Teknik Bülten No 20( Türkiye`deki Sığla Populasyonlarının Genetik
Transkript
Teknik Bülten No 20( Türkiye`deki Sığla Populasyonlarının Genetik
Bakanlık Yayın No: 339 Müdürlük Yayın No: 32 TÜRKİYE’DEKİ SIĞLA (Liquidambar orientalis Miller) POPULASYONLARININ GENETİK YAPISININ MOLEKÜLER BELİRTEÇLERLE BELİRLENMESİ VE KORUMA STRATEJİLERİ GELİŞTİRİLMESİ ODC: 165.3 Determination of Genetic Diversity and Gene Conservation Strategies for Oriental Sweetgum (Liquidambar orientalis Miller) Populations in Turkey by Molecular Markers Ercan VELİOĞLU Dr. Burcu ÇENGEL Dr. Gaye KANDEMİR Dr. Yasemin TAYANÇ Dr. Murat ALAN Prof. Dr. Zeki KAYA TEKNİK BÜLTEN NO: 20 T.C. ÇEVRE ve ORMAN BAKANLIĞI ORMAN AĞAÇLARI VE TOHUMLARI ISLAH ARAŞTIRMA MÜDÜRLÜĞÜ FOREST TREE SEEDS AND TREE BREEDING RESEARCH DIRECTORATE ANKARA-TÜRKİYE ISBN: 978-605-393-019-8 ÖNSÖZ Biyolojik zenginliklerimizden biri olan endemik sığla ağacının önemi günümüzde diğer ülkeler tarafından da anlaşılmış ve Avrupa Gen Kaynakları Programı (EUFORGEN) tarafından değerli yapraklı ağaçlar grubuna dahil edilmiştir. Bu tür sınırlı yayılış göstermesinden dolayı, korunması ve işletilmesine daha çok özen gösterilmesi yerinde olacaktır. Doğal populasyonların genetik yapılarının anlaşılması gen koruma çalışmalarını kolaylaştıracaktır, çünkü genetik çeşitlilik orman ağaçları populasyonları için önemli bir niteliktir. Populasyonlar arası ve populasyon içi genetik çeşitlilik genetik kaynakların korunma ve yönetimi açısından önemli olduğu kadar, ıslah ve silvikültür uygulamalarına temel teşkil ettiği için de önem taşımaktadır. Bu çalışma, TUBİTAK, Tarım Ormancılık ve Veterinerlik Araştırma Grubu tarafından desteklendiği için (TOVAG -1040 O 154) TUBİTAK’a teşekkür ederiz. Araştırma kapsamında, 18 populasyondan örnek toplanması aşamasında yardımlarını esirgemeyen Süleyman Işık DERİLGEN, Belkıs KORKMAZ, Rumi SABUNCU, Osman EŞE ve aramızdan zamansız ayrılan Murat NUR’a teşekkür ederiz. Ayrıca, bu zahmetli ve masraflı çalışmada sorunların üstesinden gelmemize yardımcı olan başta Müdürümüz Sadi ŞIKLAR ve Müdür Yardımcımız Dr. Hikmet ÖZTÜRK’e, Bakanlığımız taşra teşkilatına ve laboratuvar çalışmalarına katkıda bulunan Aslı ÖZDİLEK ve Özlem SARIGİL’e teşekkürü bir borç biliriz. Ankara, 2008 Ercan VELİOĞLU Dr. Gaye KANDEMİR Dr. Yasemin TAYANÇ Dr. Burcu ÇENGEL Dr. Murat ALAN Prof. Dr. Zeki KAYA i İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ ……………………………………………………………………… İÇİNDEKİLER………………………………………………………………. ÖZ……………………………………………………………………………. ABSTRACT…………………………………………………………………. ŞEKİLLER ve ÇİZELGELER DİZİNİ ……………………………………. 1. GİRİŞ........................................................................................………....... 2. LİTERATÜR ÖZETİ.........................................................……………...... 3. MATERYAL ve YÖNTEM.............................................……………….... 3.1. Populasyonların Tanıtımı ve Örneklenmesi ..................................... 3.2. RAPD Analizi.......................................................................…..... 3.2.1. DNA İzolasyonu....................................... .............................. 3.2.2. DNA Konsantrasyonunun Belirlenmesi.................................. 3.2.3. RAPD Primerleri..................................................................... 3.2.4. RAPD-PCR Koşulları ............................................................. 3.2.5. Jellerin Yorumlanması............................................................ 3.2.6. Veri Analizi ............................................................................ 3.2.6.1. Allel Frekansları............................................................ 3.2.6.2. Allel Sayısı.................................................................... 3.2.6.3. Etkili Allel Sayısı.......................................................... 3.2.6.4. Heterozigotluk............................................................... 3.2.6.5. Polimorfik Lokus Oranı................................................. 3.2.6.6. Shannon Sabiti............................................................... 3.2.6.7. Genetik Çeşitliliğin Yapılanması.................................. 3.2.6.8. Populasyonlar Arası Genetik Mesafe………………… 3.3. Kloroplast Genomu rps16 Bölgesi.................................................... 3.3.1. Kloroplast rps16 Primerleri..................................................... 3.3.2. Kloroplast rps16 Bölgesi PCR Koşulları................................ 3.3.3. Jellerin Yorumlanması............................................................ 3.3.4. Veri Analizi…………………………………………………. 3.4. Çekirdek Ribozomal DNA ITS Bölgesi………..…………… …… 3.4.1. ITS Primerleri.......................................................................... 3.4.2. ITS Bölgesi PCR Koşulları..................................................... 3.4.3. Jellerin Yorumlanması............................................................ 3.4.4. Veri Analizi…………………………………………………. 4. BULGULAR ve TARTIŞMA ..................................................................... 4.1. Populasyonların Genetik Yapısı........................................................ 4.2. Genetik Çeşitlilik............................................................................... ii i ii iv v vi 1 5 7 7 8 8 9 9 9 10 10 11 11 11 11 12 12 12 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 19 19 4.2.1. Allelik Zenginlik..................................................................... 4.2.2. Heterozigotluk......................................................................... 4.2.3. Polimorfik Lokus Oranı.......................................................... 4.2.4. Shannon Sabiti......................................................................... 4.2.5. Genetik Çeşitliliğin Yapılanması..............…………...……... 4.2.6. Populasyonlar Arası Genetik Mesafe ..................................... 4.3. Kloroplast rps16 Bölgesi................................................................... 4.3.1. Populasyon İçi Genetik Mesafe (p-distance)........................ 4.3.2. Minimum Farklılaşma Ağacı................................................ 4.4. Çekirdek Ribozomal DNA ITS Bölgesi ………………………….. 5. SONUÇ ve ÖNERİLER .............................................................................. ÖZET ............................................................................................................... SUMMARY .................................................................................................... KAYNAKÇA .................................................................................................. iii 19 20 20 20 22 25 28 28 29 30 32 34 35 36 5 ÖZ Bu çalışmada, ülkemizdeki sığla (Liquidambar orientalis Miller) populasyonlarındaki genetik çeşitlilik RAPD, çekirdek ribozomal DNA (ITS) ve kloroplast (rps16) belirteçleri kullanılarak belirlenmiştir. Bu amaçla, sığlanın tüm doğal yayılış alanını kapsayacak şekilde 18 populasyon belirlenmiştir. Bu meşcerelerden 25’er ağaçtan yaprak örnekleri toplanmıştır. Yapraklardan elde edilen DNA’lar RAPD belirteçleriyle taranarak populasyonların genetik çeşitlilik parametreleri belirlenmiştir. Ayrıca ITS ve kloroplast rps16 bölgelerinin dizi analizleriyle minimum farklılaşma ve yakın bağlantı ağaçları oluşturulmuştur. Çalışılan 10 RAPD primeriyle 75 polimorfik lokus elde edilmiştir. Ortalama polimorfik lokus oranı %45, ortalama heterozigotluk 0.17±.02 ve etkili allel sayısı 1.30±.04 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar diğer yapraklı ağaç türleriyle karşılaştırıldığında, oldukça düşüktür. Ayrıca, populasyonlar arası genetik farklılaşmayı gösteren GST değeri 0.54’dür, yani toplam genetik çeşitliliğin % 54’ü populasyonlar arasında, kalan % 46’sı ise populasyonlar içerisindedir. Populasyonlar arası gen akışını gösteren Nm değeri 0.42 olup, kritik gen akışı değerinin (0.5) altındadır. Tahmin edilen tüm bu parametreler sığla populasyonlarında genetik çeşitliliğin oldukça düşük, populasyonlar arası farklılaşmanın ise oldukça yüksek olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak; RAPD belirteçleriyle elde edilen genetik çeşitlilik parametreleri ile, ITS ve kloroplast rps16 bölgesi dizi analiziyle elde edilen veriler ışığında, koruma stratejileri önerilmiştir. Köyceğiz-Köyceğiz ve Marmaris-Değirmenyanı populasyonlarının in-situ korunması önerilmiştir. Ayrıca, yüksek genetik çeşitliliğe sahip olan populasyonlar ve minimum farklılaşma ağacında en çok farklılık gösteren populasyonların (AcıpayamBozdağ, Muğla-Yılanlı, Marmaris-Günnücek, Köyceğiz-Köyceğiz, MuğlaKıyra, Marmaris-Değirmenyanı, Muğla-Yatağan, Fethiye-Günlükbaşı) exsitu koruma altına alınması önerilmiştir. Anahtar kelimeler: Liquidambar orientalis, sığla, genetik çeşitlilik, RAPD belirteçleri, ITS, kloroplast rps16 bölgesi, in-situ ve ex situ koruma iv ABSTRACT In this study, genetic diversity of sweet gum (Liquidambar orientalis Miller) populations was investigated by means of RAPD, nuclear ribosomal DNA (ITS) and chloroplast (rps16) markers. For this purpose, 18 populations were selected to cover all distribution area of sweet gum. Leaf samples were collected from 25 trees from each population. DNA’s isolated from leaves were used to screen populations with RAPD markers so that genetic diversity parameters to be determined. Moreover, ITS and chloroplast rps16 region’s sequence analysis was used to construct minimum spanning and neighbour joining trees. Ten RAPD primers generated 75 polymorphic loci. Percentage of polymorphic loci was 45 %; number of effective alleles was 1.30±.04; mean heterozygosity value was 0.17±.02. These values are generally low when compared to other broad-leaves. Fifty four percent of genetic diversity was contained among populations meaning that 46% contained within populations. Gene flow value was estimated as 0.42 which was below the critical (0,5) value. All these parameters state that genetic diversity of the sweet gum populations is low and populations are differentiated considerably with each other. Results obtained by RAPD markers, ITS and chloroplast rps16 sequence data were employed to propose conservation strategies for sweet gum. Köyceğiz-Köyceğiz and Marmaris-Değirmenyanı populations were recommended for in situ conservation. Eight populations were determined for ex situ conservation (Acıpayam -Bozdağ, Marmaris-Değirmenyanı, Muğla-Yılanlı, Marmaris-Günnücek, Muğla-Kıyra, Köyceğiz-Köyceğiz, Fethiye-Günlükbaşı, Muğla-Yatağan) due to their high genetic diversity values and differentiation in minimum spanning tree. Key Words: Liquidambar orientalis, sweet gum, genetic diversity, RAPD markers, ITS, chloroplast rps16 region, in-situ and ex situ conservation. v ŞEKİLLER ve ÇİZELGELER DİZİNİ Şekiller Şekil 1. Bu çalışma için örneklenen sığla populasyonları................................ Şekil 2. Çekirdek ribozomal DNA ITS bölgesi ............................................... Şekil 3. Nei’nin genetik mesafe değerleriyle oluşturulan dendrogram............ Şekil 4. Bozdağ ve Pamucak populasyonlarında CpDNA rps16 bölgesi bantları.............................................................................................................. Şekil 5. CpDNA rps16 bölgesi verileriyle oluşturulan minimum farklılaşma ağacı................................................................................................................. Şekil 6. Çekirdek ribozomal DNA ITS bölgesi verileriyle oluşturulan yakın bağlantı ağacı.................................................................................................... Çizelgeler Çizelge 1. Çalışılan sığla populasyonlarının tanıtımı....................................... Çizelge 2. Sığla için kullanılan RAPD primerleri............................................ Çizelge 3. RAPD primerleri için kullanılan PCR tepkime karışımı................ Çizelge 4. RAPD primerleri için kullanılan PCR döngüsü.............................. Çizelge 5. CpDNA rps16 bölgesi için kullanılan primerler............................. Çizelge 6. CpDNA rps16 bölgesi için kullanılan PCR tepkime karışımı........ Çizelge 7. CpDNA rps16 bölgesi için kullanılan PCR döngüsü..................... Çizelge 8. ITS bölgesi için kullanılan primerler ............................................. Çizelge 9. ITS bölgesi için kullanılan PCR tepkime karışımı......................... Çizelge 10. ITS bölgesi için kullanılan PCR döngüsü ................................... Çizelge 11. RAPD primerlerinin ürettiği polimorfik bant sayısı..................... Çizelge 12. Sığla için 10 RAPD primeriyle hesaplanan genetik çeşitlilik değerleri………………................................................................................… Çizelge 13. RAPD belirteçleriyle herbir lokus için hesaplanan gen çeşitliliği ve genetik farklılaşma ve gen akışı değerleri................................... Çizelge 14. RAPD belirteçleriyle hesaplanan gen çeşitliliği, genetik farklılaşma ve gen akışı değerleri..................................................................... Çizelge 15. Nei’nin genetik benzerlik (üst diyagonal) ve genetik mesafe değerleri (alt diyagonal)................................................................................... Çizelge 16. rps16 primerleriyle hesaplanan genetik mesafe değerleri............ vi 8 16 26 28 30 31 7 9 10 10 14 15 15 17 17 17 19 20 23 24 27 29 1. GİRİŞ Ülkemiz ormanları verim güçleri bakımından fakir olmakla birlikte tür sayısı bakımından oldukça zengindir. Ayrıca doğal türlerimizin önemli bir bölümü endemik karakterde türlerdir. Endemik türler, ülkemiz florasına kazandırdıkları önem yanında, ormancılık uygulamalarımız için de ayrı bir sorumluluk getirmektedir. Zira bu türlere ait bilgilerin ortaya çıkarılması, öncelikle Türk ormancısına düşen bir görev olduğu belirtilmektedir (ACAR 1988a, DİRİK 1986). Bu türlerimizden birisi de Anadolu sığlası (Liquidambar orientalis Miller)’dır. Gerek Liquidambar cinsinin yeryüzünde çok sınırlı alanda yayılış göstermesi (SAMARODOVA-BIANKI 1957), gerekse tarih boyunca Anadolu ürünü sığla yağının (levant storax) uluslararası pazarda talep görmesi (ACAR ve ark. 1992), bu ürünü ve sağlandığı ormanların Türkiye ormancılığı açısından önem ve değerini ortaya koymaktadır. Ülkemizde, eskiden amberi sail denilen (ACATAY 1963), bugünse günlük ağacı ya da sığla ağacı olarak bilinen Liquidambar orientalis, Hamamelidaceae familyasının Bucklandioidae alt familyasının, Liquidambar cinsinin ülkemizde yayılış gösteren türüdür (ÖRTEL 1988). Liquidambar; Latince liquidus, Arapça amber sözcüklerinin birleşmesinden meydana gelmiştir ve güzel kokulu sıvı demektir (ÖNAL ve ÖZER 1985). Liquidambar cinsi 5 türe sahiptir (EFE 1987). Bu türlerden L. formosana ve L. edentata Çin’de, L. styraciflua ve L. macrophylla Kuzey Amerika’da yayılış göstermektedir. Bu türlerin hepsi aşağı yukarı aynı enlem derecelerinde olmak üzere Kuzey Yarıküre’de ılıman kuşakta adacıklar halinde, kesintili bir yayılış göstermektedir (GOOD 1974). Günümüzde sadece Anadolu, Amerika ve Çin’de doğal olarak yayılış gösteren Liqudambar cinsine ait taksonlar; Tebeşir, Tersiyer, Pleistosen, Eosen jeolojik devirlerinde Kuzey Amerika ve Avrasya’nın geniş bir kesiminde yayılış göstermekteydi, ancak Buzul çağından sonra bugünkü yayılış sahalarına çekilmişlerdir (EFE 1987; ACAR ve ark. 1992; AKMAN ve ark. 1992; KETENOĞLU ve ark. 2003). Buzullaşmanın daha az hissedildiği Anadolu’da bazı korunaklı ve nemli-sıcak iklim koşullarının hüküm sürdüğü yerlerin bulunması, birçok tersiyer kökenli türü, bu arada Anadolu sığlasını da günümüze kadar getirebilmiştir. Zaten sığla odunlarının iç morfolojik özellikleri, türün Angiospermae taksonlarının görülmeğe başladığı jeolojik dönemlerin sonuna doğru ortaya çıktığını kanıtlamaktadır (EFE 1987). Ülkemiz için relikt-endemik tür oluşu ile bir dünya mirası olan Anadolu sığlası, Anadolu’daki doğal yayılışının kuzey sınırını Çine Çayı boyunca, güney sınırını Eşen Çayının denize yakın kısımlarında, doğu sınırını Silifke ve batı sınırını da Bodrum dolaylarında yapar (ACAR ve ark. 1 1992; DİRİK 1986). Bu genel yayılış alanı içerisinde esas yayılışı Muğla yöresindedir. Anadolu sığlası, Ülkemizde Dalaman ve Köyceğiz deltaları ile denize yakın taban düzlüklerinin genel olarak kuzey rüzgarlarına kapalı, sıcak ve nemli yerlerinde bulunmaktadır. Sözkonusu yörede çok yüksek yaz sıcaklıkları, şiddetli buharlaşma, düşük bulutluluk oranı, çok seyrek don ve kar yağışı karakteristikleri gösteren Akdeniz iklim tipi hüküm sürmektedir (DİRİK 1986). Ayrıca denize dik uzanan akarsular boyunca iç kesimlere kadar sokulmakta ve Denizli’nin Acıpayam ilçesi yakınlarında 1000 metrenin üstüne çıkmaktadır. Bu yöre, iklim özellikleri bakımından esas yayılışını yaptığı Köyceğiz yöresine göre önemli farklılıklar göstermektedir. Bazı Türk araştırmacıları Anadolu sığlasının Rodos ve Kıbrıs’ta bulunması sebebiyle endemik olmadığını söylemektedirler, fakat bu türün eski dönemlerde Rodos ve Kıbrıs’a götürülerek kültüre alındığı bildirilmektedir (HUŞ 1949; AKMAN 1995). Ekolojik isteklerinden dolayı sınırlı bir alanda yayılan sığlanın 1940’lı yıllarda 6312 ha olarak bildirilen toplam alanı (HUŞ 1949), 1980’li yıllarda 1337 ha’a inmiştir (İKTÜEREN ve ACAR 1987). Bu nedenle, Anadolu sığlası IUCN tehlike kategorilerine paralel olarak hazırlanan listede “doğada orta vadeli gelecekte yüksek tehdit altında” kategorisinde gösterilmektedir (EKİM ve ark. 2000). Sığla ormanlarının en büyük tahrip nedeni, toprağın çok verimli olması nedeniyle yapılan açmalar ve sulama kanallarının taban suyunu çekmesidir (ÖNAL ve ÖZER 1985; ACAR ve KIZILEL 1988; KETENOĞLU ve ark. 2003). Ayrıca yakacak odun amacıyla kesilmesi ve hayvan otlatılması da alan daralmasını etkileyen faktörlerdendir. Alan daralmasına paralel olarak, sığla ormanlarından elde edilen sığla yağı üretimi de azalmıştır. 1950 yılında yaklaşık 180 ton olan sığla yağı üretimi, 1980 yılında 18 tona ve 1990 yılında 1 tona düşmüştür. 2006 yılında sadece 127 kg yağ üretimi yapılmıştır. Ülkemiz 80’li yıllara kadar sığla yağı üretimi açısından monopol ağaç olma niteliğinde iken, bugün bu niteliğini yitirmiştir (ATAY 1985). 1918 yılına kadar pazarda sadece Türk Sığla Yağı bulunmasına karşın, 1. Dünya Savaşı nedeniyle sığla yağının pazarlanamamasından dolayı, Liquidambar styraciflua’dan balzam üretimi (sweet-gum, red-gum) başlamıştır (ACAR 1988b; ÇETİNTAŞ 1990). Amerikan storax üretimi, Honduras ve Guatemala’da yapılmaktadır. Pazar payının dolayısıyla üretimin azalmasının bir nedeni de; sığla yağı doğal yapısı korunarak, temiz şekilde üretilip, pazara sunulması gerekirken, güncel yöntemle elde edilen sığla yağının bu nitelikleri taşımamasıdır (GÜL 1986). Anadolu sığlasının kabuklarından elde edilen sığla balzamı (storax) ve bu balzamın uçuculaşan kısmı yani eterik yağı (styrax) çok eski çağlardan beri bilinen bir materyaldir (ACAR 1988b). Batık Fenike gemilerinde içi 2 sığla yağı ile dolu amforaların çıkması, Akdeniz ticaretinde sığla yağının önemli bir yer tuttuğunu göstermektedir. Farmakolojik olarak geniş kullanım alanına sahip olan bu balzam, Avrupa’da ilaç olarak kullanılmaya 17. Yüzyılda başlamıştır (HUŞ 1949). Halk arasında sığla yağı diye bilinen bu balzamın diğer bir kullanım alanı da, kozmetik sektörüdür. Mısır piramitlerindeki mezarlarda sığla yağının kokusu günümüze kadar gelmiştir (ACAR 1988b). Ayrıca iyi bir antiseptik ve parazitlere karşı etkilidir (HUŞ 1949). Ciltte yumuşatıcı, iltihap giderici ve yara iyi edici etkileri bulunmaktadır. Halk tarafından özellikle mide rahatsızlıklarında kullanılmaktadır. Sabun ve kimya sanayinin de hammaddesidir. Buhur denilen, yağı alınmış kapçıklar ise cami ve kiliselerde hoş koku verdiği için kullanılmaktadır. Amerikada yetişen L. styraciflua odunu kereste üretiminde ikinci sırayı almasına karşın, Anadolu sığlası yakacak odunu yanında, sadece saban ve bazı küçük el aletleri yapımında kullanılmaktadır. AKMAN (1995)’e göre, sığla orman yapısının Akdeniz bölgesinde bir eşdeğeri bulunmamaktadır. Liquidambar orientalis formasyonları Türkiye için birinci derecede önemli biyolojik ve ekolojik çevre oluşturmaktadır (ACAR ve ark. 1992; AKMAN 1995; KETENOĞLU ve ark. 2003). Ayrıca Anadolu sığlası 2001 yılında EUFORGEN (European Forest Genetic Resources Program) tarafından değerli yapraklılar (Noble Hardwoods) grubuna alınarak, Avrupa çapında korunacak bir tür olarak kabul edilmiştir (ALAN ve KAYA 2003). Tarım bitkilerinin aksine, orman ağaçları çağlar boyu oluşmuş doğal yapısı değiştirilmemiş, çok zengin genetik çeşitliliğe sahiptir (PERRY 1978; NAMKOONG ve ark. 1980; IŞIK 1988). Tür içindeki genetik varyasyon; evrimsel güçler, türün üreme şekli gibi çok farklı ve karmaşık faktörlerin ve bunların etkileşimlerinin sonucu olarak ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle bilgi üretmeden karmaşık ve dinamik bir kaynağı yönetmek, biyolojik bir kaynaktan optimum bir şekilde ve devamlılık prensipleri içinde yararlanmak olanaksızdır (COSSALTER 1989). Tür içinde, populasyon düzeyinde ve populasyon içinde ne kadar fazla genetik çeşitlilik varsa, türün veya populasyonların değişen çevre şartlarına uyum olasılığı o kadar yüksektir. Anadolu sığlası, yayılış alanlarını hızla kaybetmesi nedeniyle yok olma tehlikesiyle karşı karşıyadır (ÖZKAHRAMAN 1984; ÖNAL ve ÖZER 1985; EFE 1987; ÖRTEL 1988; ACAR ve ark. 1992; GÜNER ve ark. 1993). Türlerin genetik çeşitliliğinin ve yapısının belirlenmesi, gen kaynaklarının etkili korunması açısından önem taşımaktadır (MILLAR ve MARSHALL 1991), çünkü genetik çeşitlilik çalışmaları, gerek ıslah, gerekse korumaya alınacak populasyonların seçiminde yol göstericidir (CONKLE 1980; LEDIG 1998). 