BUĞDAY GENOM PROJESİ Mahinur S. Akkaya*E-mail: (akkayams@metu.edu.tr) M. Türktaş, F. Yıldırım, O Bozkurt, Y. Aktaş, E. Uz, Y. Barbaros, H. Bilgiç, M Somel TRTR- 06531 Ankara, TURKEY Genetik Genetik İlişki Analizi: AFLP ve Mikrosatelit markörleri Ekmeklik buğday Makarnalık buğday Aegilops ve Triticum ssp. ssp. Anadolu toprağı hala Triticum ve Aegilops açısından yaşayan bir müzedir, arkeolojik örneklerin çokluğu ve çeşitliliği nedeniyle geçmişi günümüze taşır. Araştırmalarımızda hem modern yabanıl örnekler, hem de arkeolojik örnekler kullanılarak buğdayın ilk evrimi, ıslahı ve yayılmasına dair moleküler kanıtlar bulunmaya çalışılmaktadır. Arkeolojik DNA / DNA dizilim analizi Triticum ssp. / AFLP markörleri 70 Triticum aksesyonu üzerinde, 6 AFLP kombinasyonu 506 polimorfik bant vermiştir. Genetik ilişki analizi T.urartu’nun A genomu atası olduğu görüşünü desteklemektedir. Triticum araraticum Konya Ivriz Tapınağı (modern ve arkeolojik örnekler) Ekimi yapılmakta olan ekmeklik ve makarnalık buğdaylarımızın ve buğdayın ıslahının ilk gerçekleştirildiği topraklarımızda hala kendiliğinden var olan yabanıl ve ilksel buğdayların genetik karakterizasyonu pek çok nedenle önemlidir. Çeşitlerimizi birbirinden ayırmak, ileride saf hatların oluşturulmasına olanak sağlamak, önemli karakterleri izlemek için genetik karakterizasyon gereklidir. Artık ıslah çalışmaları genetik markörlerden yararlanılmadan yapılmamaktadır. Bizim çalışmamız, ilk hedef olarak çeşitlerimiz arasındaki genetik ilişkinin ortaya çıkarılmasını amaçlamıştır. Geç Hitit döneminin Kralı, Varpalavas 45 49 69 Bereket Tanrısı, Asitavata Yaklaşık 8500 yıllık arkeolojik buğday tohumlarından DNA izole edilmiş, Glu geni promotör parçaları PCR ile çoğaltılmış, klonlanmış ve bir çok haplotip DNA düzeyinde genetik ilişki analizi ile değerlendirilmiştir. Sonuç olarak Çatalhöyük’de ekmeklik buğdayın varlığı ilk kez moleküler düzeyde gösterilmiştir. D genomuna özgün dizilimler saptanmıştır. Triticum urartu Triticum dicoccoides 37 Triticum dicoccon 8 Triticum monococcum 16 Triticum boeticum 23.619 ”Radial tree of individual accessions based on Nei's (1978) genetic distance and UPGMA modified from NEIGHBOR procedure of PHYLIP Version 3.5. “ İlgili yayınlar T. boeoticum 31 5.114 T. monococcum Triticum ve Aegilops / Mikrosatelit Markörler 21.740 T. urartu 14.335 T. araraticum 6.993 T. dicoccoides 7.405 Mikrosatelit markörler kullanılarak yabanıl buğdaylar arsındaki genetik ilişki saptanmıştır. 4.474 9.860 T. dicoccum PROGENITOR S D GENOME Ae. tauschii (DD) Toplam 59 T. boeotıcum aksesyonu AFLP (4 kombinasyon 165 polimorfik fragman) markörleri kullanılarak coğrafi dağılımı çalışılmıştır. PRIMITIVES (Einkorn & Emmer) B GENOME Sitopsis Section of Aegilops (SS) Ae. speltoides (SS) T. (AABB) dicoccoides A GENOME T. urartu (AA) T. (AA) boeoticum CULTIVARS (Macaroni & bread) Hakki, E.E. and Akkaya, M.S. "Microsatellite Isolation Using AFLP Markers, No Cloning, No screening" Molecular Ecology, 2000, 9 (12) 2152-2154. Hakki, E. E. and Akkaya, M.S. "RT-PCR amplification of a Rhizopus oryzae lactate dehydrogenase gene fragment" Enzyme and Microbial Technologies, 2001, 28, 259-264. Incirli, A. and Akkaya, M.S. "Assessment of Genetic Relationships in Durum Wheat