Renkli yerel mısır genotiplerinin doğal renklendirici ve antioksidan madde özellikleri bakımından genetik varyasyonunun incelenmesi

Renkli yerel mısır popülasyonlarının korunması, kullanım potansiyellerinin belirlenmesi ve bu genetik kaynaklara yönelik ıslah çalışmalarının yapılması büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, Türkiye'nin farklı bölgelerinden toplanan 14 renkli yerel mısır popülasyonu ile iki standart çeşidin, iki yıl boyunca morfolojik, agronomik ve renk pigmentlerinin içerikleri (antosiyanin ve flobafen) incelenmiştir. Ayırca kullanılan genotiplerin genetik benzerlikleri tane rengi ile ilişkili 22 basit dizi tekrarları ile (SSR) moleküler düzeyde kapsamlı şekilde incelenmiştir. Çalışma sonuçları, tüm agronomik, tane kalite ve renklendirici özelliklerde genotipler arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar olduğunu göstermiştir. Çiçeklenme gün sayısı iki yıllık ortalama 54,96-71,12, bitki boyu 144,65-230,89 cm, ilk koçan yüksekliği 40,83-110,81 cm, koçan uzunluğu 12,95–18,62 cm, koçanda tane ağırlığı 46,33-173,32 g arasında değişmiştir. Tane kalite özelliklerinden protein oranı %10,22-13,44, yağ oranı %4,13-6,35 ve nişasta oranı %63,15-76,06 aralığında bulunmuştur. Agronomik ve tane kalite özellikleri bakımından bazı yerel popülasyonların standart hibrit çeşitlerden daha iyi performans sergilediği belirlenmiştir. Renk pigmenti analizlerinde antosiyanin içeriği 0-00 mg/kg CGE ile 32,64 mg/kg CGE arasında değişirken, toplam flobafen içeriği ise 8,55 mg/100 g km ile 26,11 mg/100 g km arasında değişmiştir. Renk değerleri bakımından POP9, POP10 ve POP11 yerel popülasyonlar arasında ön plana çıkmıştır. Moleküler analizler sonucunda SSR markörleri yüksek polimorfizm ve ayrım gücü sağlamıştır. Polimorfizm bilgi içeriği (PIC) değerleri 0,295-0,697 ve Etkin mültipleks oranı (EMR) 0-5 arasında değişmiş, en yüksek etkin mültipleks değerleri bnl1064 ve phi116 markörlerinde gözlenmiştir. Genetik çeşitlilik analizlerinde ise beklenen heterozigotluk (He) değerleri 0,359-0,745, ortalama heterozigotluk (Havp) değerleri 0,135-0,574 ve Jaccard benzerlik indeksi (J) 0,235-0,342 arasında bulunmuştur. Sonuçlar, renkli yerel mısır popülasyonlarının yüksek pigment içeriği, geniş morfolojik varyasyon ve genetik çeşitlilik düzeyleri ile dikkat çektiğini ortaya koymuştur. Bu materyallerin önümüzdeki çalışmalarda ve ıslah programlarında kaynak materyal olarak kullanılmasının faydalı olacağı belirlenmiştir.

The conservation of colored maize landraces, the evaluation of their utilization potential, and the development of breeding programs based on these genetic resources are of great importance. In the present study, 14 colored maize landraces collected from different regions of Türkiye, together with two standard cultivars, were evaluated over two consecutive years with respect to morphological, agronomic, and pigment-related traits (anthocyanins and phlobaphenes). Furthermore, the genetic similarities among the genotypes were comprehensively investigated at the molecular level using 22 simple sequence repeat (SSR) markers associated with kernel color. The results revealed statistically significant differences among genotypes for all agronomic, grain quality features and pigment characteristics. Across two years, flowering time ranged from 54.96 to 70.04 days, plant height from 144.65 to 230.89 cm, ear height from 40.83 to 110.81 cm, ear length from 12.95 to 18.62 cm, and ear kernel weight from 46.33 to 173.32 g. For grain quality traits, protein content ranged from 10.22% to 13.44%, oil content from 4.13% to 6.35%, and starch content from 63.15% to 76.06%. Several landraces exhibited superior performance compared to standard hybrid cultivars with respect to agronomic and grain quality traits. Pigment analyses indicated that anthocyanin content varied between 0.00 mg/kg CGE and 32.64 mg/kg CGE, while total phlobaphene content ranged from 8.55 mg/100 g DM to 26.11 mg/100 g DM. Regarding color parameters, POP9, POP10, and POP11 were particularly prominent among the maize landraces. Molecular analyses demonstrated that SSR markers provided high levels of polymorphism and discrimination power. The Polymorphic Information Content (PIC) values ranged from 0.295 to 0.697, while the Effective Multiplex Ratio (EMR) varied from 0 to 5, with the highest multiplex efficiency observed for the markers bnl1064 and phi116. Genetic diversity analyses revealed expected heterozygosity (He) values ranging from 0.359 to 0.745, average heterozygosity (Havp) values from 0.135 to 0.574, and Jaccard similarity indices (J) between 0.235 and 0.342. In conclusion, colored maize landraces were shown to possess high pigment content, wide morphological variation, and substantial genetic diversity. These findings suggest that such populations represent valuable genetic resources and can serve as promising source material for future research and breeding programs.