1 RAPD primeri kullanılarak belirlenmiştir.Fenotipik yöntemde, fasulye genotiplerine ait 61 adet ölçüm veya gözlemden yararlanılmış; moleküler yöntemde ise 28 primerden elde edilen 219 adet polimorfik ISSR belirteci ve 10 primerden elde edilen 76 adet polimorfik RAPD belirteci kullanılmıştır. Fasulye genotipleri arasındaki genetik akrabalık dereceleri, fenotipik ve moleküler veriler kullanılarak elde edilen değişik matrislerden (Öklid ve Jaccard katsayı matrisleri) dendogramlar ile iki ve üç boyutlu ölçeklemeler oluşturularak incelenmiştir.Fenotipik olarak incelenen genotiplerin % 69.5'nin Güney Amerika (Andean) ve % 30.5'nin Orta Amerika (Mesoamerican) orijinli olduğu ve genotipler arasında yüksek genetik çeşitliliğin olduğu saptanmıştır. Moleküler değerlendirmede kullanılan iki moleküler belirteç sistemi (ISSR ve RAPD) arasında orta seviyede (r > 0.54) korelasyon (P<0.001) belirlenirken, kullanılan iki katsayı matrisleri (Öklid ve Jaccard) arasında yüksek seviyede (r > 0.88) korelasyon (P<0.001) tespit edilmiştir.Fenotipik ve moleküler verilerin birlikte incelenmesi sonucunda, Güney Amerika ve Orta Amerika orijinli genotiplerin; bodur ve sırık genotiplerin; beyaz, diğer tek renkli ve çok renkli tohumlara sahip genotiplerin ayrı ayrı kümelenmelerde yer aldıkları gözlenmiştir. Bunun yanında özellikle G30, G89, G14 ve G28 gibi genotiplerin farklı dallanma ve pozisyonda oldukları gözlenmiştir. Van Gölü havzası fasulye genotipleri arasında yüksek bir genetik çeşitliliğin yanı sıra yöreler bazında da özellikle Van-Gevaş, Van-Erciş ve Bitlis-Tatvan orijinli genotipler arasında nispeten yüksek bir genetik çeşitlilik belirlenmiştir.Antraknoz hastalığının 11 no'lu izolatına karşı yapılan yapay inokulasyonda 4 tane dayanıklı genotip (G9, G12, G30 ve G86) belirlenmiştir. Moleküler yöntemlerde ise, 82 genotipin Co-42, 54 genotipin Co-4, 6 genotipin Co-10, 39 genotipin Co-6 ve 15 genotipin de Co-15 dayanıklılık genleri ile ilişkili belirteçleri taşıdığı belirlenmiştir. Sadece G81 no'lu genotip çalışılan bütün dayanıklılıkla ilişkili belirteçlere sahip olurken; G27, G28, G40, G76, G86 ve G89 no'lu genotiplerin çalışmada incelenen moleküler belirteçlerin hiçbirini taşımadığı belirlenmiştir.Anahtar kelimeler: Antraknoz, Belirteç, Fasulye, Genetik çeşitlilik Fenotipik ve moleküler karakterizasyon.

The genetic relationships among the 95 bean genotypes collected from different districts of Lake-Van Basin were determined by both phenotypic and molecular markers. Moreover, the resistance levels of bean genotypes to the isolate 11# of anthracnose disease were determined by classical inoculation method; the presence of resistance gene related markers in bean genotypes was determined by using 4 SCAR primers and 1 RAPD primer.Sixty-one phenotypic measurements or observations were used in phenotypic characterization; the 219 polymorphic ISSR markers obtained from 28 primers and the 76 polymorphic RAPD markers obtained from 10 primers were used in molecular characterizations. The genetic relationships among the bean genotypes was studied by examining dendrograms, 2D and 3D scaling charts resulted from Euclidean distance obtained from phenotypic data and Euclidean distance and Jaccard?s coefficient obtained from molecular data.In the phenotypic characterization, the genotypes were originated 69.5 % to South America (Andean) and 30.5 % to Central America (Mesoamerican), and there were high genetic diversity among the genotypes. It was determined that there were medium correlations (r? 0.54) (P<0.001) among two molecular marker systems (ISSR and RAPD), and there were high correlations (r? 0.88) (P<0.001) among two matrices (Euclidean distance and Jaccard?s coefficient) used in molecular characterization.In the evaluation of combined phenotypic and molecular data, it was observed that the genotypes originated from Andean and Mesoamerican; dwarf and climbing genotypes; genotypes with white, other one-colored, and mottled seeds were clustered separately. In addition, genotypes, especially G30, G89, G14, and G28, were clustered differently than the others. Besides the high genetic diversity observed in all Lake-Van Basin bean genotypes, there were also relatively high genetic variation in the genotypes of especially some districts as Van-Gevas, Van-Ercis, and Bitlis-Tatvan.It was determined in artificial inoculation that there were 4 resistant genotypes (G9, G12, G30, and G86) against the isolate 11# of anthracnose disease. In molecular methods it was determined that the 82, 54, 6, 39, and 15 genotypes had the resistance genes, Co-42, Co-4, Co-10, Co-6, and Co-15, related molecular markers, respectively. While the only genotype G81 had all investigated resistance genes related molecular markers, the genotypes G27, G28, G40, G76, G86, and G89 had none of the investigated resistance genes related molecular markers.Key words: Anthracnose, Marker, Bean, Genetic diversity, Phenotypic and molecular characterization