KASTAMONU SARIMSAĞININ (Allium sativum L.) SELEKSİYON YOLUYLA ISLAHI VE SEÇİLEN KLONDA IŞINLAMA YOLUYLA MUTASYON YARATMA

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ KASTAMONU SARIMSAĞININ (Allium sativum L.) SELEKSİYON YOLUYLA ISLAHI VE SEÇİLEN KLONDA IŞINLAMA YOLUYLA MUTASYON YARATMA Gülay BEŞİRLİ BAHÇE BİTKİLERİ ANABİLİM DALI ANKARA 2005 Her Hakkı Saklıdır

2 ÖZET Doktora tezi KASTAMONU SARIMSAĞININ (Allium sativum L.) SELEKSİYON YOLUYLA ISLAHI VE SEÇİLEN KLONDA IŞINLAMA YOLUYLA MUTASYON YARATMA Gülay BEŞİRLİ Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı Danışman: Prof Dr. Ruhsar YANMAZ Bu çalışma, Kastamonu sarımsağından, klon seleksiyonu yoluyla çeşit geliştirmek ve çeşit adayında ışınlama yoluyla genetik değişim yaratmak amacıyla yapılmıştır. Araştırma, yılları arasında Yalova koşullarında yürütülmüştür. Üç yıllık seleksiyon çalışmasında toplam klon incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda bitki boyu, yaprak açısı, yaprak sayısı, yaprak eni, baş çapı, baş yüksekliği, baş ağırlığı, kabuk sayısı, diş sayısı, diş ağırlığı ve iri diş oranı özellikleri yönünden A 2, E 32, ve T 56 klonları umutvar bulunmuştur. Yalova ve Taşköprü/Kastamonu koşullarında yürütülen verim denemeleri sonucunda T 56 klonu çeşit adayı seçilmiştir. T 56 klonunun ortalama baş ağırlığı 25.2 g, diş sayısı adet, diş ağırlığı 1.5 g, baş kabuk rengi beyaz-krem, kabuk sayısı 5-6 adet ve diş rengi krem-pembe renklidir.. Fiziksel mutagen olarak Kobalt-60 gama ışın kaynağı ve bu kaynağa ait 0, 20, 40 ve 60 Gy dozları kullanılmıştır. Mutasyon varlığı RAPD tekniği ile araştırılmıştır. Çalışma sonucunda, gama ışın kaynağının, vejetatif olarak çoğaltılan T 56 sarımsak klonunda varyasyon yaratmak amacıyla kullanılabileceği ortaya konulmuştur. 2005, 87 sayfa ANAHTAR KELİMELER: Sarımsak, klon, mutasyon, gama ışını, RAPD i

3 ABSTRACT Ph. D. Thesis BREEDING OF KASTAMONU GARLIC (Allium sativum L.) BY SELECTION AND OBTAINING OF VARIATION BY INDUCED MUTATION ON SELECTED CLONE Gülay BEŞİRLİ Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Horticulture Supervisor: Prof Dr. Ruhsar YANMAZ The aim of this study is to improve a variety from Kastamonu garlic population by clonal selection method and to induce variation by radiation in selected clones. The study was conducted between 1995 and 2000 in Yalova. Total garlic clones were investigated during the selection studies for three years. In the end of the selection studies, A2, E32 and T56 clones were found as promising for plant high, leaf number, leaf width, leaf angle, bulb diameter, bulb high, bulb weight, skin number, clove number, clove weight, clove colour and large clove rate per bulb properties. T56 clone was determined as a candidate variety as a result of the yield trials, which were carried out in Yalova and Kastamonu condition in 1998 and T 56 clone has average 25.2 g bulb weight, 1.5 g clove weight, clove number, white-cream skin colour, cream-purple clove skin colour. Gamma rays radiation sources at 0, 20, 40 and 60 Gy doses were used as mutagen. Genetic variability results determined by RAPD markers showed that genetic variation can be induced for vegetatively produced T 56 garlic clone by radiation treatments. 2005, 87 pages Key Words: Garlic, clone, induced mutation, gamma rays, RAPD ii

4 TEŞEKKÜR Ülkemiz sarımsak populasyonları arasında önemli bir yeri olan Kastamonu sarımsağından standart bir çeşit geliştirmek ve sarımsak ıslah çalışmalarında gama ışın kaynağının fiziksel mutagen olarak kullanılabilirliğini belirlemek üzere yapılan bu çalışmayı sayın hocam Prof.Dr. Ruhsar YANMAZ danışmanlığında yürüttüm. Bu çalışma, sebze ve tıbbi bitki olarak kullanımı insanlık tarihi kadar eski olan sarımsağın (Allium sativum L.) bir çok özelliğini tanımam için zahmetli fakat keyifli bir yolculuk olmuştur. Bu yolculukta, danışman hocam, ailem ve Atatürk Bahçe Kültürleri Merkez Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü personeli hep yanımda olmuştur. Kendilerine teşekkürü bir borç bilirim. Çalışmanın verim denemelerinin Taşköprü lokasyonu, Taşköprü Tarım İlçe Müdürlüğü personelinin gözetiminde yürütülmüştür. Varyasyon yaratmak amacıyla TAEK- NTHAMRB bulunan gama ışın kaynağından yararlanılmıştır. Varyasyon oluşturulabilirliği RAPD tekniği ile Antalya Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Biyoteknoloji laboratuarında belirlenmiştir. Taşköprü Tarım İlçe Müdürlüğü personeli, Dr. K. Yaprak TANER, Dr. Ali ÖZTÜRK ve Münevver GÖÇMEN ile ekibine desteklerinden dolayı teşekkür ederim. Tezimin ikinci aşamasındaki çalışmalarımda beni yönlendiren Tez İzleme Komitesi üyeleri sayın Prof. Dr. Neşet ARSLAN (Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü) ve Prof Dr. Şebnem ELLİALTIOĞLU na (Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü) teşekkürlerimi sunarım. Çalışmalarıma kaldığım yerden tekrar devam edebilme şansını yakalama aşamasında bana destek olan sayın hocam Prof. Dr. Birhan KUNTER e teşekkür ederim. Ayrıca, tezin yazım aşamasında bana önemli ölçüde katkıları olan sevgili dostum Dr. Nurdan TUNA GÜNEŞ e teşekkür ederim. Gülay BEŞİRLİ Ankara, Ekim 2005 iii

5 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR... iii SİMGELER DİZİNİ... vi ŞEKİLLER DİZİNİ... viii ÇİZELGELER DİZİNİ... ix 1. GİRİŞ KAYNAK ÖZETLERİ Sarımsağın Tarihçesi Sarımsağın Sınıflandırılması Sarımsak Yetiştirme Tekniği ve Islahı Konusunda Ülkemizde Yapılan 6 Çalışmalar Sarımsak Islahı Konusunda Yurt Dışında Yapılan Çalışmalar Sarımsakta Mutasyon Çalışmaları Sarımsakta Moleküler Teknikler ile Çeşit Ayırma Konusunda Yapılan 14 Çalışmalar MATERYAL ve YÖNTEM Materyal Seleksiyon çalışmaları Varyasyon yaratma çalışmaları DNA parmak izlerinin belirlenmesi DNA sentezlenmesi için kullanılan belirleyiciler Yöntem Bitkilerin yetiştirilmesi Seleksiyon çalışmaları Seleksiyon aşamasında incelenen özellikler Bitkilerde incelenen özellikler Başlarda incelenen özellikler Dişlerde incelenen özellikler iv

6 İri diş oranı (%) Verim denemeleri Varyasyon yaratma DNA parmak izlerinin belirlenmesi DNA izolasyonunun yapılması DNA nın sentezlenmesi DNA verilerinin değerlendirilmesi ARAŞTIRMA BULGULARI Başlangıç Materyalinin Özellikleri Seleksiyon Çalışmalarından Elde Edilen Bulgular Verim Denemesi Bulguları Mutasyon Yaratma Çalışmalarından Elde Edilen Bulgular DNA Analizi Sonuçları TARTIŞMA ve SONUÇ KAYNAKLAR EKLER EK 1 Yalova ve Kastaonu İlleri İklim Verileri ( ) EK 2 Yalova ve Kastamonu İlleri Toprak Analiz Sonuçları ( ) ÖZGEÇMİŞ v