3 RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) belirteçleri genetik çeşitlilik belirlemesinde, ıslah ve koruma stratejilerinin oluşturulmasında oldukça sık kullanılan moleküler belirteçlerdir (NEALE ve ark. 1992; RUSSEL ve ark. 1993; KEIL ve GRIFFIN 1994; ROSETTO ve ark. 1995). Kloroplast DNA’sı, izole edilmesinin kolaylığı, genlerin çoğunlukla tek kopya olarak yer alması ve mutasyon hızının yüksek olması nedeniyle bitki filogenetik çalışmalarında sıklıkla kullanılmaktadır (LIANG 1997). Kloroplast DNA’sının farklı bölümleri farklı hızlarla evrimleştiğinden, çeşitli taksanomik gurupların ayrımına olanak tanımaktadır. Genetik çalışmaların eksikliği; gerek ıslah çalışmalarında, gerekse gen kaynaklarını koruma çalışmalarında etkin yöntem ve program belirlemeyi güçleştirmektedir. Anadolu sığlası ülkemizin relikt-endemik ağaç türlerinden biri olmasına rağmen, genetik çeşitliliğine yönelik araştırma bulunmamaktadır. Halbuki gelişmiş ülkelerde uzun yıllardan beri ağaçlandırma, ıslah ve koruma çalışmalarına yön verebilmek amacıyla genetik çeşitlilik çalışmaları yapılmaktadır (ANONİM 1995). Anadolu sığlası için de bu yönde çalışmalar yapılması önerilmektedir (ÖNAL ve ÖZER 1985; DİRİK 1986; ACAR 1988a). Anadolu sığlası, arzu edilen niteliklere sahip kalıtsal varyasyonlar bakımından ümit verici bir potansiyele sahip olması, sınırlı bir alanda yayılış göstermesi, relikt-endemik bir tür olması, alanlarının her geçen gün azalarak yok olma noktasına gelmesi, ekonomik önemi yanında, Ülkemiz için birinci derecede önemli biyolojik ve ekolojik çevre oluşturması nedeniyle, etkili bir koruma stratejisi geliştirmek gerekmektedir. Bu çalışma, Anadolu sığlasının genetik çeşitliliğinin belirlenmesi ve sonuçlarına göre koruma stratejisi geliştirmek amacıyla yapılmıştır. 4 2. LİTERATÜR ÖZETİ Anadolu sığlası ile ilgili olarak ilk yayın BERKEL ve HUŞ (1944) tarafından yapılmıştır. Yağının önemi dolayısıyla daha çok bu konudaki araştırmalarda yoğunlaşılmıştır (HUŞ 1947; HUŞ 1949; TOPÇUOĞLU 1947; TOPÇUOĞLU 1950; TOPÇUOĞLU 1968; TANKER ve SAYRON 1974; HAFIZOĞLU 1982; ÖNAL ve ÖZER 1985; GÜL 1986; ACAR 1988b; DURU ve ark. 2002; İSTEK ve HAFIZOĞLU 2004; İSTEK ve HAFIZOĞLU 2005). Türün morfolojisi, yayılış alanları, sitotaksonomisi, anatomik yapısı, silvikültürü ve doku kültürü konularına yönelik çalışmalar da bulunmaktadır (BERKEL 1955; PAMUKOĞLU 1964; PEŞMEN 1972; KESERCİOĞLU 1973; GOOD 1974; AYKIN 1976; ANONİM 1984; ATAY 1985; DİRİK 1986; EFE 1987; ACAR 1988a; İŞÇİ 1988; ÖRTEL 1988; BOZKURT ve ark. 1989; BOZKURT ve ark. 1990; AKMAN ve ark. 1992; GENÇ ve ark. 1993; GENÇ 1994; GENÇ 1999; ALAN ve KAYA 2003; FAKİR ve DOĞANOĞLU 2003; FAKİR 2005). Ayrıca Anadolu sığlasını tanıtıcı ve yok olmasına dikkat çeken makaleler bulunmaktadır (ANONİM 1984; ÖZKAHRAMAN 1984; ACAR ve KIZILEL 1988; ÇETİNTAŞ 1990; YÜCEL 1991; ACAR ve ark. 1992; EFE ve DİRİK 1992; GÜNER ve ark. 1993; TETİK ve ŞİRİN 2002; KETENOĞLU ve ark. 2003). Fakat ülkemizdeki Anadolu sığlasının populasyon genetiğine yönelik araştırma yoktur. DAVIS (1972)’e göre Türkiye’de Anadolu sığlasının orientalis ve integriloba olarak iki varyetesi bulunmaktadır. Birincisi; Aydın ili Emirdağ ve Çine, Muğla ili Milas, Selimiye, Fethiye ve Göcek dolaylarında, ikincisi ise; Muğla ili Datça, Marmaris, Fethiye ile Kaş ve Kalkan dolaylarında yayılış göstermektedir (ÖNAL ve ÖZER 1985; İKTÜEREN ve ACAR 1987). PEŞMEN (1972), “Flora of Turkey” için yapmış olduğu revizyon çalışmasında var. orientalis yapraklarının bazılarında kama şeklinde bir terminal lop ile 2-4 adet birbirine karşılıklı, 3 köşeli lateral tohum bulunduğunu; var. integriloba yapraklarının ise hepsinin bölünmediğini, geniş yumurta şeklinde, sivri uçlu loblu olduğunu belirtmesine karşın, EFE (1987) arazi çalışmaları sırasında söz konusu iki varyatenin varlığını doğrulayıcı örneklere rastlamadığını bildirmiştir. Anadolu sığlasının ovada yayılış gösteren tiplerine “taban günlüğü”, yüksek rakımda bulunanlara ise “dağ günlüğü” denilmektedir (BERKEL 1955). EFE (1987) ise odun elementlerinin boyut ve sayılarında yükseklik açısından fark bulunmadığını, fakat batıdan doğuya gidildikçe çatallı perforasyon basamak sayılarının arttığını, kuraklık artıkça trahelerde çatalsız perforasyon basamak sayılarının azaldığını belirtmektedir. Geleneksel üretimde çalışan işçiler Anadolu sığlasını yağ verimine göre “veren günlük” 5 ve “sağır günlük” diye ayırmaktadırlar (ACAR 1988b). EFE (1987) çalışmasında yağ vermeyen bireylerin daha derin çatlaklı, küçük pullu ve koyu renkli olduğunu belirtmiştir. HOEY ve PARKS (1991), 41 populasyonda izoenzim varyasyonunu saptadığı çalışmada, Kuzey Amerika ve Anadolu türlerinin kıtalar arası (intercontinental) yakın akraba türlerden olduğu sonucuna varmıştır. Yine HOEY ve PARKS (1994)’ın Doğu Amerika ve Meksika’dan aldığı L. styraciflua örnekleriyle, Çin’den aldığı L. acalycina ve L. formosana ile yaptığı çalışmada; genetik çeşitliliğin herbir tür için benzer olduğunu tespit etmiştir. Ayrıca LI ve BOGLE (1997) ve LI ve ark. (1999), kloroplast DNA çalışmalarında, L. styraciflua ve L. orientalis’in birbirlerine yakın akraba (kardeş tür) olduklarını ortaya koymuştur. SHI ve ark. (1998) tarafından Hamamelidaceae familyasına ait 15 türde ITS belirteçleri kullanılarak yapılan çalışmada, bu ailenin filogenetik yapılanması yeniden oluşturulmuştur. Bu araştırmada Liquidambar cinsine ait iki tür (L. styraciflua, L. formosana) yer almıştır. Elde edilen veriler ışığında Liquidambar cinsinin parafiletik olabileceği sonucuna varılmıştır. SHI ve ark. (2001) tarafından Hamamelidaceae familyasında cpDNA, matK, PY-IGS ve ITS belirteçleri kullanılarak 3 cinse ait 14 türle çalışılmıştır. Araştırmaya Liquidambar cinsinden; acalycina, formosana, styraciflua ve orientalis türlerine ait bireyler dahil edilmiştir. Elde edilen verilere göre; L. styraciflua ve L. orientalis türleri ile L. acalycina ve L. formosana tür çiftleri arasında daha yakın akrabalık olduğu sonucuna varılmıştır. Bu türlerin birbirlerinden oldukça farklılaştığı, bu yüzden de aynı cins altında toplanmaması gerektiği sonucuna da varılmıştır. Bu çalışmada kullanılan populasyonlarla kloroplast DNA kodlanmayan transfer ribonükleik asit (trn) bölgesi kullanılarak yapılan bir başka araştırmada; moleküler çaşitlilik parametreleri belirlenerek minimum farklılaşma ağacı oluşturularak, Marmaris-Günnücek, Fethiye-Günlükbaşı, Muğla-Kıyra, Acıpayam-Alcı, Marmaris-Değirmenyanı ve Muğla-Yılanlı populasyonları ex situ koruma için önerilmiştir (OR 2007). Yine aynı populasyonlarla yapılan diğer bir çalışmada, kloroplast DNA matK bölgesinin dizi analiziyle varyeteler arasındaki genetik farklılaşma belirlenmeye çalışılmıştır (ÖZDİLEK 2007). Bu çalışma sonuçlarına göre, en fazla sayıda polimorfik bölgeye sahip populasyon Fethiye-Günlükbaşı olup, varyeteler arasında belirgin bir ayrışma gözlenmemiş ve tüm sonuçlar gözönüne alınarak; Fethiye-Günlükbaşı, Marmaris-Çetibeli ve Muğla-Kıyra populasyonları korunması gereken populasyonlar olarak önerilmiştir. 6 3. MATERYAL ve YÖNTEM 3.1. Populasyonların Tanıtımı ve Örneklenmesi Sığlanın yayılış alanını kapsayacak 18 populasyon belirlenmiştir (Şekil 1, Çizelge 1). Her bir populasyondan 25’er ağaç olmak üzere toplam 450 ağaçtan, yaprak örnekleri toplanmıştır. Meşcerelerden yaprak örnekleri toplarken, aileler arasında en az 100 m mesafe olmasına, 300 m’den fazla yükselti farkı olmamasına ve ailelerin yaklaşık aynı yaşta olmasına dikkat edilmiştir. Dere içi vejetasyonlarında bu kriterler uygulanamamıştır. Herbir ağaçtan toplanan yapraklar ayrı ayrı torbalanarak, buzluklarla en kısa sürede Müdürlüğümüzün soğuk hava deposuna ulaştırılmıştır. Çizelge 1. Çalışılan sığla populasyonlarının tanıtımı Table 1. Information about studied sweet gum populations No Kod Populasyon No. Code Population 1 BOZD Acıpayam-Bozdağ 2 PAMC Varyete Meşcere Tipi Rakım Variety Stand Type Altitude Meşcere 1100 Dere içi vejetasyon 250 ? (GKO1-199) Bucak-Pamucak ? (GKO1-109) 3 4 5 KOYC GUNN GUNL Köyceğiz- Köyceğiz Marmaris-Günnücek Fethiye-Günlükbaşı integriloba integriloba integriloba Meşcere Meşcere Meşcere 10 5 5 6 DEGM MarmarisDeğirmenyanı integriloba Meşcere 5 7 8 9 10 11 12 13 UMUR YILN KIZY SERK KIYR GUNC KOTB Aydın-Umurlu Muğla-Yılanlı Muğla-Kızılyaka Antalya-Serik Muğla-Kıyra Marmaris-Günnücek Köyceğiz- Köyceğiz orientalis orientalis integriloba ? integriloba integriloba integriloba Dere içi vejetasyon Dere içi vejetasyon 250 250 50 30 50 5 10 ? Dağınık meşcere Meşcere Klonal tohum bahçesi Meşcere 1100 (TM3-321) integriloba Dere içi vejetasyon 30 Marmaris-Hisarönü Burdur-Söğütdağ integriloba Dere içi vejetasyon 30 ??? Meşcere 500 orientalis Dere içi vejetasyon 250 (TB2-137) 14 15 16 17 ALCI CETB HISR SOGT Acıpayam-Alcı Marmaris-Çetibeli (Tabiatı Koruma Alanı) 18 YATN Meşcere Dere içi vejetasyon Muğla-Yatağan 1 : (GKO) Gen Koruma Ormanı, 2: (TB) Tohum Bahçesi, (ANONİM 2001) 7 3 : (TM) Tohum Meşceresi Şekil 1. Bu çalışma için örneklenen sığla populasyonları (Populasyon numaraları Çizelge 1’de verilmiştir.) Figure 1. Sweet gum populations sampled for this study 3.2. RAPD Analizi 3.2.1. DNA İzolasyonu Sığla yapraklarının yüksek yağ içeriği nedeniyle PCR analizlerine uygun saflıkta DNA elde edebilmek için hazır DNA izolasyon kiti kullanılması planlanmıştı. Ancak denenen farklı DNA izolasyon kitlerinden hiçbiri istenilen verimlilikte sonuç vermemiştir. Bu yüzden, çeşitli DNA izolasyon yöntemleri denenmiştir. Bunlar arasında en iyi sonuç DOYLE ve DOYLE’nin (1990) CTAB protokolüyle elde edilmiştir. Sonuç olarak, sığla yapraklarından DNA izolasyonunda bazı değişiklikler yapılarak aşağıdaki protokol kullanılmıştır: 1. Yapraklar sıvı azotla beyazlayıncaya kadar ezilip 0.5 gram tartılarak tüplere konulur. 