Quantitative trait loci (QTL) analysis for antioxidant and agronomically important traits in tomato (Lycopersicon esculentum)

Abstract

Tomato is one of the most widely produced and consumed vegetable crops worldwide. Plant breeders have usually focused on improvement of horticulturally important traits such as yield, fruit size, shape and colour. With increased attention on human health, however, plant breeders also consider the improvement of health-related traits of fruits and vegetables such as antioxidant characters. In the present study, genes controlling both health-related and horticulturally important traits were mapped in the tomato genome using 152 Lycopersicon hirsutum BC2F2 individuals. For this aim, all plants were phenotypically and genotypically characterised and a total of 75 QTLs were identified for all traits. Of the 75 QTLs, 28 were identified for 5 antioxidant traits including total water soluble antioxidant capacity, vitamin C, total phenolics, total flavonoids, and lycopene contents, and 47 QTLs were identified for 8 agronomic traits including fruit weight, external and internal fruit colour, fruit firmness, fruit shape, stem scar size, locule number, and wall thickness. Markers linked with these QTLs can be used in marker assisted selection (MAS) for improvement of elite tomato lines. © TÜBİTAK.

Domates dünyada üretimi ve tüketimi en çok yapılan sebzelerden biridir. Bundan dolayı birçok bitki ıslahçısı bugüne kadar domateste ürün verimliliği, meyve büyüklüğü, şekli ve rengi gibi tarımsal açıdan önem teşkil eden karakterlerin geliştirilmesi için çaba sarfetmişlerdir. İnsan sağlığına verilen önemin artmasıyla beraber, bitki ıslahçıları artık meyve ve sebzelerde antioksidant karakterleri gibi sağlıkla ilişkili karakterlerin de geliştirilmesini dikkate almaya başlanmışlardır. Yapılan bu çalışmada, 152 bireyden oluşan BC2F2 Lycopersicon hirsutum populasyonu kullanılarak, hem sağlık açısından hem de tarımsal açıdan önem teşkil eden karakterler domates genomunda haritalanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, populasyondaki bütün bireyler fenotipik ve genotipik olarak karakterize edildikten sonra analiz edilen bütün karakterler için toplamda 75 QTL (genetik lokus) belirlenmiştir. Bu 75 QTL içerisinden, suda çözünen toplam antioksidant aktivitesi, C vitamini, toplam fenolik, toplam fl avonoid ve likopen miktarını da içerisine alan beş antioksidant karakteri için 28 adet, tarımsal açıdan önem teşkil eden dış ve iç meyve rengi, meyve ağırlığı, sertliği, şekli, gövde izi, lokul sayısı ve perikarp kalınlığı gibi sekiz karakter için ise toplamda 47 QTL belirlenmiştir. Sonuç olarak belirlenen bu QTL’lerle ilişkili olan markörler, markör dayalı seçilim tekniği (MAS) kullanılmak suretiyle birinci sınıf kültür domates hatları geliştirilmesinde kullanılabilir.