7 SİMGELER DİZİNİ A Ağ Ar ABKMAE AFLP AK AP BA BB BÇ BKR BS BY o C Cm Ç D DA DAP DKR DNA DS E EDTA Ek Ey G GP Gy H Aşağıayvalı Ağustos Aralık Atatürk Bahçe Kültürleri Merkez Araştırma Enstitüsü Amplified Fregment Lenght Polymorphism Alınabilir potasyum Alınabilir fosfor Baş ağırlığı Bitki boyu Baş çapı Baş kabuk rengi Baş sıkılığı Baş yüksekliği Santigrat derece Santimetre Çiçeklenen Readability Diş ağırlığı Diamonyum fosfat Diş kabuk rengi Deoxyribonucleic acid Diş ağırlığı Eşen Etilen Daimin Tetraasetik Asit Ekim Eylül Gram Göreceli puan Gray Haziran vi

8 İDO K Ka kg/da KS M Ma My MTS N NTHAMRB O OM OS Ö P PCR RAPD RFLP SD Ş T TAEK TDA TP YA YE YS UV UPGMA İri diş oranı Klon Kasım Kilogram/dekar Kabuk sayısı Materyal Mart Mayıs Minimum toplam sıcaklık Nisan Nükleer Tarım ve Hayvancılık Araştırma Merkezi Radyobiyoloji Bölümü Ocak Organik madde Ortalama sıcaklık Özellikler Populasyon Polymerase Chain Reaction Randomly Ampliyhied Polymorphic DNA Restriction Fragment Lenght Polymorphism Sınıf puanı Şubat Taşköprü Türkiye Atom Enerjisi Kurumu Toplam diş ağırlığı Toplam puan Yaprak açısı Yaprak eni Yaprak sayısı Ultra viyole Unweighted Pair Group Method with Aritmatic Mean vii

9 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 3.1 Kastamonu sarımsağının tarlada hasat sonundaki görünümü Şekil: 3.2 A sarımsak populasyonu Şekil: 3.3 Kastamonu Eşen sarımsak populasyonu Şekil: 3.4 Taşköprü Merkez sarımsak populasyonu Şekil 3.5 Denemede kullanılan Kobalt-60 kaynağı Şekil 3.6 Vejetatif çoğaltılan bitki türlerinde kullanılan klon seleksiyonu yöntemi Şekil 3.7 Sarımsakta DNA izolasyonu çalışmaları Şekil 3.8 Sarımsakta DNA sentezlenmesi ve PCR ürünlerinin % 1.5 lik agaroz jelde ayrıştırılması Şekil 4.1 Denemede yer alan sarımsak klonları Şekil 4.2 Seleksiyon aşamasında sarımsak klonları Şekil 4.3 Seleksiyonnun birinci yılında klonlarda baş özellikleri Şekil 4.4 Diş rengi Şekil 4.5 Çiçeklenen sarımsak bitkileri Şekil 4.6 Apomiktik dişler Şekil 4.7 Apomiktik dişlerin üretimde kullanılması sonucunda oluşan başlar Şekil 4.8 Apomiktik dişlerden oluşan normal ve tek dişli sarımsak başları Şekil 4.9 Yalova daki verim denemelerinden görünüş Şekil 4.10 Yalova ve Taşköprü de verim denemelerinden elde edilen başlar Şekil 4.11 Çeşit adayı T 56 klonu Şekil 4.12 Apomiktik dişlerden oluşan normal başlar Şekil 4.13 Işınlanan T 56 klonuna ait bitkilerin dikimden 40 gün sonraki gelişimleri. 69 Şekil 4.14 RAPD-PCR Amplifikasyon ürünlerinde cluster (UPGMA) analizi kullanılarak oluşturulan sarımsak materyallerine ait dendogram Şekil 4.15 Sarımsak materyallerine ait RAPD-PCR ürünlerinin %1.5 agaroz jelde ayrıştırılması viii

10 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1 Seleksiyon materyallerinin toplandığı yer ve üreticiler Çizelge 3.2 DNA analizi yapılan sarımsak materyalleri Çizelge 3.3 Denemede incelenen sarımsak materyallerinin özellikleri Çizelge 3.4 Sarımsakta seleksiyon kriterleri, bunlara verilen sınıf (SP) ve göreceli puanlar (GP) Çizelge 4.1 Seleksiyon materyallerinin baş özellikleri Çizelge 4.2 Sarımsak klonlarına ait ilk yıl bulguları (1995) Çizelge yılı seleksiyon çalışmalarında yer alan klonlara ait bitkiler için belirlenen grup puanı X sınıf puanlarına göre alınan toplam puan değeri Çizelge 4.4 Sarımsak klonlarına ait ikinci yıl bulguları (1996) Çizelge yılı seleksiyon çalışmalarında yer alan klonlara ait bitkiler için belirlenen grup puanı X sınıf puanlarına göre alınan toplam puan değeri Çizelge 4.6 Sarımsak klonlarına ait üçüncü yıl bulguları (1997) Çizelge yılı seleksiyon çalışmalarında yer alan klonlara ait bitkiler için belirlenen grup puanı X sınıf puanlarına göre alınan toplam puan değeri Çizelge 4.8 Sarımsak Verim Denemesi sonuçları ( ) Çizelge 4.9 Sarımsak bitkilerinin benzerlik indeksi (%) Çizelge 4.10 Sarımsakta genetik varyasyonu gösteren polimorfik RAPD 72 primerleri... ix

11 1. GİRİŞ Sarımsak (Allium sativum L), taze iken yalancı gövdesi ve yaprakları, kuru iken başı oluşturan dişleri tüketilen bir sebze türüdür. Bu tür, tek başına yemek yapımında kullanılan bir tür olmamakla birlikte içermiş olduğu aroma tat ve koku maddeleri nedeni ile bütün dünyada olduğu gibi Türkiye de de gelir düzeyine bağlı olmaksızın her mutfakta ayrı bir öneme sahiptir. Sarımsak, M.Ö. çok eski yıllardan bu yana bilinen bir bitkidir. Ancak keskin kokusundan dolayı Romalılar tarafından beğenilmemekle beraber asker ve işçilerin beslenmesinde kullanılan önemli bir besin maddesi olmuştur. İngiltere'ye 16. yy'lın ikinci yarısında giren sarımsak Kuzey Amerika'ya Eski Dünya'dan Cortez tarafından götürülmüştür (Thompson and Kelly 1957, Baytop 1999). Sarımsağın baş ve yapraklarının iştah açıcı, idrar söktürücü, antibakteriyel, solunum ve sindirim yolları antiseptiği, kurt düşürücü, tansiyon, kan şekeri ve lipidlerini düşürücü, öksürük kesici, enfeksiyon önleyici ve nezle tedavi edici özellikleri vardır (Başer vd. 1993, Hahn 1996). Sarımsağın besin değeri birçok araştırıcı tarafından incelenmiştir. 100 g kuru sarımsakta 5,.3 g protein, 0.2 g yağ, 63.8 g su, 28.0 g karbonhidrat, 1.1 g selüloz ve 140 kalori ile vitamin A, B ve C ile % uçucu yağ bulunmaktadır (Ekinci 1972, Baytop 1999). Türkeş (1978), değişik kaynaklara dayanarak 100 g kuru sarımsakta 62 kalori, 3.9 g protein, 0.9 g yağ, 9.1 g karbonhidrat, 82 g su, 150 mg Ca, 8000 IB vitamin A, 0-12 mg vitamin B ve iz halinde vitamin B 2 bulunduğunu bildirmektedir. Keskin (1987)'ne göre 100 g kuru sarımsak, % 74.2 su, %4.4 azotlu maddeler, %0.2 yağ, %1.0 ham lif, %20.0 azotsuz maddeler, %1.18 kül içermektedir. Heinrich and Larry (1996) ise; 100 g kuru sarımsakta 0.20 mg Thiamine, 0.08 mg Riboflavin, 0.55 mg Niacin, 0.02 mg vitamin E, 24 mg Ca, 177 mg P, 440 mg K, 11 mg Na, 18 mg Mg, 2.0 mg Fe, 0.35 mg B, 0.15 mg Cu, 1.2 mg Zn, 0.33 mg Manganez ve mg selenyum bulunduğunu vurgulamaktadır. Sarımsak potasyum miktarı yönünden sebzeler arasında maydanoz (727 mg) ve pancar yaprağından (570 mg) sonra üçüncü sırada yer almaktadır (Anonim 1988). 1