2. Üzerine önceden ısıtılmış, 15 ml CTAB özütleme tamponu eklenip, karıştırılır. 3. Tüpler su banyosunda (65°C) 1 saat bekletildikten sonra 14000 rpm’de 10 dakika santrifüjlenir. 4. Üst faz yeni tüplere alınır, üzerine 10 ml kloroform:oktanol (24:1) solüsyonu eklenip, karıştırılırdıktan sonra 14000 rpm’de, 15 dakika santrifüjlenir. 5. Üst faz alınarak, daha önceden 10 ml soğuk isopropanol konulmuş tüplere aktarılır. 8 6. 7. 8. 9. 10. 11. Ultra soğuk (-80°C) dolapta 1 saat bekletilir. Yeniden 14000 rpm’de 10 dakika santrifüjlenir. Üst faz dökülür. Pelet 5 ml, 70 % etil alkolle iki kere yıkanır. Tüpler ters çevrilerek kurumaya bırakılır. Pelet 200 ml TE tamponuyla çözülür. Elde edilen DNA -20°C’de saklanır. 3.2.2. DNA Konsantrasyonunun Belirlenmesi Elde edilen tüm DNA örneklerinin konsantrasyonları “UV Visible spektrofotometre”yle (Amersham Gene Quant) ölçülmüştür. Elde edilen DNA konsantrasyonları 60 mg/ml - 1000 mg/ml arasında değişmiştir. Sonuç olarak, PCR uygulamaları için tüm DNA örnekleri 20 ng/ml olacak şekilde seyreltilmiştir. Bu örnekler çalışma süresince +4°C’de saklanmıştır. 3.2.3. RAPD Primerleri Daha önce farklı çalışmalarda kullanılan RAPD-PCR primerleri denenerek en çok polimorfizm veren 10 primer seçilmiştir (Çizelge 2). Kullanılan primerlerin dizileri G+C içeriği % 60-70 olup, sonları birbirlerini tamamlamayacak şekilde sentezlenmiştir. Bu 10 primerle, 18 populasyondan 360 DNA örneği taranmıştır. Çizelge 2. Sığla için kullanılan RAPD primerleri Table 2. RAPD primers used to screen sweet gum populations Primer No Dizi Bilgisi (5'- 3') Primer No. UBC-514 UBC-694 UBC-692 UBC-652 UBC-121 UBC-138 UBC-162 UBC-165 UBC-187 UBC-190 Primer Sequence CGG TTA GAC GGGT TTG GAG G AAA CCA GGC G CCC AAC ACA C GTG ACG CCG C CTG CGG GTC A GGC CGA TGA T GAG TGG TGA C GGA AGG GAG T GGC CGA TGA T 3.2.4. RAPD-PCR Koşulları Daha önce farklı çalışmalarda kullanılan PCR şartları (tepkime karışımı) ve döngüleri kullanılarak farklı kombinasyonlar denenmiştir. PCR tepkime karışımının optimizasyonu için, farklı DNA ve primer konsantrasyonları denenmiştir. Sonuç olarak; sığla için kullanılan tepkime şartları Çizelge 3’de, PCR döngüsü Çizelge 4’de verilmiştir. 9 Çizelge 3. RAPD primerleri için kullanılan PCR tepkime karışımı Table 3. Optimized PCR mixture conditions for RAPD primers PCR tepkime içeriği Kullanılan miktar Son etkin miktar PCR Contents Volume used Final concentration Steril Su dNTP (10 mM) MgCl2 (25mM) Tampon (10x) Primer (100 µM) TaqDNA Polimeraz (5 u/µl) DNA (ng/µl) Toplam Miktar 15.25 µl 4 µl 1.5 µl 2.5 µl 0.25µl 0.3 µl 1.2 25 µl 1.6 mM 1.5 mM 1x 1 µM 1u Çizelge 4. RAPD primerleri için kullanılan PCR döngüsü Table 4. Optimized PCR cycles for RAPD primers Sıcaklık Süre Döngü Sayısı Tanım Temperature Duration No. of cycles 95°C 94°C 36°C 72°C 72°C 1 dk. 1 dk. 2 dk. 2 dk. 15 dk. 1 45 1 Explanation İlk sarmal bozulumu Sarmal bozulumu Birleşme Uzama Son Uzama 3.2.5. Jellerin Yorumlanması Elde edilen PCR ürünleri 2 μl yükleme boyası eklenerek, % 1.7’lik agaroz jelde, 1x TAE tamponuyla, 80 Voltta 3 saat yürütülmüştür. Ayrıca jellerde 2-3 kuyucuğa, elde edilen bantların büyüklüklerini belirlemek amacıyla DNA standardı (GeneRulerTM 100bp DNA Ladder Plus, MBI Fermentas, Litvanya) eklenmiştir. Daha sonra jeller etidyum bromid solüsyonuyla 30 dk boyanmış ve jel görüntüleme sistemiyle dijital ortama aktarılmıştır. PCR amplifikasyonu ürünleri görsel olarak değerlendirilmiştir. Her bir ana ağacın genotipi her bir lokusta bulunan bantlardan çıkartılmıştır. Bir örnekte RAPD bantının gözlenmesi durumunda ”1”, gözlenmemesi durumunda ”0” olarak kodlanmıştır. 3.2.6. Veri Analizi Veri toplama aşaması tamamlandıktan sonra veriler populasyon genetiği analiz programlarında değerlendirilmek üzere elektronik ortama 10 aktarılmıştır. Etkili (Ne) ve gözlenen (Na) allel sayısı, beklenen heterozigotluk (h), Shannon Sabiti (I) ve polimorfik lokus (P) oranları POPGENE (Microsoft Window-based Freeware for Population Genetics Analysis, Version 1.31) kullanılarak hesaplanmıştır (YEH ve ark. 1997). POPULATIONS 1.0 programı (LANGELLA 2000) kullanılarak NEI (1972)’nin genetik mesafe değerleriyle ”yakın bağlantı ağaçları” (Neighborjoining trees) oluşturulmuştur. 3.2.6.1. Allel Frekansları Bant yapılarının belirlenmesinin ardından allel frekanslarının tahmini aşağıdaki formülle yapılmıştır: ( 2 N ii + ^ f(A i ) = x i = m åN j =1 ij ) 2N Bu formüldeki f(Ai) : herhangi bir allelin frekansı, N : populasyondaki birey sayısı, Nii ve Nij : sırasıyla Aii ve Aij genotiplerinin sayısı, m : bir lokusdaki allel sayısını temsil etmektedir (NEI 1987). 3.2.6.2. Allel Sayısı Genetik varyasyonun bir diğer göstergesi de lokus başına düşen allel sayısıdır (A). Allelik zenginlik olarak da anılan bu ölçüt örnek sayısından etkilenmektedir (NEI 1987). Ortalama (na ) = å n ai i r nai : i lokusunun allel sayısı, r : lokus sayısıdır 3.2.6.3. Etkili Allel Sayısı KIMURA ve CROW (1978) tarafından geliştirilen bu ölçüt homozigotluğun tersidir (devriğidir). Ne= 1 ∕ ∑ xi2 ne : etkili allel sayısı xi : i allelinin frekansıdır. 3.2.6.4. Heterozigotluk Bir populasyondaki genetik varyasyonun en yaygın kullanılan ölçütü heterozigotluktur. 11 ^ Bir lokusdaki beklenen heterozigotluğun ( h ) tahmininde aşağıdaki formül kullanılmaktadır: ^ 2 ö æ 2 N çç 1 - å x i ÷÷ ^ è ø h= 2N -1 N : birey sayısı X : allel frekansıdır (NEI 1987). 3.2.6.5. Polimorfik Lokus Oranı En yaygın allelin (xi) frekansı 0.99 veya 0.95’e eşit veya az ise o lokusa polimorfik denmektedir. Bu çalışmada 0.99 kriteri kullanılmıştır. Polimorfik lokus oranı (P) aşağıdaki formülle hesaplanmıştır: P= np np : polimorfik lokus sayısı, r r: lokus sayısıdır (NEI 1987). 3.2.6.6. Shannon Sabiti Shannon sabiti her bir populasyondaki varyasyon düzeyini göstermektedir. Allel frekanslarına dayanılarak aşağıdaki formülle hesaplanmaktadır. Her bir lokus için hesaplanıp, ortalaması alınarak tüm lokuslar için ortalama değeri bulunmaktadır. H0 = pi lnpi H0 : Shannon sabiti pi : Allel frekansıdır (LEWONTIN 1972; YEH ve ark. 1995). 3.2.6.7. Genetik Çeşitliliğin Yapılanması Heterozigotluk, genetik çeşitliliğin 3 kullanılmaktadır (NEI 1987). Bunlar: seviyede tespitinde HI = Bir bireyin alt-populasyondaki gözlenen heterozigotluk değeri, HS = Bir bireyin alt-populasyondaki beklenen heterozigotluk değeri, HT = Bir bireyin tüm populasyonlardaki beklenen heterozigotluk değeridir. HI aşağıdaki formülle hesaplanmaktadır: s H I = ^ åh oj j =1 s ^ s: populasyon sayısı, heterozigotluk. 12 h o j : j populasyonundaki gözlenen HS aşağıdaki formülle hesaplanmaktadır(NEI 1987): s H S = ^ åh j =1 j ^ s h j : j populasyonundaki beklenen heterozigotluk değeridir HT aşağıdaki formülle hesaplanmaktadır (NEI 1987): H T = 1 - å xia2 i xia : i allelinin tüm populasyonlar için ortalama frekansıdır DST alt-populasyonlar arasındaki ortalama çeşitliliğin ölçütü olup altpopulasyonların birbirleriyle karşılaştırmasını da kapsamaktadır. DST ile bir bireyin heterozigotluğu arasındaki ilişki aşağıdaki şekildedir: DST = HT - HS Ayrıca alt-populasyonlar arasındaki genetik farklılaşmanın boyutu GST değeriyle ölçülmektedir: GST = DST / HT GST populasyonlar arası genetik farklılaşmayı gösteren en kapsamlı ölçütlerden biridir. Daima 0 ile +1 arasında değişen pozitif değerler alır. GST değeri 0.05 ve daha azsa populasyon içi genetik farklılaşma ihmal edilebilir düzeydedir, ancak 0.25’den büyükse ciddi ölçüde genetik farklılaşmadan söz edilebilir. Ayrıca, bu parametreler kullanılarak populasyonlar arasındaki gen akışı (Nm) hesaplanabilmektedir. Gen akışı, bir populasyon içinde veya tozlaşma yapan populasyonlar arasında (polen saçılması veya tohum göçüyle) genlerin yayılmasıdır. Her jenerasyonda 1 bireyin göçü genetik sürüklenmeden kaynaklanan genetik varyasyon azalmasını önleyecektir. Bu değer populasyon büyüklüğünden bağımsızdır. Eğer Nm değeri 1’den küçükse, populasyonlar arasında genetik kayma yüzünden farklılaşma gözlenir, bu değer 0.5 veya daha düşük olduğundaysa kritik bir değeri ifade eder (WRIGHT 1969). 3.2.6.8. Populasyonlar Arası Genetik Mesafe Genetik mesafe populasyon (ya da tür) çiftleri arasındaki gen farklılıklarının büyüklüğüdür. Bu değerler genellikle geometrik uzaklıklarla eştir, yani mesafe değerinin “0” olması farklılık olmadığına işarettir. Benzerlik (I) ve mesafe (D) değerleri birbirine komplementerdir ( I+D = 1 ). 13 En sık kullanılan genetik mesafe değeri Nei’nin Genetik Mesafesidir (NEI 1972). I= (J J xy m m xJy ) J 1/ 2 xy = å xi i y i J x = å xi 2 i m J y =åy i 2 i I : x ve y populasyonlarının genetik benzerliğidir. xi ve y i , i allelinin x ve y populasyonlarındaki frekanslarıdır. Çalışılan tüm lokuslar için J xy , J x ve J y toplanıp lokus sayısına bölünerek tüm alleller için ortalaması alınmaktadır. Elde edilen ortalama değerler ( J xy' , J x' ve J y' ) genetik mesafe ( D ' ) ve benzerliğin tahmininde kullanılmaktadır. I = ' (J J ' xy ' x J ' D ' = - ln I ' ) 1/ 2 y 3.3. Kloroplast rps16 İntron Bölgesi Protein sentezini katalize eden ribozomlar 40S ve 80S olmak üzere iki üniteden oluşur. rps16 geni, 40S ünitesinin bileşenlerinden olan S16 isimli ribozomal proteini kodlamaktadır (NEUHAUS ve ark. 1989). Bu gen bir çok bitkide grup II intronlarla bölünmüştür (DOWNIE VE PALMER 1992). Dizi verisi bulunan türlerde bu intronun uzunluğu 707 ile 951 bazçifti arasında değişmektedir. Kloroplast (Cp) DNA rps16 intron bölgesinin bitki sistematiğinde kullanılabilirliği filogenetik çalışmalarla gösterilmiştir (LIDEN ve ark. 1997; OXELMAN ve ark. 1997; DOWNIE VE KATZ-DOWNIE 1999; MORTON ve ark., 2003). 