Cultivars Using AFLP Markers", Genetic Resources and Crop Evolution, 2001, 48: 233-238. Hakki, E. E., Savaskan, C. and Akkaya, M.S. "Genotyping of Anatolian Doubled-Haploid Durum Wheat Lines by SSR Markers" Euphytica, 2001, 122:257-262. T. (AABB) dicoccum T. (AA) monococcum T. durum (AABB) T. (AABB) aestivum Ae. cylindrica (CCDD) T. aestivum (AABBDD) Ae. biuncialis (UUMM) Ae. geniculata (UUMM) Ae. columnaris (UUMM) Ae. neglecta (UUMM) Ae. tauschii (DD) Ae. speltoides (SS) Ae. caudata (CC) T. dicoccoides (AABB) T. urartu (AA) T. boeoticum (AA) T. monoococcum (AA) T. dicoccum (AABB) T. durum (AABB) Ae. triuncialis (UUCC) 0.1 Dograr, N; Akin-Yalin, S. and Akkaya, M.S. “Discriminating durum wheat cultivars using highly polymorphic simple sequence repeat DNA markers" Plant Breeding, 119, 360-363 (2000). Ae. umbellulata (UU) Genetic relationship of 17 populations (150 accession, using ). UPGMA dendogram is based on unbiased Nei 1978 distance corrected for unequal population size (Modified from NEIGHBOR procedure of PHYLIP 3.5 by Popgene 1.32 program). Sudupak, M.A., Akkaya, M.S. and Kence, A. "Analysis of genetic relationships among perennial and annual Cicer species growing in Turkey using RAPD markers" Accepted for publication in Theor. Appl. Genet. 2002, 00:000-000) Buyukunal-Bal, E.B. and Akkaya, M.S."Genetic Similarity Assessment of Turkish Bread Wheat." Manuscript in preparation. Hakki, E.E. and Akkaya, M.S. " Isolation of Disease Resistance Gene Analogs from Wheat Using Degenerate PCR Primers Targeting Nucleotide Binding Site." Manuscript sent for publication in Plant Breeding. Dograr, N., Buyukunal-Bal, E.B., and Akkaya, M.S. "Genetic diversity assesment of durum wheat cultivars and varieties using SSR markers." Manuscript in preparation. Yildirim, F. and Akkaya, M.S. " DNA fingerprinting and genetic characterization of Anatolian Triticum ssp. using AFLP markers: Further evidence for Triticum urartu as the 'A' genome progenitor of tetraploid wheat." Manuscript submitted for publication in Theor. Appl. Biol. Bilgic, H. and Akkaya, MS., “Ancient DNA evidence for Neolithic hexaploid wheat from Turkey." Manuscript in preparation. Bilgic, H. and Akkaya, MS., “ Wheat evolution based on sequence diversity of a glutenin gene segment from Near Eastern contemporary and archaeological samples.” Bilgic, H. and Akkaya, MS., “Genetic relationship analysis of wild and primitive wheats from Turkey by microsatellite markers” Manuscript in preparation. Bilgic, H. and Akkaya, MS., “Isolation of new microsatellite markers from wheat.”Manuscript in preparation. Bilgic, H., Tuna, M., Arumuganathan, K. and Akkaya, MS., “Assesment of wild wheat populations from Turkey by SSR markers and DNA content.” Manuscript in preparation Uz, E. and Akkaya, MS. "Genetic Relationship of Wild Einkorn Based on Geographical Distribution in Anatolia and Thrace Using AFLP Markers." Manuscript in preparation Uz, E., Hakki, EE., Sag, A., Atasoy, S., Akkaya, MS. "Genetic Differentiation of Cannabis Sativa L. Accessions in Turkey Using AFLP and RAPD Markers." Manuscript in preparation Bozkurt, O. and Akkaya, MS. " Detection of putative wheat yellow rust resistance gene(s) by bulk segregant analysis using cDNA-AFLP markers.“