12 Sarımsak taze olarak tüketilebildiği gibi kurutularak ya da toz haline getirilerek de tüketilebilmektedir. Bu sebzenin besin değeri yönünden önemi arttıkça dünyada üretim alanı ve miktarında önemli miktarda artışlar olmuştur yılında dünya toplam kuru sarımsak üretim miktarı 6.4 milyon ton iken, 2000 yılında 11.0 milyon ton olmuş ve artış devam ederek 2004 yılında 14.0 milyon tona ulaşmıştır (Anonim 2005). Toplam Dünya sarımsak üretiminde Asya kıtası ülkeleri önemli bir pay almaktadır. Çin tek başına dünya kuru sarımsak üretim miktarının %75.3 ( ton) ünü sağlamakta, Hindistan (%3.6) ve Güney Kore (%2.7) bu ülkeyi takip etmektedir. Diğer önemli sarımsak üreticisi ülkeler ise; ABD (%2.0), Rusya Federasyonu (%1.6), Mısır (%1.5), İspanya (%1.1), Arjantin (%0.9) ve Türkiye (%0.8) dir. Ayrıca, Tayland, Ukrayna, Burma, Brezilya ve Kuzey Kore önemli sarımsak üretici ülkelerdir (Anonim 2005 ). Ülkemiz kuru sarımsak üretim miktarı ton dur. Kuru sarımsak üretim miktarı iller bazında incelendiğinde Kastamonu ton üretim miktarı ile toplam üretimin %19 unu karşılamaktadır. Bu ili, Balıkesir ( ton), Muğla (5 220 ton), Karaman (4 639 ton), Kahramanmaraş (4 181 ton), Antalya (3 614 ton), Kırklareli ve Hatay (3 020 ton) izlemektedir (Anonim 2004a). Sarımsak tüketimi ülkelerin yemek kültürüne bağlı olarak değişim göstermektedir. Örneğin, Kuzey Avrupa ülkeleri, ABD ve Kanada'nın sarımsak tüketim miktarı Güney Avrupa ülkeleri, Kuzey Afrika, Asya ve Güney Amerika ülkelerine göre daha azdır (Nonnecke 1989). Ülkemizde kişi başına sarımsak tüketimi; bölgelere ve şehirden şehre değişim göstermekle beraber 1.29 kg/yıl dır (Anonim 2004a). Bölgeler arasında Güneydoğu Anadolu bölgesi ilk sırada yer alırken, sucuk ve pastırma sektörünün en fazla geliştiği Kayseri ili ise şehirler arasında ilk sırayı almaktadır. Sarımsağın tüketim miktarı mevsimlere göre de farklılık göstermekte ve turşu yapımının yoğun olduğu sonbahar mevsiminde ülkemizde sarımsak tüketimi daha fazla olmaktadır. Türkiye'de üretilen kuru sarımsağın çok az miktarı ihraç edilmekte ve diğer tarım ürünlerimizin ihracat miktarlarında görülen istikrarsızlık, kuru sarımsak ihracat miktarlarında da görülmektedir. Örneğin sarımsak ihracatı 1996 yılında ton iken yıllar itibariyle sürekli azalma göstermiş ve 2003 yılında 146 ton olmuştur. Buna 2

13 karşılık, son yıllarda ülkemizde kuru sarımsak ithalatı yapılmaktadır. Önemli sarımsak üreticisi ülkelerden biri olan Türkiye de bu durum dikkat çekicidir yılında toplam 352 ton olan kuru sarımsak ithalatının tamamı Çin den yapılmaktadır (Beşirli ve Erkal 2001, Anonim 2004a, Anonim 2005). Sarımsak üretiminde verim ve kalite kriterlerini etkileyen birçok faktör bulunmaktadır. Bu faktörlerden en önemlileri; sıcaklık, gün uzunluğu, yağış miktarı ve toprak tipi gibi ekolojik faktörler, hastalık ve zararlılar gibi biyolojik faktörler ve sosyoekonomik faktörlerdir Bunun yanında çoğaltma materyalinin genetik özellikleri de verim ve kaliteyi etkilemektedir (Jones and Mann 1963, Rabinowitch 2004). Türkiye, sarımsağın ikinci gen merkezi olarak tanımlanan Akdeniz havzasından Kafkaslara kadar olan bölgenin içinde yer alması nedeni ile büyük bir populasyon zenginliğine sahiptir (Etoh and Simon 2002). Türkeş (1978) ülkemizde 36 farklı sarımsak tipinin mevcut olduğunu, bu zenginliğin ana nedenlerinin Türkiye nin sarımsağın ana vatanı sınırları içerisinde olmasının yanında tohumlukların fiziksel olarak karışmış olması ve doğal olarak meydana gelen mutasyonlar olabileceğini vurgulamaktadır. Ülkemiz sarımsakları konusunda tek detaylı araştırma olan çalışma Türkiye Sarımsaklarının Seleksiyon Yolu ile Islahı Üzerine Araştırmalar adı ile başlatılmış olup, mevcut populasyonlar ve bunların morfolojik özelliklerinin belirlenmesi ile bitirilmiştir. Bu çalışma sonucunda, özellikle tarımsal ve ekonomik özellikleri bakımından önemli olan sarımsak populasyonlarında ıslah çalışmalarının yapılarak, geliştirilen çeşitlerin tescil ettirilmesi vurgulanmış ise de daha sonra bu çalışmalar ele alınamamıştır. Burada sunulan çalışmanın 3 ana hedefi bulunmaktadır. Bunlardan birincisi ülkemiz sarımsak üretiminde önemli bir yeri olan Kastamonu iline özgü sarımsağı seleksiyon yoluyla seçip, çeşit haline getirmek, ikincisi vejetatif olarak çoğaltılması nedeniyle genetik değişimin sınırlı olduğu sarımsakta mutasyon yoluyla değişim yaratabilme olanaklarını araştırmak, üçüncüsü ise; genetik değişimin RAPD markörleri ile belirlenmesidir. 3

14 2. KAYNAK ÖZETLERİ 2.1 Sarımsağın Tarihçesi Sarımsak (Allium sativum L.), bahçe bitkileri arasında eskiden beri bilinen bir türdür. Mısır ve Hindistan kültürlerinde yıl, Babilliler zamanında yıl ve Çinliler tarafından da yıl önce kullanıldığı bilinmektedir (Simon 2001). Bu konudaki ilk kayıtlar eski Mezopotamya da Sümerler e (M.Ö ) aittir. Sümerler, sarımsağı bir kültür bitkisi olarak yetiştirip baharat ve ilaç olarak kullanmışlardır. Bilinen en eski eczacılık kitabı olan Mezopotamya Farmakopesi nde 250 kadar bitkisel ilaç arasında sarımsağın da bulunduğu belirtilmektedir (Erdemir ve Elçioğlu 1999). Sarımsak, Hindistan ve Çin de M.Ö. I. ve II. yüzyıllarda tıbbi bitki olarak kullanılmış, Eski Yunanlılar ve Romalılar tarafından güç verdiği ve hastalıklardan koruduğu için askerlere yedirilmiştir. Özellikle eski Mısır, Roma, Çin, Japon, Hint ve İbrani toplumlarında sarımsağın ilaç olarak kullanıldığını bildiren yazıtlar mevcuttur. Mısır da Kral Keops adına yapılan büyük piramitte bulunan bir yazıtta sarımsağa ait resimler ve bilgiler mevcuttur (Koch et al. 1996). Bu yazıtlarda, sarımsağın tıbbi bitki olarak hastalık tedavisinde kullanımının çok eski tarihlere dayandığı bildirilmektedir. M.Ö yıllarında Mısır da yazılmış olan Ebers papirüslerinde sarımsağın tıbbi bitki olarak kullanıldığı belirtilmekte ve değişik amaçlarla kullanılabilecek birçok reçete tarifi verilmektedir. Bu reçetelerden; yüksek tansiyon, baş ağrısı, mikrobik yaralar, solunum yolları problemleri ve bağırsak parazitlerine karşı preparat hazırlamada yaralanıldığı bildirilmektedir (Jones and Mann 1963, Bayraktar 1970, Ayyıldız 1996, Hahn 1996). 2.2 Sarımsağın Sınıflandırılması İlk taksonomistler sarımsağı bir Akdeniz bitkisi olarak tanımlamışlarsa da sarımsağın ana vatanı Linnaeus (1753) ye göre Sicilya, Don (1827) a göre Yunanistan ve Girit adası, Regel (1887) e göre ise Tien-Shan dağlarının kuzeyi ve Orta Asya olduğu belirtilmektedir (Etoh and Simon 2002). Aynı araştırıcılar Vavilov (1951) ve Kazakova 4