3.3.1. Kloroplast rps16 Primerleri Bu çalışmada, daha önce Caryophyllaceae türlerinde yapılan çalışmalardan seçilen iki primer kullanılmıştır (OXELMAN ve ark. 1997). Çizelge 5. Cp DNA rps16 bölgesi için kullanılan primerler Table 5. Primers used for chloroplast rps16 region Primer Primer baz dizisi (5’-3’) Primer Primer sequence rpsF1 GTGGTAGAAAGCAACGTGCGACTT rpsR2 TCGGGATCGAACATCAATTGCAAC 14 3.3.2. Kloroplast Genomu rps16 Bölgesi PCR Koşulları PCR tepkime karışımının optimizasyonu için, daha önce farklı çalışmalarda kullanılan PCR şartları (tepkime karışımı) ve döngüleri kullanılarak farklı kombinasyonlar denenmiştir. Sonuç olarak kloroplast rps16 bölgesi için kullanılan tepkime şartları Çizelge 6’da, PCR döngüsü Çizelge 7’de verilmiştir. Çizelge 6. CpDNA rps16 bölgesi için kullanılan PCR tepkime karışımı Table 6. Optimized PCR mixture conditions for chloroplast rps16 region PCR tepkime içeriği Kullanılan miktar Son etkin miktar PCR Contents Volume used Final concentration Steril Su dNTP (10 mM) MgCl2 (25mM) Tampon (10x) Primer (100 µM) TaqDNA Polimeraz (5 u/µl) DNA (3 ng/µl) Toplam Miktar 36 µl 0.5 µl 5 µl 5 µl 2 µl 0.5 µl 4 55 µl 0.1mM 2 mM 1x 3.6 µM 2.5 u 12 ng Çizelge 7. CpDNA rps16 bölgesi için kullanılan PCR döngüsü Table 7. Optimized PCR cycles for chloroplast rps16 region Sıcaklık Süre Döngü Sayısı Tanım Temperature Duration No. of cycles 94°C 94°C 56°C 72°C 72°C 5 dk. 30 sn. 30 sn. 45 sn. 5 dk. 1 30 1 Explanation İlk sarmal bozulumu Sarmal bozulumu Birleşme Uzama Son Uzama 3.3.3. Jellerin Yorumlanması Elde edilen PCR ürünleri 2 μl yükleme boyası eklenerek, % 1.7’lik agaroz jelde, 1xTAE tamponuyla, 90-100 Voltta 1 saat yürütülmüştür. Ayrıca jellerde 2-3 kuyucuğa, elde edilen bantların büyüklüklerini belirlemek amacıyla DNA standardı (GeneRulerTM 100bp DNA Ladder Plus, MBI Fermentas, Litvanya) eklenmiştir. Daha sonra jeller etidyum bromid solüsyonuyla 30 dk boyanmış ve jel görüntüleme sistemiyle dijital ortama aktarılmıştır. Elde edilen bantlar kesilerek jelden çıkartılmış ve dizi analizine gönderilmiştir. 15 3.3.4. Veri Analizi Elde edilen bantların dizi analizleri Refgen Biyoteknoloji firmasına yaptırılmıştır. Bu dizilerin, hizalama (alignment) ve düzeltme (proofreading) işlemleri elle yapılmıştır. DNA dizileri MEGA-Molecular Evolutionary Genetics Analysis 3.1 Software (KUMAR ve ark. 2004) program formatına uygun şekilde hazırlanmış ve bu programla analiz edilmiştir. Çalışılan populasyonlar için populasyon içi genotipler arası genetik mesafe değerleri MEGA-Molecular Evolutionary Genetics Analysis 3.1 Software (KUMAR ve ark. 2004) programı kullanılarak tahmin edilmiştir. İki dizi bilgisi arasındaki evrimsel mesafenin tahmininde nükleotid değişikliklerinin sayısı kullanılmaktadır. Evrimsel mesafe değerleri, moleküler evrim çalışmalarında ve filogenetik yapılandırmalarda sıklıkla kullanılmaktadır. Bu mesafelerin tahmininde pekçok yöntem kullanılmaktadır. Çalışmamızda “p-distance” modeli seçilmiştir (NEI ve KUMAR 2000). Bu mesafe, karşılaştırılan iki dizi bilgisi arasındaki farklı nükleotidlerin oranıdır. Nükleotid farklılıklarının, karşılaştırılan toplam nükleotid sayısına bölünmesiyle elde edilir. Minimum farklılaşma ağacı (Minimum Spanning Tree), Arlequin Software Version 2000 (SCHNEIDER ve ark. 2000) kullanılarak oluşturulmuştur. Bu ağacın oluşturulmasında, ”p-distance”lardan oluşturulan tüm haplotip çiftleri kullanılan matrixten yararlanılmaktadır. 3.4. Çekirdek Ribozomal DNA ITS Bölgesi Ribozomal DNA (rDNA), ribozomun RNA parçasını kodlar. rDNA ökaryotlarda çekirdekte yeralan kopyaları peş peşe dizili çoklu bir gen ailesidir (Şekil 2). Tekrarlanan her bir bölge 18S, 5.8S ve 28S rRNA genlerini içermektedir. Bu genler ITS1 ve ITS2 (Internal Transcribed Spacer), ETS (External Transcribed Spacer) ve IGS (Intergenic Spacer) isimli bölgelerle birbirinden ayrılmıştır. Yüksek frekanslı mutasyonlar gösteren ITS bölgesi cinsler içindeki türler arasında ya da populasyonlar arasında farklılıklar göstermektedir (WHITE ve ark. 1990; MUIR ve SCHLOTTERER 1999). Şekil 2. Çekirdek ribozomal DNA ITS bölgesi Figure 2. Nuclear ribosomal DNA ITS region 16 3.4.1. ITS Primerleri Bu çalışmada, daha önce NICKRENT ve ark. (1994) tarafından kullanılan primerler seçilmiştir. Çizelge 8. ITS Bölgesi için kullanılan primerler Table 8. Primers used for amplification of ITS region Primer Primer baz dizisi (5’-3’) Primer Primer sequence 18s 1830 F AACAAGGTTTCCGTAGGTGA 26s 25 R TATGCTTAAAYTCAGCGGGT 3.4.2. ITS Bölgesi PCR Koşulları Daha önce farklı çalışmalarda kullanılan tepkime karışımı ve döngüleri kullanılarak farklı kombinasyonlar denenmiştir. Sonuç olarak kullanılan tepkime şartları Çizelge 9’da, PCR döngüsü Çizelge 10’da verilmiştir. Çizelge 9. ITS bölgesi için kullanılan PCR tepkime karışımı Table 9. Optimized PCR mixture conditions for ITS region PCR Tepkime İçeriği Kullanılan Miktar Son etkin miktar PCR contents Volume used Steril Su dNTP (10 mM) MgCl2 (25mM) Tampon (10x) Primer (100 µM) TaqDNA Polimeraz (5 u/µl) DNA (3 ng/µl) Toplam Miktar Final concentration 25.4 µl 6.6 µl 4.4 µl 5.5 µl 4.4 µl 0.2 µl 4.4 55 µl 0.1mM 2 mM 1x 1.25 µM 1.25 u 13.2 ng Çizelge 10. ITS bölgesi için kullanılan PCR döngüsü Table 10. Optimized PCR cycles for ITS region Sıcaklık Süre Döngü Sayısı Tanım Temperature Duration No. of cycles 95°C 94°C 55°C 72°C 72°C 5 dk. 30 sn. 30 sn. 50 sn. 5 dk. 1 30 1 17 Explanation İlk sarmal bozulumu Sarmal bozulumu Birleşme Uzama Son Uzama 3.4.3. Jellerin Yorumlanması Elde edilen PCR ürünleri 2 μl yükleme boyası eklenerek, % 1.7’lik agaroz jelde, 1xTAE tamponuyla, 90-100 Voltta 1 saat yürütülmüştür. Ayrıca jellerde 2-3 kuyucuğa, elde edilen bantların büyüklüklerini belirlemek amacıyla DNA standardı (GeneRulerTM 100bp DNA Ladder Plus, MBI Fermentas, Litvanya) eklenmiştir. Daha sonra jeller etidyum bromid solüsyonuyla 30 dk boyanmış ve jel görüntüleme sistemiyle dijital ortama aktarılmıştır. Elde edilen bantlar jelden kesilerek çıkartılmış ve dizi analizine gönderilmiştir. 3.4.4. Veri Analizi Dizi analizleri Refgen Biyoteknoloji firmasına yaptırılmıştır. Elde edilen dizilerin, hizalama (alignment) ve düzeltme (proofreading) işlemleri elle yapılmıştır. DNA dizileri MEGA-Molecular Evolutionary Genetics Analysis 3.1 Software (KUMAR ve ark. 2004) program formatına uygun şekilde hazırlanmış ve bu programla analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlarla Yakın Bağlantı Ağacı (Neighbor Joining Tree) çizilmiştir. 18 4. BULGULAR ve TARTIŞMA 4.1. Populasyonların Genetik Yapısı Çalışılan 10 primerde 119 polimorfik RAPD bantı gözlenmiştir. Ancak bazı bantlar her populasyonda gözlenmediği ve frekansları çok düşük (<10 %) olduğu için değerlendirme dışı bırakılmıştır. Beş lokus tüm populasyonlarda monomorfiktir; diğer lokuslar 18 populasyonun en az birinde polimorfiktir. Sonuç olarak, analizler 75 polimorfik bantla gerçekleştirilmiştir. Belirli bir populasyona özgü(n) bir allele rastlanmamıştır. Primerler tarafından üretilen polimorfik bant sayısı Çizelge 11’de gösterilmiştir. Görülen bant sayısı 3 (UBC–652) ile 10 (UBC–514 ve UBC–138) arasında değişmiştir (Çizelge 11). Çizelge 11. RAPD primerlerinin ürettiği polimorfik bant sayısı Table 11. RAPD primers’ polymorphic band numbers Primer Primer Polimorfik Bant Sayısı Number of polymorphic bands UBC-514 UBC-694 UBC-692 UBC-652 UBC-121 UBC-138 UBC-162 UBC-165 UBC-187 UBC-190 10 5 6 3 7 10 8 9 8 9 Toplam 75 4.2. Genetik Çeşitlilik Populasyonların genetik çeşitliliğini belirlemede; gözlenen allel sayısı, etkili allel sayısı, beklenen ve gözlenen heterozigotluk, Shannon sabiti ve polimorfik lokus oranı kullanılmıştır (Çizelge 12). 4.2.1. Allelik Zenginlik Genetik çeşitliliğin bileşenlerinden biri olan ortalama allel sayısı (Na), bütün populasyonlar ve lokuslar için 1.45±0.05, etkili allel sayısı (Ne) ise 1.30±0.04 arasında görülmüştür (Çizelge 12). Buna göre, en yüksek allel sayıları Aydın-Umurlu (1.60±0.05), MuğlaKızılyaka (1.60±0.05) ve Köyceğiz-Köyceğiz (1.57±0.05) populasyonlarında 19 Çizelge 12. Sığla için 10 RAPD primeriyle hesaplanan genetik çeşitlilik değerleri Table 12. Genetic diversity parameters estimated for seet gum populations by RAPD markers Populasyon Population Acıpayam-Bozdağ (BOZD) Bucak-Pamucak (PAMC) Köyceğiz- Köyceğiz (KOYC) Marmaris-Günnücek (GUNN) Fethiye-Günlükbaşı (GUNL) Marmaris-Değirmenyanı (DEGM) Aydın-Umurlu (UMUR) Muğla-Yılanlı (YILN) Muğla-Kızılyaka (KIZY) Antalya-Serik (SERK) Muğla-Kıyra (KIYR) Marmaris-Günnücek (GUNC) Köyceğiz- Köyceğiz (KOTB) Acıpayam-Alcı (ALCI) Marmaris-Çetibeli (CETB) Marmaris-Hisarönü (HISR) Burdur-Söğütdağ (SOGT) Muğla-Yatağan (YATN) ORTALAMA Na Ne h I P(%) 1.43±.05 1.28±.04 0.16±.02 0.22±.03 43 1.44±.05 1.28±.04 0.16±.02 0.23±.03 44 1.57±.05 1.39±.04 0.22±.02 0.3±.03 52 1.40±.05 1.25±.04 0.14±.02 0.20±.03 40 1.44±.05 1.30±.04 0.17±.02 0.23±.03 44 1.45±.05 1.34±.04 0.19±.02 0.25±.03 45 1.60±.04 1.36±.04 0.21±.02 0.29±.03 60 1.51±.05 1.31±.04 0.18±.02 0.25±.03 47 1.60±.05 1.39±.04 0.22±.02 0.30±.03 55 1.43±.05 1.31±.04 0.17±.02 0.23±.03 43 1.48±.05 1.32±.04 0.18±.02 0.25±.03 48 1.49±.05 1.33±.04 0.19±.02 0.26±.03 49 1.44±.05 1.28±.04 0.16±.02 0.22±.03 44 1.24±.05 1.16±.03 0.09±.02 0.12±.02 24 1.53±.05 1.36±.04 0.20±.02 0.28±.03 53 1.35±.05 1.22±.03 0.13±.02 0.18±.02 32 1.37±.05 1.26±.04 0.14±.02 0.19±.03 37 1.48±.05 1.29±.03 0.17±.02 0.24±.03 48 1.45±.05 1.30±.04 0.17±.02 0.24±.03 45 20 gözlenmiştir. En düşük allel sayısı ise 1.24±0.05 değeriyle Acıpayam-Alcı populasyonunda gözlenmiştir. En yüksek etkili allel sayısı 1.39±0.04 değeriyle Köyceğiz-Köyceğiz ve Muğla-Kızılyaka populasyonlarında, en düşük etkili allel sayısı ise 1.16±0.03 değeriyle Acıpayam-Alcı populasyonunda gözlenmiştir. Sığla için hesaplanan ortalama allel sayısı ve etkili allel sayısı değerleri, diğer yapraklı türlere göre düşüktür. HUANG ve ark. (1998) Amerikan kestanesinde RAPD belirteçleri kullanarak yaptıkları çalışmada allel sayısını 1.8, etkili allel sayısını 1.57 olarak belirlemişlerdir. 