Determination of Genetic Variation and Antracnose Disease (Colletotrichum Lindemuthianum (Sacc. and Magn.) Lambs. Scrib.) Resistance With Phenotypic and Molecular Methods Among Some Bean Genotypes of Turkey

Abstract

Türkiye'deki bazı fasulye genotipleri arasından seçilen 96 adet fasulye genotipi arasındaki genetik ilişkiler fenotipik ve moleküler belirteçler yardımıyla incelenmiştir. Bunların dışında kontrol çeşitlerinin de dahil edildiği genotiplerin ülkemizde yaygın olarak görülen ve yetiştiricilikte önemli bir sorun ve ekonomik kayıp oluşturan antraknoz hastalığı etmeni Colletotrichum lindemuthianum fungusunun 55 nolu ırkına karşı dayanıklılığı yapay inokülasyon yöntemi ile değerlendirilmiştir. Ayrıca, moleküler yöntemler kullanılarak fasulye genotiplerindeki antraknoza dayanıklılık genleriyle ilişkili belirteçlerin varlığı araştırılmıştır.Fenotipik karakterizasyon için 71 adet morfolojik özellik incelenmiş ve bunlar arasında yüksek korelasyon gösterenler değerlendirme dışı bırakılarak toplam 61 adet özellik kullanılmıştır. Moleküler karakterizasyonda net ve okunabilir bant veren 21 ISSR ile 8 RAPD primerine ait veriler kullanılmış; ISSR yönteminde 358 ve RAPD yönteminde ise 116 polimorfik bant elde edilmiştir. Fenotipik karakterizasyonda Öklid, moleküler karakterizasyonda ise Öklid ve Jaccard benzerlik indeksleri kullanılarak dendogram, 2 ve 3 boyutlu ölçeklendirmeler (MDS) oluşturularak genotipler arasındaki akrabalık ilişkileri belirlenmeye çalışılmıştır.Elde edilen veriler ışığında incelenen genotipler arasında belirgin fenotipik ve moleküler genetik farklılıkların olduğu; genotiplerin özellikle tohum özelliklerinde gösterdiği farklılıklara göre % 52 Güney Amerika (Andean) ve % 48 Orta Amerika (Mesoamerican) gruplarını temsil ettiği belirlenmiştir. Bunların yanı sıra Nei ve Shannon katsayıları kullanılarak genetik varyasyon ölçütleri belirlenmiş ve genotipler arasında yüksek genetik çeşitliliğin olduğu saptanmıştır.Colletotrichum lindemuthianum etmeninin neden olduğu antraknoz hastalığına dayanıklılığın belirlenmesinde yapılan yapay inokülasyon çalışmalarında 0-9 skalasına göre değerlendirilen genotiplerin 20 tanesinin 0-3 arasında değer alarak dayanıklı, 105 genotipin ise 4-9 skala değeri alarak duyarlı olduğu belirlenmiştir. Yine moleküler belirteçler yardımıyla genotiplerin daha çok Orta Amerika (Mesoamerican) kökenli Co-4, Co-42 ve Co-6 genleriyle ilişkili belirteçlere sahip oldukları görülmüştür.

The genetic relationships in the 96 bean genotypes chosen among some genotypes in Turkey were determined by phenotypic and molecular markers. Besides, these genotypes included control varieties were evaluated by artificial inoculation for resistance against the race 55 of anthracnose disease caused by the fungus Colletotrichum lindemuthianum which is common disease in our country and causes significant economic loss in bean production. Moreover, the presence of resistance gene related markers in bean genotypes was investigated by using molecular methods.Seventy-one morphological traits were evaluated, but 61 of them were used for phenotypic characterization due to the fact that some highly correlated ones were excluded. In molecular characterization, the data were obtained from 21 ISSR and 8 RAPD primers giving clear and scorable bands; 358 polymorphic ISSR bands and 116 polymorphic RAPD bands were obtained. The genetic relatedness 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 light of obtained data, it was determined that there were significant phenotypic and molecular genetic differences among the investigated genotypes; the genotypes were represented 52% by South America (Andean) and 48 % by Central America (Mesoamerican) based on the especially differences in the properties of seeds. In addition, the genetic variation was determined by Nei's and Shannon's gene diversity indices, and there significantly higher genetic diversity among the genotypes.In the artificial inoculation for resistance against anthracnose disease caused by the fungus Colletotrichum lindemuthianum, it was determined that based on 0-9 scales, there were 20 resistance genotypes with 0-3 scales and there were 105 susceptible genotypes with 4-9 scales. Moreover, it was seen that the genotypes had mostly Central America (Mesoamerican) originated resistance Co-4, Co-42 and Co-6 genes associated markers.