15 (1971) nın Orta Asya nın sarımsağın birinci, Akdeniz den Kafkaslara kadar olan alanın ise ikinci gen merkezi olduğunu belirttiğini vurgulamaktadır. Sarımsağın orijin bitkisi Allium longicuspis Rgl. dir. Bu tür Regel tarafından 1875 yılında tanımlanmıştır. Jones and Mann (1963), Vvedensky (1946) ye göre sarımsağın endemik olarak bulunduğu yerin güneyde Türkmenistan, kuzey ve doğusunda Pamir ve Tien-Shan dağları tarafından çevrelenmiş olan Orta Asya olduğunu bildirmekte ve Etoh (1997) da bu görüşü desteklemektedir. Sarımsağın (Allium sativum L.) bağlı olduğu Allium cinsi, Liliaceae familyasına bağlı bir cins olarak tanımlanmıştır (Jonnes and Mann 1963, Bayraktar 1970, Ekinci 1972, Günay 1983, Kütevin ve Türkeş 1987, Başer vd. 1993). Ancak son 50 yılda bu konuda değişik yaklaşımlar olmuştur. Allium cinsi önce Amaryllidaceae familyası altında incelenmiş olmakla beraber son taksonomistler, bu cinsin Alliaceae familyası altında yer alması konusunda birleşmiştir (Robinowich and Browster 1990, Brewster 1994). Yapılan bu sınıflamaya göre sarımsak (Allium sativum L.); Monocotyledones sınıfı, Liliiflorae üst takımı, Asparagales takımı, Alliaceae familyası ve Allium cinsine bağlı bir tür olarak kabul edilmiştir. Dünyada Allium cinsine bağlı tanımlanmış 500 tür bulunmaktadır (Başer vd. 1993, Brewster 1994). Allium cinsi içinde yer alan türler kendi aralarında da bölümlere ayrılmaktadır. Baş veya soğanları sarımsak kokulu olan türleri kapsayan gruba giren türler genel olarak Kuzey Yarımküre de Avrupa nın doğusu ve Asya nın batısını kapsayan bölgede yayılım alanı göstermektedir (Povlovic et al. 2003). Türkiye florasında, Allium cinsine ait 150 kadar tür bulunmakta olup, bunların 57 tanesi baş veya soğanları sarımsak kokulu olan gruba girmektedir (Davis 1984). Bunlardan yöresel olarak tüketilenler körmen, kaya sarımsağı, yabani sarımsak, yabani soğan, it soğanı ve çoban sarımsağı gibi isimlerle anılmakta ve besin maddesi ya da tedavi amaçlı kullanılmaktadır (Günay 1983). Sarımsağın içinde bulunduğu Allium sativum türünün iki alt türü vardır. Bunlar; A. sativum sub var. sativum ve A. sativum sub. var. ophioscorodon dur. Bu türlerden 1. si 5

16 dünyada yaygın olarak ticareti yapılan ve bitkilerin sapa kalkma özellikleri dikkate alındığında yumuşak boyunlu (softneck) olarak isimlendirilen sarımsaklardır. 2. tür ise sert boyunlu (hardneck) sarımsakları kapsamaktadır. Ayrıca, yumuşak boyunlu sarımsaklar artichoke ve silverskin olarak iki alt gruba, sert boyunlu sarımsaklar ise rocambole, porcelain ve purple stripe olmak üzere 3 alt gruba ayrılmaktadır. Yumuşak boyunlu sarımsaklar, keskin kokulu ve muhafazaya dayanıklı olan sarımsaklardır (6-8 ay). Baş üzerinde ışınsal ya da ışınsal olmayan şekillerde dizilen dişler dış diş oluşturmaya da eğilimlidirler. Sert boyunlu sarımsakların koruyucu kabuk sayısı az ve muhafaza ömürleri daha kısa olup, daha hafif kokuludurlar. Yumuşak boyunlu sarımsaklara göre daha iri dişler ve gösterişli başlar oluşturan bu grup sarımsakların dişleri çiçek sapı etrafında dairesel olarak dizilirler, çiçek sapı ve çiçek tablasında dişçik oluştururlar. (Heinrich et al. 1996). 2.3 Sarımsak Yetiştirme Tekniği ve Islahı Konusunda Ülkemizde Yapılan Çalışmalar Ülkemizde bu konuda yapılan çalışmalar sınırlı sayıda olup en detaylı çalışma Türkeş (1978) tarafından yapılmıştır. Bu çalışmada Türkiye nin bütün illerinden sarımsak örnekleri toplanarak, Yalova koşullarında morfolojik özelliklerinin belirlenmesinin yanında verim değerleri de incelenmiştir. Geniş kapsamlı olarak yapılan bu çalışma sonucunda Türkiye koşullarında uzun yıllardır üretilmekte olan 36 farklı sarımsak populasyonu saptanmış ve daha sonraki yapılacak ıslah çalışmaları ile bunların çeşit haline getirilmesi gerektiği vurgulanmıştır. Türkiye de sarımsak üretimi ve pazarlama durumunu ortaya koymak amacı ile yapılan çalışmada, ülkemizde sarımsak kültürünün çok eski yıllara dayandığı halde yerli populasyonlardan geliştirilmiş standart bir çeşit bulmanın mümkün olmadığı, ülkemizde taze, kuru ve sanayiye çok elverişli olan değişik tiplerin bulunduğu ancak bunların populasyon karakterinde olduğu bildirilmektedir. Ayrıca, çalışmada Kastamonu ve Balıkesir sarımsaklarının ekonomik özelliklerinden dolayı önemli oldukları vurgulanmaktadır (Yücel 1973, Erkal vd. 1989). 6

17 Kaynaş ve Türkeş (1991), bazı sarımsak tiplerinin hasat sonrası fizyolojisi üzerinde araştırmalar isimli çalışmalarında materyal olarak Kastamonu ve Balıkesir sarımsaklarını kullanmışlardır. Çalışma sonunda Kastamonu sarımsağının baş kalitesi ve depolanabilirlik özelliklerinin Balıkesir sarımsağından daha üstün olduğu bulunmuş ve Kastamonu sarımsağının önemli bir genetik kaynak olduğu vurgulanmıştır. Kaya (1992) Tekirdağ koşullarında yürüttüğü çalışmada Babaeski, Kastamonu, Kastamonu-Taşköprü, Balıkesir ve Konya sarımsak tiplerinin baş ve diş özelliklerini belirlemiştir. Araştırmada Kastamonu ve Kastamonu-Taşköprü sarımsaklarının özellikleri arasında farklılık bulunmamıştır. Deneme sonunda Kastamonu sarımsağının bitki boyu 63.4 cm, yalancı gövde kalınlığı 10.9 mm, yaprak sayısı 8.3 adet, baş ağırlığı 22.0 g, baş çapı 34.8 mm, baş yüksekliği 36.1 mm, diş sayısı 11.5 adet ve diş ağırlığı ise 1.8 g olarak belirlenmiştir. Kastamonu da sarımsak üretimi ve pazarlama olanaklarının geliştirilmesine yönelik olarak yapılan bir çalışmada, Türkiye sarımsak üretim ve pazarlamasında ayrı bir öneme sahip olan Kastamonu sarımsağının özelliklerinin ortaya konulması ve standart bir çeşit haline getirilmesi için gereken ıslah çalışmalarının yapılmasının önemli olduğu belirtilmiştir (Anonim 1993). Türkiye de yaygın olarak üretilen ve ekonomik önemi olan Kastamonu, Balıkesir ve Kırklareli tipleridir. Bu sarımsak tiplerinin tamamı Allium sativum L. sarımsak türüne aittir. Ancak Türkiye florasında değişik özellikleri yönünden kültüre alınıp ekonomik olarak üretimi yapılabilecek çok sayıda tür vardır. Bunlardan en önemlileri Allium macrochaetum subssp. macrochaetum ve Allium macrochaetum subssp. tuncelianum dur (Başer vd. 1993). Beşirli vd. (1994), Yalova koşullarında 10 yerli populasyon ve 2 yabancı sarımsak çeşidinin morfolojik özellikleri ve verim değerleri yönünden incelemişlerdir. Yerli populasyonlardan birisi Kastamonu sarımsağı olup ortalama baş ağırlığı 22.8 g, baş 7