4.2.2. Heterozigotluk Genetik çeşitliliğin önemli bileşenlerinden biri olan heterozigotluk değeri 0.09±0.05 (Acıpayam-Alcı) ile 0.22±0.02 (Köyceğiz-Köyceğiz ve Muğla-Kızılyaka) değerleri arasındadır (Çizelge 12). Sığla için hesaplanan heterozigotluk değeri, diğer yapraklı türlere göre daha düşük bulunmuştur. HUANG ve ark. (1998) Amerikan kestanesinin genetik çeşitliliğini RAPD belirteçleri kullanarak belirledikleri çalışmada, beklenen heterozigotluğu 0.36 olarak tahmin etmişlerdir. Benzer şekilde, YEH ve ark. (1995) titrek kavakta aynı değeri 0.65 olarak tahmin etmişlerdir. Anadolu Pleistosen döneminde pek çok ibreli tür için bir sığınak olduğundan, ibreliler yüksek genetik çeşitlilik göstermektedir (LEDIG 1998). Yapraklı ağaç türleri son buzul döneminden sonra Anadolu üzerinden batıya doğru göç etmesi nedeniyle, oldukça farklı bir seyir izlemişlerdir (BRICE 1978). Bu nedenle de çeşitlilik kaybına uğradıkları belirtilmektedir (LEDIG 1998). Ayrıca sığla populasyonları birbirinden kopuk, yani parçalanmış ve dar alanda yayılış göstermektedir. Bir kaç generasyon boyunca küçük kalan populasyonlarda genetik kayma, fiksasyona neden olabilmektedir (LEDIG 1998). Bu durumda, bazı alleller kaybolurken, diğer alleller hakim olur. 4.2.3. Polimorfik Lokus Oranı Çalışılan 18 sığla populasyonunda polimorfik lokus oranları % 24–60 arasında değişmektedir (Çizelge 12). En yüksek oran % 60’la Aydın-Umurlu populasyonunda, en düşük oransa % 24’le Acıpayam-Alcı populasyonunda gözlenmiştir. Bu çalışmada hesaplanan oranlar diğer yapraklı ağaç türlerine göre oldukça düşüktür. HUANG ve ark. (1998) Amerikan kestanesinde RAPD belirteçleri kullanarak yaptıkları çalışmada polimorfik lokus oranını % 79,2 olarak tespit etmişlerdir. YEH ve ark. (1995), titrek kavakta polimorfik lokus oranını % 90 olarak tespit etmişlerdir. 21 4.2.4. Shannon Sabiti Shannon sabiti, çalışılan sığla populasyonları için 0.12 (AcıpayamAlcı) ile 0.30 (Aydın-Umurlu ve Köyceğiz- Köyceğiz) arasında değerler almıştır (Çizelge 12). Sığla için hesaplanan bu değerler de diğer yapraklı türlere oranla düşüktür. YEH ve ark. (1995), titrek kavakta yaptıkları RAPD çalışmasında Shannon sabitini ortalama 0.65 olarak tahmin etmişlerdir. GILLIES ve ark. (1999), mahonyada Shannon sabitini 0.27-0.41 arasında gözlemişlerdir. 4.2.5. Genetik Çeşitliliğin Yapılanması RAPD belirteçleriyle heterozigotluk değerleri her bir lokus için olduğu gibi ortalama olarak da hesaplanarak, genetik çeşitliliğin yapılanması belirlenmiştir (Çizelge 13, 14). Bu sonuçlara göre, populasyon içi genetik çeşitlilik % 16 olarak hesaplanmıştır. Toplam genetik çeşitlilik yani HT değeri % 35 olarak tahmin edilmiştir. Populasyonlar arası genetik farklılaşmayı gösteren GST değeri 0.54’dür. GST değeri 0-1 arasında değerler almakta olup, bu değerin 0.25’den büyük olması populasyonlar arasında çok büyük oranda farklılaşma olduğuna işarettir. Anadolu sığla populasyonları için hesaplanan GST değeri de bu değerin oldukça üstündedir. Bu değer diğer yapraklı türlerle karşılaştırıldığında oldukça farklıdır. Pek çok türde RAPD belirteçleriyle yapılan çalışmalar sonucunda genetik farklılaşmanın büyük kısmının populasyon içinde olduğu görülmüştür. KANASHIRO ve ark. (1997) ’nın Bertholletia excelsa (Brezilya fındığı) türünde yaptıkları çalışmada, genetik farklılaşmanın % 68,7’sinin populasyon içinde, % 31,3’ününse populasyonlar arasında olduğu bulunmuştur. Benzer sonuçlar, Eucalyptus globulus (NESBITT ve ark. 1995), Camelia sinensis (WACHIRA ve ark. 1995) ve Grevillia scapigero (ROSETTO ve ark. 1995) türlerinde de gözlenmiştir. Ancak YEH ve ark. (1995), titrek kavakta genetik çeşitliliğin % 97.4’ünü populasyon içinde tesbit etmişlerdir. 22 Çizelge 13. RAPD belirteçleriyle herbir lokus için hesaplanan gen çeşitliliği, genetik farklılaşma ve gen akışı değerleri Table 13. Gene diversity, population differentiation and gene flow estimates for each loci Lokus Loci P514-1 P514-2 P514-3 P514-4 P514-5 P514-6 P514-7 P514-8 P514-9 P514-10 ORT. P694-1 P694-2 P694-3 P694-4 P694-5 ORT. P692-1 P692-2 P692-3 P692-4 P692-5 P692-6 ORT. P162-1 P162-2 P162-3 P162-4 P162-5 P162-6 P162-7 P162-8 Ht Hs Gst Nm 0.49 0.50 0.20 0.21 0.44 0.47 0.23 0.21 0.22 0.42 0.34 0.13 0.40 0.32 0.32 0.49 0.33 0.50 0.24 0.44 0.30 0.32 0.48 0.38 0.46 0.50 0.36 0.40 0.39 0.45 0.49 0.39 0.17 0.13 0.15 0.05 0.16 0.19 0.15 0.18 0.16 0.32 0.17 0.07 0.11 0.24 0.18 0.16 0.15 0.18 0.14 0.26 0.21 0.23 0.40 0.24 0.14 0.10 0.14 0.11 0.15 0.06 0.27 0.17 0.65 0.74 0.27 0.74 0.64 0.61 0.37 0.18 0.26 0.23 0.47 0.43 0.72 0.24 0.43 0.68 0.50 0.65 0.42 0.41 0.30 0.30 0.18 0.38 0.69 0.80 0.60 0.72 0.63 0.86 0.44 0.57 0.27 0.17 1.38 0.18 0.29 0.32 0.87 2.25 1.44 1.65 0.78 0.66 0.19 1.56 0.67 0.24 0.66 0.27 0.70 0.72 1.18 1.18 2.34 1.07 0.22 0.12 0.34 0.20 0.30 0.08 0.64 0.38 Lokus Loci P121-1 P121-2 P121-3 P121-4 P121-5 P121-6 P121-7 ORT. P165-1 P165-2 P165-3 P165-4 P165-5 P165-6 P165-7 P165-8 P165-9 ORT. P187-1 P187-2 P187-3 P187-4 P187-5 P187-6 P187-7 P187-8 ORT. P652-1 P652-2 P652-3 ORT. P190-1 23 Ht Hs Gst Nm 0.26 0.30 0.43 0.01 0.28 0.16 0.37 0.26 0.39 0.40 0.43 0.29 0.33 0.10 0.46 0.46 0.46 0.36 0.24 0.44 0.24 0.46 0.32 0.05 0.34 0.46 0.26 0.32 0.29 0.44 0.35 0.42 0.02 0.05 0.03 0.01 0.03 0.02 0.04 0.03 0.02 0.05 0.02 0.07 0.02 0.00 0.32 0.16 0.07 0.08 0.03 0.11 0.03 0.27 0.16 0.04 0.24 0.24 0.14 0.16 0.07 0.11 0.11 0.24 0.93 0.84 0.92 0.05 0.88 0.85 0.90 0.77 0.94 0.87 0.95 0.75 0.95 1.00 0.30 0.65 0.85 0.81 0.88 0.75 0.88 0.40 0.50 0.32 0.29 0.48 0.56 0.50 0.75 0.75 0.67 0.43 0.04 0.10 0.04 10.23 0.07 0.09 0.05 1.51 0.03 0.08 0.03 0.17 0.03 0.00 1.15 0.26 0.09 0.20 0.07 0.16 0.07 0.74 0.50 1.06 1.22 0.53 0.42 0.50 0.17 0.16 0.28 0.68 Lokus Loci ORT. P138-1 P138-2 P138-3 P138-4 P138-5 P138-6 P138-7 P138-8 P138-9 P138-10 ORT. Ht Hs Gst Nm 0.44 0.48 0.32 0.38 0.48 0.18 0.42 0.46 0.32 0.47 0.13 0.37 0.19 0.33 0.23 0.24 0.30 0.11 0.20 0.26 0.21 0.34 0.12 0.22 0.77 0.32 0.28 0.38 0.38 0.36 0.52 0.45 0.34 0.27 0.14 0.34 0.29 1.07 1.31 0.83 0.82 0.89 0.46 0.62 0.98 1.33 3.02 1.26 Lokus Loci P190-2 P190-3 P190-4 P190-5 P190-6 P190-7 P190-8 P190-9 ORT. Ht Hs Gst Nm 0.46 0.50 0.49 0.50 0.14 0.25 0.40 0.31 0.37 0.32 0.35 0.36 0.39 0.11 0.19 0.27 0.19 0.27 0.32 0.29 0.27 0.21 0.26 0.25 0.33 0.38 0.29 1.07 1.20 1.34 1.88 1.45 1.52 1.03 0.83 1.26 Bir populasyonu oluşturan alt-populasyonlarda genetik çeşitliliğin miktarı farklı olabilir. Yani mikro habitat farklılıklarının yarattığı seleksiyon basıncı genetik çeşitliliğin dağılımını etkileyebilir. Bu çalışmada hesaplanan HT , HS ve GST değerleri tüm lokuslar için farklıdır (Çizelge 13). Bu durum, tüm populasyondaki lokusların çevresel faktörlerdeki değişimlerden bağımsız olarak etkilendiğini göstermektedir. Lokus başına düşen GST değerinin büyüklüğü, o lokusun populasyonlar arasındaki farklılığa yaptığı etkiyi göstermektedir. Çizelge 13 incelendiğinde, populasyonlar arasındaki farklılaşmaya en büyük etkiyi P165–6 (1.0), P165–3 (0,95), P165–5 (0.95) lokuslarının yaptığı görülmektedir. Çizelge 14. RAPD belirteçleriyle hesaplanan gen çeşitliliği, genetik farklılaşma ve gen akışı değerleri Table 14. Gene diversity, population differentiation and gene flow estimates for studied sweet gum populations by RAPD markers HT HS GST Nm 0.35±0.001 0.16±0.001 0.54 0.42 Bu çalışmada örneklenen populasyonlar için hesaplanan ortalama gen akışı değeri (Nm) 0.42’dir (Çizelge 14). LEDİG (1998), değişik çalışmalara atıfta bulunarak, Nm değerini kızılağaç için 4.8, pırnal meşesi için 5.3, kestane için 3.5, Avrupa kayını için 3.9 olarak bildirmektedir. Sığla için hesaplanan bu değer, kritik değerin de altındadır. Nm değeri 1’den küçükse, populasyonlar arasında genetik kayma yüzünden farklılaşma başlar, bu değer 24 0.5 veya daha düşük olduğunda, kaymanın bir sonucu olarak farklılaşma kritik bir durum alır (WRIGHT 1969). Parçalanmalar sonucunda gen akışının azalması ve dolayısıyla önceleri birbirleriyle ilişkisi olan izole gurupların etkili bir populasyon büyüklüğünü yitirmesi durumunda, orman parçalarının varlığı tehlikeye girer (LEDIG 1998). Populasyonların parçalanması veya birbirinden kopması, gen akışını sınırlayarak akrabalar-arası döllenmeyi teşvik eder. Bitkiler içerisinde uzun ömürlü ağaç türleri bu duruma en az adapte olabilen türlerdir (LEDİG 1998). Akrabalar-arası döllenme yapan gruplar arasında, kendinden-başka bireylerle döllenme yapan populasyonlar arasında olduğundan daha büyük farklılaşma beklenir. Akrabalar-arası döllenmede, özelliklede kendi-kendine döllenmede çekinik alleller hızla seleksiyona uğrayarak, heterozigotlar homozigot duruma gelirler (SORENSON 1969; FRANKLIN 1972). Anadolu sığlası populasyonlarının alan olarak küçük ve birbirinden kopuk olması, çoğu populasyonun dere içi vejetasyon şeklinde kalması nedeniyle, Nm değeri kritik eşiğin altında gözlenmiştir. Heterozigotluğun düşüklüğü, GST değerinin 0.54 olması ve populasyonların birbirinden kopukluğu, akrabalar-arası döllenme olduğu varsayımını güçlendirmektedir. Bu sonuca göre, sığla populasyonlarının genetik kayma yüzünden, birbirlerinden ciddi ölçüde farklılaşması beklenmektedir. 4.2.6. Populasyonlar Arası Genetik Mesafe Çizelge 15’de Nei’nin populasyonlar arasındaki genetik mesafe ve genetik benzerlik değerleri verilmektedir. Populasyonlar arasındaki genetik ilişki NEI (1972) standart genetik mesafeleriyle “Neighbor-joining” metodu yardımıyla oluşturulan dendrogramda da gözlenmektedir (Şekil 3). Dendrogramda her bir ayrım üzerinde bulunan sayı yüzde olarak güvenilirlik değerlerini belirtmektedir. Genetik benzerlik değerlerine bakıldığında, birbirine en yakın populasyonlar Muğla-Yılanlı ve Muğla-Kızılyaka’dır (0.9312) (Çizelge 15, Şekil 3). Yine 0.903 değeri ile Acıpayam-Bozdağ ve Köyceğiz-Köyceğiz yüksek genetik benzerlik değerine sahip populasyonlardır (Çizelge 15, Şekil 3). En yüksek genetik mesafe değeri Muğla-Yılanlı ve Acıpayam-Alcı populasyonları arasındadır. Dendrograma (Şekil 3) bakıldığında, populasyonların üç ana kola ayrıldığı görülmüştür. Fethiye-Günlükbaşı’nın diğer populasyonlardan ayrıldığı gözlenmektedir. Üçüncü kolu ise Marmaris-Değirmenyanı ve Marmaris-Çetibeli populasyonları oluşturmuştur. Diğer 15 populasyonun oluşturduğu ikinci kol kendi içinde iki ana guruba ayrılmıştır. 