18 kabuk rengi krem-beyaz, diş ağırlığı 1.7 g, diş sayısı 12.1, toplam kuru madde miktarı %37.4 olarak belirlenirken verim değeri ise Kg/da olarak bulunmuştur. Eriş (1994) sarımsaklarda baş ve diş oluşumu sırasında meydana gelen morfolojik değişimler ve ağırlık artışı seyrini incelemiştir. Tekirdağ koşullarında, Babaeski, Balıkesir, Konya ve Taşköprü sarımsakları ile yürütülen çalışmada, diş oluşumunun başlamasıyla beraber bitkilerde de ağırlık artışının olduğu belirlenmiştir. Çalişmada, Kastamonu sarımsağının ortalama yaprak ve diş sayısı sırası ile 8.0 ve 13.5 adet olarak belirlenmiştir. Köksal ve Günay (1996) sarımsakta farklı dikim şekillerinin verim ve baş oluşumuna etkilerini belirlemek amacıyla yaptıkları araştırmada normal dikim (ND), ters dikim (TD), rastgele dikim (RD) ve yatık dikim (YD) şekillerini denemişlerdir. Çalışma sonucunda TD sistemi dışındaki dikim sistemlerinde verim, baş ağırlığı, baş çapı ve boyu, baştaki diş sayısı ve diş ağırlığı özellikleri arasında istatistiki olarak önemli bir farklılığın görülmediği belirtilmiştir. TD sisteminin çıkışı diğer dikim sistemlerine göre bir hafta geciktirdiği ve bu sistemde çıkış oranı % 60 düzeyinde iken ND, RD ve YD sistemlerinde bu oranın % 98 lere ulaştığı bildirilmiştir. Kaynaş vd. (1997) sarımsakda dinlenme periyodu süresince içsel hormonların değişimini inceledikleri çalışmada Kastamonu sarımsağını bitkisel materyal olarak kullanmışlardır. Çalışmada, sarımsaklar 0, 5, 10, 20 ºC ve adi depo koşullarında 10 hafta süreyle tutularak ABA, IAA, stokinin ve gibberellin asit hormonlarının değişimi incelenmiştir. Çalışma sonunda, sarımsaklar 5 o C ve 10 o C depolandığında dinlenme süresi ve dormansinin kısa sürede sona erdiği belirlenmiştir. Beşirli vd. (1999) farklı sarımsak çeşitlerinde diş iriliğinin sarımsakta baş özelliği ve verim üzerine etkilerini araştırdıkları çalışma da Kastamonu sarımsağı, Fransız 1 ve Fransız 7 sarımsak çeşitlerini kullanmışlardır. Çalışmada küçük ( g), orta ( g) ve iri ( g) olarak sınıflandırılan dişlerden iri dişlerin tüm çeşitlerde önemli ölçüde verim artışı sağladığı ortaya konulmuştur. 8

19 Sarımsak uzun yıllar vejetatif olarak üretilen bir bitki türü olmuştur. Bu nedenle çeşit gelştirme çalışmaları; klon seleksiyonu, mutasyon ve invitro teknikleri ile gerçekleştirilmiştir. Ancak son yıllarda sarımsakda tohum üretim çalışmaları önem kazanmıştır. Bu konuda, Bursa koşullarında yürütülen çalışma sonucunda yurtdışında yapılan bir çok çalışmaya paralel sonuçlar elde edilerek sarımsakta tohum üretimi gerçekleştirilmiştir (İpek vd. 2004). Araştırmacılar, ABD gen bankasından temin ettikleri 57 farklı sarımsak klonunun çiçeklenme özelliğini incelemişlerdir. Çalışmada çiçek sapı oluşturan 37 klondan 24 tanesinde tohum üretimi gerçekleşmiştir. Tohum üreten sarımsak klonlarının çoğunluğu A. sativum var. ophioscorodon alt türüne ait olmakla birlikte A. sativum var. sativum alt türüne ait olan klonlarda da tohum üretiminin gerçekleştiği görülmüştür. 2.4 Sarımsak Islahı Konusunda Yurt Dışında Yapılan Çalışmalar Abdel-Al (1973) Sudan koşullarında; Egyptian, Hudeiba ve Darfour sarımsak çeşitleri ile iki farklı lokasyonda yapmış oldukları adaptasyon çalışmasında baş ağırlığı ve verimin çeşitlere bağlı olarak değiştiğini bulmuşlardır. Her üç çeşidin ortalama baş ağırlığı sırasıyla; 21.4, 14.6 ve 20.1 g olarak bulunmuştur. Denemenin yapıldığı bölgenin batısında çeşitlerin performansı doğusuna göre daha yüksek bulunmuştur. Araştırıcılar yaptıkları çalışmada çeşitlerin ortalama veriminin, Egyptian çeşidinde 330 kg/da, Hudeiba çeşidinde 231 kg/da ve Darfour çeşidinde de 462 kg/da arasında değiştiğini belirlemişlerdir Morave et al. (1976), baş ağırlığı, diş ağırlığı, diş sayısı ve diğer fenolojik özelliklerin sarımsakta çeşit seçiminde kullanılabilecek özellikler olduğunu bildirmektedir. Araştırıcılar Çekoslavakya'da yerli ve diğer ülkelerden toplanan 51 farklı sarımsak materyali ile yaptıkları çalışmada çeşitlerin birçoğunda diş ağırlığı ile baş ağırlığı arasında pozitif bir ilişkinin olduğunu belirlemişlerdir. Birçok ülkede klon seleksiyon yöntemiyle geliştirilmiş çeşitler bulunmaktadır. Suciu et al. (1989) Romanya koşullarında yapmış oldukları çalışmalar sonucunda yerel bir 9

20 populasyondan klon seleksiyonu ile diş sayısı adet, ortalama diş ağırlığı 3.5 g olan Timiş-R adında yeni bir çeşit geliştirmişlerdir. Lammerink et al. (1989) ve Lammerink (1990) Yeni Zelanda da sarımsak veriminin genel olarak düşük olduğunu (700 kg/da) bu nedenle ticari çeşitlerin verimliliğini artırmak için klon seleksiyonu yapıldığını bildirmektedir. Araştırıcılar ticari bir çeşit olan Malborough White çeşidinden geliştirdikleri klonlarda diş iriliğini ortalama 1 g artırırken toplam verimde ise % 40 oranında artış sağlamışlardır. Lee et al. 1992, Kore koşullarında klon seleksiyon yöntemiyle Daeseo sarımsak çeşidini geliştirmişlerdir. Frasca et al. (1997) 36 klon ile başladıkları sarımsak seleksiyon çalışmalarında seleksiyon kriteri olarak baş çapı, baş ağırlığı, diş sayısı ve diş oluşturan yaprak sayısı özelliklerini kullanmışlardır. Arjantin koşullarında yürütülen çalışma sonucunda, diş oluşturan yaprak sayısı kriterinin çevresel koşullardan çok etkilendiği için seleksiyonda dikkate alınabilecek bir özellik olmadığı, baş çapı ve baş iriliğinin bir arada değerlendirmesinin iyi sonuç vermediği, buna karşılık baş ağırlığı ve diş sayısı özelliklerinin seleksiyon çalışmaları için doğru özellikler olduğunu belirlemişlerdir. Voss et al. (1997a), çoğunluğu Sovyet Rusya, Polonya, Avustralya, Amerika Birleşik Devletleri, Yugoslavya, İspanya, Almanya, Çin ve Güney Amerika'dan olmak üzere 25 ayrı ülkeden topladıkları 200'den fazla sarımsak materyalinin morfolojik özelliklerini belirlemişlerdir. İncelenen sarımsak tiplerinin çoğunluğu A. sativum var. sativum, A. sativum var. ophioscorodon alt türlerine ait olan bitkilerde çeşit özelliği olarak baş ağırlığı, baş çapı ve yüksekliği, baş rengi, diş sayısı ve dişlerin ağırlığı, çiçeklenmenin olup olmadığı, yaprakların genişliği ve uzunluğu, bitkilerin gelişim kuvvetleri, olgunluk zamanı, verim ve kuru madde özelliklerini incelemişlerdir. Araştırmacılar yaptıkları çalışma sonucunda, incelenen sarımsak tiplerinde ortalama diş sayısının 7-13, baş ağırlığının g, diş ağırlığının g olduğunu belirlemişlerdir. Yalnız Kaliforniya sarımsak çeşitlerinde diş ve baş özellikleri farklı olup, ortalama diş ağırlığı , diş sayısı ve baş ağırlığı ise g olmuştur. Denemede incelenen sarımsak tiplerinde kuru madde miktarı % arasında değişmiştir. 10

21 Voss et al. (1997b)' a göre Akdeniz ikliminin hakim olduğu bölgede, deniz seviyesinden yüksek ve düşük sıcaklığa sahip alanlarda yetiştirilen sarımsak başları, deniz seviyesinde yetiştirilenlere göre daha iri olmaktadır. Araştırmacılar, diş iriliği olarak 1 g'dan 5 g'ma kadar 0.5 g aralıklar ile 9 değişik irilik sınıfı kullandıkları çalışma sonucunda, sarımsak üretiminde çeşide bağlı olmaksızın diş iriliği ile baş iriliği arasında pozitif ve doğrusal bir ilişkinin bulunduğunu bildirmektedir. Zepeda et al. (1997), Meksika da klon seleksiyonu metodu ile yürüttükleri Sarımsak Islah Programı kapsamında 8 yeni sarımsak çeşidi geliştirmişlerdir. Çalışmada ana seleksiyon kriteri olarak bir başta bulunan diş sayısı esas alınmış, verim ve diş iriliğinin çeşit kalitesini belirleyen iki önemli faktör olduğu vurgulanmıştır. Pavlovic et al. (2003) ise Yugoslavya koşullarında 20 sarımsak ekotipini birbirinden fenolojik özelliklerinden yararlanarak ayırmada baş ve diş ağırlığı ve diş sayısı özelliklerini kullanmıştır. Virüs hastalıkları, Türkiye de sarımsak üretimini tehdit etmemekle birlikte bir çok ülkede sarımsak üretimini olumsuz yönde etkilemektedir. Ayrıca klon seleksiyonu ve mutasyon ıslahı teknikleri ile özel amaçlı çeşit geliştirme olanağının bulunmaması buna karşılık doğada sarımsaklarda büyük bir varyasyonun olması araştırmacıları bu türün çiçek biyolojisini araştırmaya yönlendirmiştir. Bu konuda yurt dışında yapılan ilk çalışmalar Etoh (1985) a göre Katayama (1936), Kononkov (1953), Gvaladze (1965), Koul (1970) ve Katarzhin (1978) e aittir. Sarımsaklar çiçeklenme bakımından çiçeklenme göstermeyen klonlar, kısmen çiçeklenme gösteren klonlar ve çiçeklenen klonlar olmak üzere üç gruba ayrılmaktadır (Etoh 1984, Bradley et al. 2001). Çiçeklenme genel olarak sert boyunlu sarımsaklarda görülür. Ancak, çeşit özelliği, yetiştirme koşullarında oluşan stres şartları ve depolama aşamasındaki sıcaklık rejimi yumuşak boyunlu sarımsaklarda da çiçeklenmeyi teşvik etmektedir. Pooler and Simon (1993), klon tipi, gün uzunluğu, yetiştirme sıcaklığı ve düşük sıcaklıkta depolamanın yumuşak boyunlu sarımsaklarda çiçeklenme üzerine etkilerini araştırmışlardır. 4 farklı sarımsak klonunun incelendiği çalışma sonunda, Klon 11

22 R81 her koşulda eşit miktarda çiçek oluştururken, diğer klonlarda 4 o C de depolama sonunda çiçeklenme azalmıştır. Ayrıca bu klonlarda 16 saatlik gün uzunluğu ve o C de yetiştirme koşulları da çiçeklenmeyi azaltmıştır. Denemede en fazla çiçeklenme % si tüm sarımsak klonlarında, 10 o C de, kısa gün koşullarında (9-10 saat) ve depolama aşamasında düşük sıcaklık uygulaması yapılmayan başlardan elde edilmiştir. Kamenetsky et al. (2002), İsrail koşullarında dünyadaki önemli sarımsak koleksiyonlarından birini oluşturmuştur. Özellikle Orta Asya ve Kazakistan bölgelerine ait toplam 300 sarımsak tipinden oluşan sarımsakların verim, kalite özellikleri, biyotik ve abiyotik stres koşullarına gösterdikleri tepki ve çiçeklenme eğilimi özelliklerine göre farklılık gösterdiği belirlenmiştir. 2.5 Sarımsakta Mutasyon Çalışmaları Sarımsak vejetatif olarak çoğaltılan bir tür olması nedeni ile genel olarak genetik değişimin az olması beklenen bir türdür. Ancak, uzun yıllardır sarımsak yetiştiriciliği yapılan bölgelerde birbirinden farklı olan çok sayıda sarımsak tipi bulunmaktadır. Bazı araştırmacılar bu varyasyonun nedenini, sarımsağı kültüre alınmadan tohumla üretilebilen bir tür olarak tanımlarken bazıları ise; kromozomlarda değişik nedenlerle meydana gelen değişimlerin birikerek ortaya çıkması ve zaman içerisinde mutasyonlardan dolayı kromozom seviyesinde olan somatik hibridizasyonların meydana gelmesi şeklinde yorumlamıştır. Son yaklaşım, suni mutagenler kullanarak mutasyon yoluyla genetik varyasyon yaratılabileceği fikrinin gelişmesine neden olmuştur (Matus et al. 1999). Çiçeklenmeyen bitkilerden yeni tipler geliştirmek üzere yararlanılan en önemli ıslah metotlarından birisi mutasyondur. Mutasyon ıslahında fiziksel ve kimyasal kaynaklı birçok mutagen kullanılmaktadır. Son yıllarda nükleer teknikler mutagen olarak kullanılarak tohum ve çeşitli bitki kısımlarına radyasyon uygulanıp genetik varyasyon yaratılarak mutant adaylar arasından amaca uygun bitki seçimleri yapılabilmektedir. En önemli nükleer mutagenik ajan uzun yıllardır kullanılmakta olan X ışınlarıdır. Ancak X 12