25 Şekil 3. Nei’nin genetik mesafe değerleriyle oluşturulan dendrogram Figure 3. Dendrogram constructed by Nei’s genetic distance values 26 Çizelge 15. Nei’nin genetik benzerlik (üst diyagonal) ve genetik mesafe değerleri (alt diyagonal) Table 15. Nei’s genetic identity (upper diagonal) and genetic distance measures pop 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 =========================================================================================================================== 1 27 **** 0.7380 0.7838 0.7535 0.7529 0.7488 0.7021 0.7831 0.8136 0.7779 0.7991 0.7988 0.9030 0.6413 0.7118 0.6878 0.7174 **** 0.8054 0.8267 0.8098 0.7439 0.7463 0.7878 0.7745 0.7559 0.8755 0.8213 0.7450 0.7484 0.7841 0.6841 0.7097 0.7985 0.7880 0.8010 0.7995 0.8141 0.8743 0.9214 0.7706 0.7897 0.8308 0.7710 0.6632 0.7785 0.7995 0.7997 0.8074 **** 0.8988 0.8046 0.7768 0.7298 0.7830 0.7791 0.8016 0.8151 0.7492 0.8228 0.8432 0.7766 0.7685 0.7890 0.7592 0.7818 0.8191 0.7322 0.8240 0.7819 0.7923 0.7392 0.8415 0.7389 0.7529 0.7696 **** 0.7775 0.7717 0.7909 0.7064 0.8050 0.7666 0.7499 0.7082 0.9244 0.7117 0.7807 0.7895 **** 0.7348 0.7696 0.7193 0.8012 0.7404 0.6939 0.7761 0.7752 0.6834 0.8643 0.8750 0.8153 0.7516 0.7473 0.6039 0.7802 0.7277 0.7070 0.7557 0.7908 0.7798 0.7861 0.6146 0.7615 0.7724 0.7473 0.8065 2 0.3038 3 0.2436 4 0.2830 0.1903 0.2382 5 0.2838 0.2110 0.2218 6 0.2893 0.2959 0.2238 0.2174 0.2173 7 0.3537 0.2926 0.2056 0.2526 0.2754 0.2517 8 0.2445 0.2385 0.1343 0.3149 0.2462 0.2592 0.3082 9 0.2063 0.2555 0.0819 0.2446 0.1996 0.2346 0.2619 0.0713 **** 0.7553 10 0.2512 0.2798 0.2606 0.2496 0.3117 0.3476 0.3294 0.3179 0.2806 11 0.2242 0.1330 0.2361 0.2211 0.1935 0.2169 0.2217 0.2042 0.2347 0.3347 12 0.2247 0.1968 0.1853 0.2045 0.2460 0.2658 0.3006 0.2855 0.2487 0.1077 0.2564 13 0.1021 0.2943 0.2600 0.2887 0.2328 0.2878 0.3654 0.2912 0.2407 0.2283 0.2308 0.2045 14 0.4442 0.2898 0.4107 0.1951 0.3022 0.3450 0.2534 0.5044 0.4867 0.2380 0.3091 0.2817 0.4034 15 0.3400 0.2432 0.2504 0.1706 0.1726 0.0787 0.2546 0.2483 0.2725 0.3014 0.2178 0.2356 0.2893 0.2465 16 0.3743 0.3796 0.2238 0.2528 0.3025 0.3401 0.3806 0.3178 0.2583 0.1860 0.3875 0.2148 0.2927 0.3023 0.2690 17 0.3321 0.3429 0.2236 0.2633 0.2838 0.2475 0.1458 0.3467 0.2913 0.3412 0.2408 0.3021 0.3427 0.3501 0.2881 0.3940 18 0.3392 0.2250 0.2139 0.2370 0.2619 0.2363 0.1336 0.2802 0.2150 0.2810 0.1618 0.2662 0.3613 0.3108 0.2363 0.3469 0.1252 0.2164 **** 0.1067 **** 0.8047 **** 0.9312 0.7277 **** 0.7156 0.8979 0.7123 0.7959 0.7882 0.7398 0.8302 0.7109 0.7551 0.7939 0.7341 0.8043 0.6788 0.7860 0.8506 **** 0.8151 0.7545 0.7901 0.8067 0.7393 0.7663 **** 0.6680 0.7488 0.7462 0.7099 0.6967 **** 0.7739 **** 0.7815 0.7391 0.7046 0.7328 **** 0.7641 0.7497 0.7896 **** 0.6744 0.7069 **** 0.8823 **** 4.3. Kloroplast rps16 Bölgesi Sığla kloroplast rps16 bölgesinin genetik yapılanması 18 populasyondan 4’er bireyin DNA dizi analizleriyle belirlenmiştir. Şekil 4’de Pamucak ve Bozdağ populasyonlarında bu bölgenin bant yapıları görülmektedir. Elde edilen verilerle populasyon içi genetik mesafe (pdistance) değerleri hesaplanmış, minimum farklılaşma ağacı çizilmiştir (Çizelge 15, Şekil 5). Şekil 4. Bozdağ ve Pamucak Populasyonlarında CpDNA rps16 Bölgesi Bantları (L: DNA Standardı) Figure 4. Bands obtained for Chloroplast rps16 region for Bozdağ and Pamucak Populations (L:DNA Ladder) 4.3.1. Populasyon İçi Genetik Mesafe (p-distance) Aynı populasyona ait bireyler (genotipler) arasındaki dizi farklılıklarını ortaya koyan “p-distance” değerleri çalışılan 18 sığla populasyonunda 0 ile 0.0065 arasında değişmektedir (Çizelge 16). Çalışılan dokuz populasyonda genotipler arası genetik mesafe “0” olarak tesbit edilmiştir. Muğla-Yatağan populasyonu 0.0065 değeriyle, bireyler arasında en fazla farklılığa sahip populasyondur. 28 Çizelge 16. rps16 primerleriyle hesaplanan genetik mesafe değerleri Table 16. Genetic distance values estimated by rps16 primers Populasyon Adı Population Acıpayam-Alcı Marmaris-Çetibeli Marmaris-Değirmenyanı Fethiye-Günlükbaşı Muğla-Kızılkaya Marmaris-Günnücek Marmaris-Günnücek Acıpayam-Bozdağ Marmaris-Hisarönü Muğla-Kıyra Köyceğiz-Köyceğiz Gölhisar-Pamucak Antalya-Serik Burdur-Söğütdağ Köyceğiz-Köyceğiz Aydın-Umurlu Muğla-Yatağan Muğla-Yılanlı Genotipler Arası Genetik Mesafe (±standart hata) p-distance (±standard error) 0.0033 (±0.0019) 0.0008 (±0.0008) 0.0041 (±0.0017) 0.0000 (±0.0000) 0.0035 (±0.0017) 0.0000 (±0.0000) 0.0033 (±0.0015) 0.0000 (±0.0000) 0.0000 (±0.0000) 0.0000 (±0.0000) 0.0025 (±0.0014) 0.0000 (±0.0000) 0.0000 (±0.0000) 0.0008 (±0.0008) 0.0000 (±0.0000) 0.0008 (±0.0008) 0.0065 (±0.0023) 0.0000 (±0.0000) 4.3.2. Minimum Farklılaşma Ağacı Minimum farklılaşma ağacı 18 populasyona ait dizi bilgisi kullanılarak oluşturulmuştur (Şekil 5). Bu ağaç oluşturulurken, çalışılan 18 populasyon dışında ayrıca NCBI’ın (National Center for Biotechnology Information) GenBank web sitesinden (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/index.html) alınan bir L. orientalis örneğine ait dizi bilgisi de karşılaştırma yapmak amacıyla kullanılmıştır. Oluşturulan ağaçta GenBank’tan alınan populasyon, çalışmada kullanılan 18 populasyonla birlikte yer almıştır. Yalnızca Muğla-Yatağan ve Muğla-Kızılyaka populasyonları 1-2 baz farklılığa sahiptir. 29 Şekil 5. CpDNA rps16 bölgesi verileriyle oluşturulan minimum farklılaşma ağacı (Çizgilerin üzerinde bulunan rakamlar, populasyonlar arasındaki baz değişikliklerini; dairelerin içindeki rakamlar populasyon numaralarını göstermektedir.) Figure 5. Minimum Spanning Tree Constructed By Chloroplast rps16 Region Data (Numbers on the lines refer to number of base substitution, numbers in the circles refer to population numbers) 4.4. Çekirdek Ribozomal DNA ITS Bölgesi Elde edilen dizi bilgileriyle yakın bağlantı ağacı oluşturulmuştur (Şekil 6). Oluşturulan ağaçta 2 ana grup gözlenmiştir. Birinci grup, kendi içinde tekrar kollara ayrılmış ve bu kollardan oluşan bir grup % 91 ve % 92 güvenirlilik payıyla 3 populasyonu (Köyceğiz-Köyceğiz, Muğla-Kızılyaka, Marmaris-Günnücek) kapsamıştır. Bu gruba bağlı diğer bir grupta % 82 güvenirlilik payıyla 2 populasyonu (Acıpayam-Alcı, Antalya-Serik) kapsamıştır. Diğer gruplaşmaların güvenirlilik payları daha azdır. İkinci ana kol içinde oluşan bir gruplaşmada da % 100 güvenirlilik payıyla (KöyceğizKöyceğiz (TB), Fethiye-Günlükbaşı) ve Aydın-Umurlu populasyonu görülmüştür. 30 Şekil 6. Çekirdek ribozomal DNA ITS bölgesi verileriyle oluşturulan yakın bağlantı ağacı Figure 6. Neighbor joining tree constructed by nuclear ribozomal DNA ITS region data 31 5. SONUÇ VE ÖNERİLER Bu çalışmada, ülkemizdeki Anadolu sığlası populasyonlarında bulunan genetik çeşitliliğin miktar ve yapılanması araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar değerlendirilerek, Anadolu sığlası için koruma stratejileri önerilmiştir. DİRİK (1994), ormancılıkta kullanabilmenin temel koşullarından biri olan korumanın; bir yandan yasal ve yönetsel önlemlerin alınmasını, diğer yandan da teknik çalışmaların ekolojik ve biyolojik ilkelerle uyumlu olmasını, bu ilkelerin temel dayanaklarından birinin de ormanların genetik yapıları oldduğunu belirtmektedir. Yapılan analizler ve değerlendirmeler sonucunda, sığla populasyonlarının genetik yapılarıyla ilgili önemli bilgiler elde edilmiştir. Populasyonlar 10 RAPD primeriyle taranmış ve 75 lokustan ortalama % 45’inin polimorfik olduğu tespit edilmiştir. Etkili allel sayısı ortalaması 1.30, heterozigotluk 0.17 ve Shannon sabiti 0.24 olarak bulunmuştur. Populasyonların farklılaşmasını gösteren genetik çeşitliliğin yapılanması ve gen akışı değerlerinin istatistik analizi sonuçlarına göre sığlada toplam genetik çeşitliliğin % 54’ü populasyonlar arasında, kalan % 46’sı populasyonlar içerisindedir. Populasyonlar arası gen akışını gösteren Nm değeri ise 0.42 olup, kritik gen akışı değerinin (0.5) altındadır. RAPD analizi sonucu elde edilen bulgulardan Anadolu sığlasında genetik çeşitliliğin yüksek olmadığı ve çeşitliliğin daha çok populasyonlar arasında yapılandığı anlaşılmaktadır. Populasyonlar içerisindeki genetik çeşitliliğin düşük olması, Anadolu sığlasında düşük genetik çeşitliliğin göstergesidir. Uzun dönemde, çeşitliliğin düşük olması populasyon ve taksonların evrim yoluyla çevresel değişimlere cevap verebilme yeteneğini tehdit edecektir (LANDE 1995). Elde edilen düşük gen akışı değeri sığla populasyonlarının genetik kayma yüzünden birbirlerinden ciddi ölçüde farklılaştığına ve türün neslinin tehlike altında olduğuna işarettir. Küresel iklim değişikliğinin gündemde olduğu günümüzde, düşük genetik çeşitliliğe sahip olan Anadolu sığlasının bu değişikliğe uyum göstermede zorlanacağını söyleyebiliriz. Anadolu sığlasında heterozigotluğun düşük olması, populasyonlar arası genetik farklılaşmayı gösteren GST değerinin 0.25’den büyük olması, Nm’nin kritik gen akışı değerinin altında olması, genetik kayma meydana geldiğini yani populasyonlar arasında farklılaşma başladığına işaret etmektedir. Populasyonların birbirinden kopuk olması, dar alanda yayılış göstermesi nedeniyle akrabalar-arası döllenme başlamış, bu da farklılaşmaya neden olmuştur. Örneğin çalıştığımız populasyonların içinde en büyük meşcereyi oluşturan Burdur-Söğütdağı populasyonunun büyüklüğü sadece 8 hektar kadardır. 32 Parçalanmalar sonucunda gen akışının azalması ve dolayısıyla önceleri birbirleriyle ilişkisi olan izole gurupların etkili bir populasyon büyüklüğünü yitirmesi durumunda, orman parçalarının varlığı tehlikeye girmektedir. Bütünlükleri yakın bir zamanda bozularak parçalı hale gelmiş olan türlerin durumu, tehlikede olan türlere örnektir (LEDIG 1998). Bu tür durumlarda, gen alışverişini teşvik eden yönetim teknikleri, akrabalar-arası döllenmenin etkilerini dengelemek için önerilebilir. Bu çalışmada ayrıca, sığlanın çekirdek ribozomal DNA ITS ve kloroplast rps16 bölgelerinin dizi analizlerinden yararlanılmıştır. Rps16 belirteçleriyle oluşturulan minimum farklılaşma ağacı, Muğla-Yatağan ve Muğla-Kıyra populasyonlarının diğerlerinden 1-2 baz çifti farklılaştığını göstermektedir. Tüm analiz sonuçları birlikte değerlendirildiğinde, çalışılan sığla populasyonlarının bilinen varyete ayrımlarını doğrulayacak şekilde belirgin bir gruplaşma ya da farklılaşma oluşturmadığı gözlenmiştir. Çalışılan sığla populasyonlarında gözlenen düşük genetik çeşitlilik ve düşük gen akışı değerleri, bütün populasyonların in-situ korumaya alınması gerekliliğine işaret etmektedir. Acıpayam-Bozdağ ve Gölhisar-Pamucak Gen Koruma Ormanı (ANONİM 2001), Burdur-Söğütdağ Tabiatı Koruma Alanı (ANONİM 2000) olarak yerinde korunmaktadır. Diğer populasyonların da yerinde korunması önerilmektedir. Ancak populasyonların yayılış alanları göz önüne alındığında, çoğunun ülkemizin önemli turizm bölgelerinde bulunduğu ve bu durumda yerinde korumanın problemler yaratabileceği bilinmektedir. Ancak Marmaris-Değirmenyanı ve Köyceğiz-Köyceğiz populasyonları meşçere oluşturduğundan, in situ korunmaya alınması yerinde olacaktır. Muğla-Yatağan populasyonu, baraj yapımı nedeniyle yok olmak üzeredir. Dolayısıyla bazı populasyonların ex-situ korumaya alınması, daha garantili olacaktır. Zaten in-situ koruma ile birlikte, ex-situ koruma önerilmektedir (KAYA 1990; DİRİK 1994; LEDIG 1998). Ex-situ koruma ile kendinden-başka bireylerle döllenme de teşvik edilerek, çeşitliliğin de artması *sağlanacaktır. Anadolu sığlası için ex-situ koruma stratejisi belirlemek amacıyla RAPD, ITS ve kloroplast rps16 bölgesi analizlerinin sonuçları birlikte değerlendirilmiştir. RAPD analizi değerlendirmesi sonucu yüksek genetik çeşitliliğe sahip olan populasyonlar ile, ITS ve rps16 bölgesi dizi verileriyle oluşturulan ağaçlarda en çok farklılık gösteren populasyonlar belirlenmiştir. Her üç analizde de ortak olan 8 populasyonun (AcıpayamBozdağ, Muğla-Yılanlı, Marmaris-Günnücek, Köyceğiz-Köyceğiz, FethiyeGünlükbaşı, Marmaris-Değirmenyanı, Muğla-Kıyra, Muğla-Yatağan) ex-situ korumaya alınmasına karar verilmiştir. 