23 ışınlarının vejetatif olarak çoğaltılan bitkilerde, vejetatif dokuların derinliklerine kadar işlememesi nedeni ile günümüzde gama ve beta ışınları kullanılmaktadır. Gama ışınları dokuların milimetrelerce derinliğine işlerken, Beta ışınları ancak santimetrelerce derinliğe işleyebilmektedir. Bu nedenle Kobalt-60 ve Sezyum-137 gama ışın kaynakları genetikle ilgili çalışmalarda geniş ölçüde kullanım alanı bulmaktadır ( Demir ve Turgut 1999, Anonim 2002). Kobalt, doğada stabil olarak bulunan ve kimyasal sembolü Co olan bir metaldir. Radyoaktiflik özelliği yoktur. İsveç bilim adamı George Brandt tarafından 1735 yılında keşfedilmiştir. Islah çalışmalarında mutagen olarak kullanılan Kobalt-60 ise; doğadaki Cobalt tan üretilmiş stabil olmayan bir radyoaktif izotop tur. Glenn T. Seaborg ve John Livingood tarafından, Kalifornia Üniversitesi nde 1930 lu yılların sonunda bulunmuştur. Kobalt-60, mutagen olarak ıslah çalışmalarında kullanımının yanında gıdaların muhafazasında, sterilizasyon işlemlerinde ve tıbbi amaçlı kullanım alanlarına da sahiptir (Anonim 2004b). Bir çok ülkede, mutasyon ıslahı çalışmalarında farklı ışın kaynaklarını mutagen olarak kullanıp varyasyon yaratma çalışmaları 1950 li yıllarda başlamıştır (Anonim 2004c). Örneğin Çin de, mutasyon çalışmalarında ışın kaynaklarından yararlanmak üzere araştırma yapmak amacıyla ilk Atomik Enerji Uygulama Enstitüsü 1957 yılında kurulmuş olup, günümüzde aynı ülkede bu konuda çalışan 20 adet araştırma enstitüsü bulunmaktadır. Yapılan mutasyon çalışmaları sonucunda 562 si tarımsal üretimde kullanılan ve 67 si süs bitkisi olmak üzere toplam 629 adet çeşit Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (IAEA) kayıtlarında yer almaktadır. Tarımsal üretimde kullanılan çeşitlerin 534 tanesi tohum ile çoğaltılan türlere ait iken, 28 tanesi vejetatif çoğaltılan bitki türlerine ait çeşitlerdir. Vejetatif olarak çoğaltılan çeşitler arasında Allium macrostemon sarımsak türüne ait Ninguan 1 isimli bir sarımsak çeşidi de yer almaktadır. Bu çeşidin geliştirilmesinde fiziksel mutagen kaynağı olarak gama ışın kaynağının 15 Gy lik dozu kullanılmıştır. Ajansa kayıtlı olup, mutasyon ıslahı ile geliştirilen diğer yumrulu ve soğanli bitki turleri arasında patates ve iris türleri vardır. 13

24 2.6 Sarımsakta Moleküler Tekniklerle Çeşit Ayrımı Konusunda Yapılan Çalışmalar Birbirine genetik olarak çok yakın olan bitki çeşitlerini fenotipik özelliklerine göre ayırmak oldukça güçtür. Son yıllarda biyoteknoloji alanında yapılan önemli araştırma sonuçları, çok yakın genetik benzerlikler gösteren bitkiler arasındaki genetik farklılığın moleküler ve biyokimyasal tekniklerin kullanımı ile ortaya çıkarabileceğini göstermiştir. Bitkilerde genetik farklılıkların DNA seviyesinde ortaya konulması RFLP (Rectriction Fragment Length Polymorphism ) tekniğinin kullanılmaya başlanması ile sağlanmıştır. Ancak bu teknikle genetik olarak birbirine yakın benzerliği olan materyallerin birbirinden ayırt edilmesi güçtür (Göçmen vd. 1999). Bu tekniğe alternatif olarak 1990 lı yıllarda PCR (Polymerase Chain Reaction) esaslı RAPD (Randomly Amplyhied Polymorphic DNA) tekniği geliştirilmiştir (Williams et al. 1990). Bu yöntemle tesadüfi nüklotid diziliminden oluşan primerlerle, çok az miktarda bitki DNA sı elde edilse bile çalışmak mümkün olmuştur. Diğer tekniklere göre uygulama kolaylığının olması sonuçların doğrudan genotiplerin birbirinden farklılık ya da benzerliğini yansıtması ve çevresel faktörlerden bağımsız olması ulaşılabilir çok sayıda belirleyici (markır) bulunması ve hemen her dokudan elde edilen DNA ekstraktının kullanılabilir olması bu metodun avantajlı kılan önemli noktalardır (Ye et al. 1998). DNA analiz yöntemleri botanik sınıflandırılması hala tartışılan sarımsakta genetik varyasyonun belirlenmesi amacı ile kullanılmaktadır. Al- Zahim et al. (1997), dünyanın farklı yerlerinden topladıkları 27 sarımsak tipi arasındaki genetik farklılığın belirlenmesinde RAPD metodundan yararlanmıştır. Araştırma sonucunda, mevcut koşullardaki RAPD tekniğinin sarımsak tipleri arasındaki genetik farklılığın belirlenmesinde diğer biyoteknoloji metotlarına göre daha başarılı olduğunu vurgulamışlardır. Song et al. (2000), dünyanın değişik bölgelerinden topladıkları sarımsakları tanımlamak amacı ile DNA analiz yöntemlerinden RAPD tekniğini kullanmışlardır. Yapılan çalışma 14

25 sonucunda 5 farklı sarımsak grubunun oluştuğunu belirlemişlerdir. Araştırmacılar en kalabalık grubun Çin, Kore ve Japon sarımsaklarını da içine alan 56, ikinci grubun Nepal, Vietnam ve Tayland sarımsaklarından oluşan 10, üçüncü grubun Polonya, Kazakıstan ve Kırgızistan sarımsaklarından 9, dördüncü ve beşinci grupların ise Avrupa sarımsak tiplerinden oluştuğunu vurgulamaktadır. Gruplar arasında DNA bazında görülen farklılığın bazı morfolojik özellikler yönünden de sözkonusu olduğunu vurgulayan araştırmacılar bu değişimin doğal mutasyonlar ile oluştuğunu belirtmektedir. Etoh and Gong (2001), sarımsak tohum üretim çalışmalarında kullanmak üzere polen canlılığı olan sarımsak klonlarını belirlemede kullanılabilecek markörleri belirlemek üzere RAPD tekniğini kullanmışlardır. Çalışmada 60 sarımsak klonu taranmış ve OPJ12 grubu primerler kullanılmıştır. araştırma sonucunda yalnızca OPJ ve OPJ markırlarının polen canlılığı olan sarımsak klonları ile amplifikasyon oluşturduğu belirlenmiştir. Peiwen et al. (2001), Tayland ve Çin koşullarında Güney Asya kökenli sarımsak klonları arasındaki genetik farklılığı ortaya koymak amacı ile yürüttükleri çalışmada RAPD tekniğini kullanmışlardır. Operon grubuna ait 55 primerin amplifikasyon oluşturmak amacı ile test edildiği denemede 5 primerin 31 sarımsak klonunu genetik olarak tanımlamada kullanılabileceğini belirleyen araştırmacılar RAPD tekniğinin sarımsakları tanımlama ve sınıflandırma çalışmalarında kullanılabilecek faydalı ve etkili bir teknik olduğunu bildirmektedir. Senula and Keller (2001), 113 sarımsak tipini birbirinden ayrıt etmek üzere 16 farklı morfolojik özelliği (yaprak uzunluğu, yaprak rengi, yalancı gövde çapı, yalancı gövde uzunluğu, yalancı gövde rengi, başın olgunluk grubu, baş şekli, baş sıkılığı, baş yapısı, çiçeklenmenin varlığı, çiçeklerin kılıftan kurtulma durumu, çiçek tablasında dişcik oluşma durumu, diş sayısı, diş rengi, diş ağırlığı ve diş boyutları) kullanmışlardır. Bu özelliklerine göre incelenen sarımsakların elde edilen gruplamanın RAPD-DNA parmak izi belirleme analiz metodu ile elde edilen sonuca parelellik gösterdiği belirtilmiştir. 15

26 Nabulsi et al. (2001), mutagen olarak gama ışın kaynağının kullanılması sonucu elde edilen 8 mutant sarımsak klonunun beyaz kök çürüklüğüne (Sclerotium cepivorum) dayanıklılığını moleküler düzeyde, şahit eşliğinde belirleme çalışmalarında RAPD- DNA tekniğini kullanmışlardır. Çalışma sonucunda OPB-15 primerinin dayanıklı mutant sarımsak klonlarını belirlemede kullanılabileceğini saptayan araştırmacılar bu tekniğin, sarımsakta mutasyon ıslahı çalışmalarında dayanıklı bireylerin daha çalışmanın ilk aşamasında belirlenmesinde faydalı olduğunu bildirmektedir. İpek et al. (2003), önemli bir tıbbi bitki olan sarımsak genotiplerinin tanımlanmasında farklı DNA parmak izi yöntemlerini karşılaştırmışlardır. Yapılan çalışmada, birbirinden farklı olan 120 sarımsak genotipi izoenzim, RAPD ve AFLP metotlarını ile incelenmiştir. Çalışma sonucunda genotiplerin % 20 sinin birbirinin aynı olduğu belirlenmiştir. Araştırmacılar, farklı metotlarla elde ettikleri sonuçları karşılaştırarak, elde edilen bulguların birbirlerine benzerliklerini de belirlemişlerdir. Araştırma sonuçları, RAPD ve AFLP metotları ile elde edilen bulguların birbirine benzerliğinin % 96, RAPD ve izoenzim metotları bulgularının % 57 ve AFLP ve İzoenzin metodu bulgularının ise % 55 oranlarında birbirlerine benzerlik gösterdiğini bildirmişlerdir. 16

27 3. MATERYAL ve YÖNTEM Araştırma üç aşamalı olarak yürütülmüştür. 1. Seleksiyon çalışmaları 2. Varyasyon yaratma çalışmaları 3. Genetik varyasyonun RAPD markörleri ile belirlenmesi çalışmaları Araştırmanın seleksiyon aşaması yılları arasında Yalova koşullarında, Atatürk Bahçe Kültürleri Merkez Araştırma Enstitüsü (ABKMAE) sebze üretim parsellerinde yürütülmüştür. Seleksiyon sonucunda çeşit adayı olarak belirlenen klonlar ile tescil öncesi verim denemeleri Kastamonu ili Taşköprü ilçesi ile Yalova koşullarında yıllarında gerçekleştirilmiştir. Verim denemesi sonuçlarına göre seçilen aday klonda, varyasyon yaratmaya yönelik ışınlama işlemleri Türkiye Atom Enerjisi Kurumu Ankara Nükleer Tarım ve Hayvancılık Araştırma Merkezi Radyobiyoloji Bölümü nde (TAEK-NTHAMRB) yapılmıştır. Bu amaç için, 1998 yılında üretilen materyaller, Şubat 1999 tarihinde ışınlanmıştır. DNA parmak izlerinin belirlenmesi çalışmaları Mart 1999 tarihinde Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Biyoteknoloji laboratuvarında yapılmıştır. 3.1 Materyal Seleksiyon çalışmaları Seleksiyon çalışmasında kullanılan materyal, Kastamonu nun Taşköprü Merkez İlçe ve köylerinde üretimin yoğun olarak yapıldığı yerlerden toplanmıştır. Taşköprü Tarım İlçe Müdürlüğü yetkilileri ve sarımsak pazarında yapılan araştırmalar sonucunda materyalin temin edileceği üreticiler belirlenmiştir. Deneme materyalini oluşturan sarımsakların alındığı yer ve özellikleri Çizelge 3.1 de verilmiştir. Çizelgede her bir yöreye ait 20 şer klon görülmekle beraber ilk yıl A1, A 17, E 40, T 51, T 59 ve T 60 nolu klonlar araziden bilinmeyen şahıslarca alındığından sonraki aşamada, çalışmada yer almamıştır. 17

28 Çizelge 3.1 Seleksiyon materyallerinin toplandığı yer ve üreticiler Materyalin Materyal Miktarı Materyalin Alındığı Yer Üretici Adı Adı (Adet) Ayvalı Aşağıayvalı Köyü-Taşköprü Seyfettin Ünver 20 Eşen Eşen Köyü-Kastamonu İsmail Yabuloğlu 20 Taşköprü Tekke Mah. Çay Sok. No: Necip Atasoy 113-Taşköprü (Toptancı) 20 Seleksiyon çalışmalarında kullanılan sarımsaklar arasından baş özellikleri dikkate alınarak uygun olanlar seçilmiştir (Şekil 3.1, 3.2, 3.3 ve 3.4). Denemelerde şahit (Ş) olarak, ülkemizde Allium sativum var. sativum grubuna ait çeşit bulunmadığından Kastamonu sarımsağı populasyonu kullanılmıştır (Şekil 3.1). Şekil 3.1 Kastamonu sarımsağının tarlada hasat sonundaki görünümü Şekil 3.2 A sarımsak populasyonu 18

29 Şekil 3.3 Kastamonu Eşen sarımsak populasyonu Şekil 3.4 Taşköprü Merkez sarımsak populasyonu Varyasyon yaratma çalışmaları Sarımsakta mutasyon yolu ile varyasyon yaratma olasılığı gama ışın kaynağı kullanılarak araştırılmıştır. Bu amaç için, TAEK-NTHAMRB de bulunan Kobalt-60 kaynağından yararlanılmıştır (Şekil 3.5), (Anonim 2002b).Varyasyon yaratma çalışmalarında, seleksiyon çalışması sonucunda çeşit adayı olarak umutvar bulunan T 56 klonuna ait dişler kullanılmıştır DNA parmak izlerinin belirlenmesi DNA parmak izi belirleme çalışmalarında, T 56 ya ait 3 farklı dozda ışınlanmış (20 Gy, 40 Gy ve 60 Gy) dişler kullanılmıştır. Ayrıca Kastamonu sarımsağının diğer sarımsaklardan farklılığını ortaya koyabilmek amacıyla, 3 Kastamonu sarımsağı klonu (A 2, E 32 ve T 56), Fr 1 ve Fr 7 sarımsak klonları ile ülkemiz tescil kayıtlarında Allium sativum olarak yer almasına rağmen bitki özellikleri ve baş yapısı yönünden farklılık gösteren Alata 1 sarımsağı da denemeye alınmıştır (Çizelge 3.2 ve 3.3) (Beşirli vd. 1994, Beşirli vd. 1999). 19

30 Şekil 3.5 Denemede kullanılan Kobalt-60 kaynağı Çizelge 3.2 DNA analizi yapılan sarımsak materyalleri Materyal no Materyal adı Materyalin orijini 1 (Şahit) T 56 (0 Gy) Taşköprü Merkez-KASTAMONU Çeşit Adayı Klon 2 E 32 Taşköprü-Aşağıayvalı Köyü-KASTAMONU 3 A 2 Merkez Eşen Köyü- KASTAMONU 4 Kastamonu pop. Taşköprü pazarı 5 20 Gy T 56, Kobalt Gy T 56, Kobalt Gy T 56, Kobalt-60 8 Alata 1 Alata Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsü-Erdemli/ İÇEL 9 Fr 1 ABKMAE-Yalova 10 Fr 7 ABKMAE-Yalova 20

31 Çizelge 3.3 Denemede incelenen sarımsak materyallerinin baş ve dişlerine ait özellikler M. No BÇ (cm) BY (cm) BA (g) KS(adet/baş) DS(adet/baş) DA(g) M: Materyal, BÇ: Baş çapı, BY: Baş yüksekliği, BA: Baş ağırlığı, KS: Kabuk sayısı, DS: Diş sayısı, DA: Diş ağırlığı DNA sentezlenmesi için kullanılan belirleyiciler DNA sentezlenmesi için 10 bazlık tesadüfi nükleotid diziliminden oluşan aşağıda isimleri yazılan 31 RAPD (Randomly Amplyhied Polymorphic DNA-Rastgele çoğaltılmış DNA Farklılığı, Anonim 2001) belirleyicisi kullanılmıştır. Bunlar: OPE-8, OPE-9, OPE-10, OPE-11, OPE 12, OPE-14, OPE-15, OPE-18, OPF-14, OPF-15, OPF- 16, OPF-17, OPF-18, OPF-19, OPF-20, OPI-6, OPI-8, OPI-13, OPI-15, OPI-17, OPI- 18, OPI-19, OPI-20, OPO-08, O8T-10, 4A-20, 4A-24, 4A-25, 4A-27, 4A-28 ve 4A-29 (Al-Zahim et al.1997). 3.2 Yöntem Bitkilerin yetiştirilmeleri Sarımsak dişleri daha önce Yalova koşullarında yapılan çalışmaların sonuçları da dikkate alınarak ABKMAE sebze parsellerinde Ocak sonu ve Şubat başı dönemlerinde dikilmiştir (Türkeş 1978). Kastamonu da yürütülen denemelerde ise dişlerin dikimi Mart ayının ikinci ya da üçüncü haftalarında yapılmıştır. Araştırmanın verim denemelerinin yürütüldüğü yıllara ait iklim verileri Ek 1 de verilmiştir. Deneme alanı sonbaharda pullukla derin işlenmiş ilkbahar döneminde ikinci işleme sonunda dikim yapılmıştır. Dişler, 20 cm sıra arası ve 10 cm sıra üzeri mesafelerle dikilmiştir. 21