33 ÖZET Ülkemizin endemik orman ağacı türlerinden olan Anadolu sığlası için koruma yöntemlerini belirlemek amacıyla RAPD çekirdek ribozomal DNA (ITS) ve kloroplast DNA rps16 bölgesi analizleri yapılmıştır. Sığla’nın Türkiye’deki yayılış alanından 18 populasyondan 20’şer birey örneklenmiştir. Genetik çeşitlilik parametreleri ve populasyonlar arası ilişkiler her populasyondan 20 bireyin 10 adet RAPD belirteciyle taranması sonrasında yapılan istatistik analizlerle belirlenmiştir. Minimum farklılaşma ağacı her populasyondan 4’er bireyin kloroplast DNA rps16 gen bölgesinin DNA dizi analizi sonrasında oluşturulmuştur. RAPD analizi sonuçları sığla populasyonlarının yüksek genetik çeşitliliğe sahip olmadığını ve genetik kayma sonucu populasyonların birbirinden farklılaştığını göstermektedir. Polimorfik lokus oranı % 45, etkili allel sayısı ortalaması 1.30 ve heterozigotluk 0.17 olarak hesaplanmıştır. Genetik çeşitliliğin önemli kısmı (% 54) populasyonlar arasında olup, populasyonlar içi genetik çeşitlilik oldukça düşüktür (% 46). Populasyonlar arası gen akışı katsayısı da (Nm=0.42) düşük bulunmuştur. Kloroplast DNA rps16 gen bölgesi analizi sonuçlarına göre oluşturulan minimum farklılaşma ağacı Muğla-Yatağan ve Muğla-Kıyra populasyonlarının diğerlerinden 1-2 baz çifti farklılaştığını göstermektedir. Çalışılan sığla populasyonları arasındaki farklılaşmalar ve düşük genetik çeşitlilik değerleri göz önüne alınarak bütün populasyonların in-situ korumaya alınması önerilmektedir. Ancak önemli turizm bölgelerinde bulunan bu populasyonların yerinde korunması zor olacaktır. Ancak, Köyceğiz-Köyceğiz ve Marmaris-Değirmenyanı populasyonlarının in-situ koruması önerilmiştir. Dolayısıyla, her iki yöntemin sonuçları değerlendirilerek ex-situ koruma planı yapılmıştır. Genetik çeşitliliği yüksek olan populasyonlar arasından en çok farklılaşma gösteren 8 populasyonun (Acıpayam-Bozdağ, Muğla-Yılanlı, Marmaris-Günnücek, KöyceğizKöyceğiz, Marmaris-Değirmenyanı, Fethiye-Günlükbaşı, Muğla-Kıyra, Muğla-Yatağan) ex-situ koruma altına alınması önerilmiştir. 34 SUMMARY RAPD nuclear ribosomal DNA (ITS) and chloroplast DNA rps16 region analysis have been done to determine conservation strategies for sweet gum, one of the endemic species of Turkey. 20 families were sampled from 18 populations within the natural distribution area of sweet gum. Genetic diversity parameters and relationships between populations were determined by statistical analyses after screening of 20 families from each population by 10 RAPD markers. Minimum spanning tree were constructed after DNA sequence analysis of chloroplast DNA rps16 region of 4 individuals from each population. Results of RAPD analysis indicated that genetic diversity of populations was not high and populations have been differentiated from each other due to the genetic drift. Percentage of polymorphic loci, effective allele number and heterozygosity were calculated as 45%, 1.30 and 0.17, respectively. Most of the genetic diversity resides between populations (54 %) and genetic diversity within populations (46 %) were quite low. Gene flow coefficient between populations (Nm=0.42) were also low. Minimum spanning tree that have been constructed by using DNA sequence data of chloroplast rps16 gene region indicated that Muğla-Kıyra, Muğla-Yatağan populations were differentiated by 1-2 basepair from other populations. In-situ conservation of all populations was suggested when considered differentiation of studied populations and low genetic diversity parameters. However in-situ conservation of these populations, that are located in important tourism regions of Turkey, is complicated. Köyceğiz-Köyceğiz and Marmaris-Değirmenyanı populations were determined for in-situ conservation. Therefore, ex-situ conservation strategy has been developed by considering results of both methods studied. It was proposed to have ex-situ conservation for the most differentiated 8 populations (Acıpayam-Bozdağ, Muğla-Yılanlı, Marmaris-Günnücek, Muğla-Kıyra, Köyceğiz-Köyceğiz, Muğla-Yatağan, Marmaris-Değirmenyanı, Fethiye-Günlükbaşı,) with higher genetic diversity. 35 KAYNAKÇA ACAR, M. İ. 1988a. Sığla (Liquidambar orientalis Mill.) Ağaçlandırmalarında Köklü Çelik Kullanımının Gerek ve Önemi. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Dergi Serisi, Cilt:34, Sayı:2, No:68. ACAR, M. İ. 1988b. Sığla (Liquidambar orientalis Mill.) Balzamı (Sığla Yağı) Eterik Yağının GC-MS-DS Sistemi İle Analiz Edilerek Bileşiminin Belirlenmesi. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Teknik Raporlar Serisi, No:33. ACAR, M. İ., KIZILEL, M. 1988. Sığla Ormanlarının Dünü, Bugünü ve Geleceği. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Dergi Serisi, Cilt:34, Sayı:1, No:67. ACAR, M. İ., GEMİCİ, Y., GENÇ, A., ÖZEL, N. 1992. Anadolu Sığla (Liquidambar orientalis Mill.) Ormanlarının Geçmişteki ve Günümüzdeki Durumu. 1. Uluslararası Ekoloji ve Çevre Sorunları Sempozyumu. 127-133. ACATAY, A. 1963. Sığla Ağacı (Liquidambar orientalis Mill.)’nın Türkiye’de Yayılışı, Yeni Tesbit Edilen Varyetesi ve Sığla Ağaçlarına Musallat Olan Böcekler. İ. Ü. Orman Fakültesi Dergisi, Seri A, Cilt 8, Sayı 2, İstanbul. AKMAN, Y. 1995. Türkiye Orman Vejetasyonu. A. Ü. Fen Fakültesi Botanik Ana Bilim Dalı. Ankara. AKMAN, Y., KETENOĞLU, O., KURT, L. 1992. Fethiye-Marmaris ve Bucak Çevrelerinde Yetişen Liquidambar orientalis Mill. Topluluklarının Floristik Yapısı. Doğa-Turkish Journal of Botany. Vol:16, 273-286. ALAN, M., KAYA, Z. 2003. Oriental Swet Gum. (Liquidambar orientalis Mill.). EUFORGEN Technical Guidelines. ANONİM. 1984. Günlük Ormanlarımızı Kurtarabiliriz. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Araştırma Bülteni, Sıra No:32. ANONİM. 1995. Pasific Northwest Tree Improvement Research Cooperative Annual Report (4/1/1994-9/30/1995), Placerville, California, USA. ANONİM. 2000. Türkiye’nin Tabiatı Koruma Alanları. Kırsal Çevre ve Ormancılık Sorunları Araştırma Derneği, Yayın no:9. Ankara. ANONİM. 2001. Orman Ağaçları ve Tohumları Islah Araştırma Müdürlüğü, 2000 Yılı Çalışma Raporu, 2001 Yılı Çalışma Programı. Çeşitli Yayınlar Serisi. Sayı:3, Ankara. ATAY, İ. 1985. Sığla Ağacının (Liquidambar orientalis Mill.) Önemi ve Silvikültürel Özellikleri. İ. Ü. Orman Fakültesi Dergisi, Seri:B, Cilt:35, Sayı:1. 36 AYKIN, R. 1976. Isparta Orman Bölge Müdürlüğü Sütçüler İşletmesi Ormanlarında Sığla (Liquidambar orientalis Mill.) Meşcereleri. Orman Mühendisliği Dergisi, Kasım-Aralık, Sayı:5, 17-25. BERKEL, A. 1955. Sığla Ağacı (Liquidambar orientalis Mill.) Odununun Makroskopik Özellikleri ve Anatomik Strüktürü Hakkındaki Araştırmalar. İ. Ü. Orman Fakültesi Dergisi, Seri A, Cilt 5, Sayı 1-2, İstanbul. BERKEL, A., HUŞ, S. 1944. Sığla Ağacı Ormanları ve Sığla Yağı Üzerine Araştırmalar. Ankara Yüksek Ziraat Enstitüsü Dergisi, Cilt:3, Yıl:2, Sayı:1 (5), 9-28. BOZKURT, Y., GÖKER, Y., KURTOĞLU, A. 1989. Sığla ağacının bazı özellikleri. İ. Ü. Or. Fak. Der. Seri B, Cilt:39, Sayı:1. BOZKURT, Y., GÖKER, Y., KURTOĞLU, A. 1990. Sığla odununun fiziksel ve mekaniksel özellikleri. İ. Ü. Or. Fak. Der. Seri A, Cilt:40, Sayı:2. CONKLE, M. T. 1980. Amount and Distribution of Isozyme Variation in Various Conifer Species. In: Proceedings of the 7th Meeting. Canadian For. Ser. pp: 109-117. COSSALTER, C. 1989. Genetic Conservation: A Cornerstone of Breeding Strategies: Breeding Tropical Trees. Population Structure and Gene Improvement Strategies in Clonal and Seedling Forestry. (Proc. IUFRO Conference). BRICE, W. C. 1978: The desiccation of Anatolia, p. 141-147. In W. C. Brice (ed.), The environmental history of the Near and Middle East since the last ice age. Academic Press, London. ÇETİNTAŞ, G. 1990. Anadolu sığla ağacına ilgisizlik devam edecekmi?. Çevre ve Ormancılık Dergisi, Cilt:6, Sayı:1. DAVIS, P. H. 1972. Flora of Turkey & The East Aegeon Island.Cilt IV. DİRİK, H. 1986. Anadolu Sığlası (Liquidambar orientalis Mill.)’nın Gençleştirilmesi Üzerine Çalışmalar. İ. Ü. Orman Fakültesi Yüksek Lisans Tezi, İstanbul. DİRİK, H. 1986.Genetik çeşitlilik ve orman gen kaynaklarının korunması. İ. Ü. Orman Fakültesi Dergisi, Seri B, Cilt 44, Sayı 3-4, İstanbul. DOWNIE, S.R., J.D. PALMER. 1992. Use of chloroplast DNA rearrangements in reconstructing and plant phylogeny. Pp. 14-35. In: Molecular Systematics of Plants. P.S. SOLTIS, D.E. SOLTIS, J.J. DOYLE (Eds). New York:Chapman and Hall. DOWNIE, S. R., KATZ-DOWNIE, D. S. 1999. Phylogenetic analysis of chloroplast rps16 intron sequences reveals relationships within the woody southern African Apiaceae subfamily Apioideae. Can. J. Bot., 77: 11201135. 37 DOYLE, J. J., DOYLE, J. L. 1990. Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus 12:13-15. DURU, M .E., ÇAKIR, A., HARMANDAR, M. 2002. Composition of Volatile Oils Isolated from The Leaves of Liquidambar orientalis Mill. var. orientalis and L.orientalis var. integriloba from Turkey. Flovour and Fragrance Journal. 17 (2), 95-98. EFE, A. 1987. Liquidambar orientalis Mill. (Sığla Ağacı)’ın Morfolojik ve Palinolojik Özellikleri Üzerine Araştırmalar. İ. Ü. Orman Fakültesi. Dergisi Seri A. Cilt: 37, Sayı:2, 273-286, İstanbul. EFE, A., DİRİK, H. 1992. Une Espece Peu Connue de la Foret Mediterraneenne Liquidambar orientalis. Foret Mediterraneene Tome: X111, Numero:2. EKİM, T., KOYUNCU, M., VURAL, M., DUMAN, H., AYTAÇ, Z., ADIGÜZEL, N. 2000. Türkiye Bitkileri Kırmızı Kitabı (Eğrelti ve Tohumlu Bitkiler). Türkiye Tabiatını Koruma Derneği ve Van 100. Yıl Üniversitesi Yayını. FAKİR, H., DOĞANOĞLU, Ö. 2003. Isparta sığla (Liquidambar orientalis Mill.) ormanı tabiatı koruma alanı bitki taksonları. SDÜ Or. Fak. Dergisi, Seri:A, Sayı:1. FAKİR, H. 2005. Isparta sığla ormanı tabiatı koruma alanı anıt ağaçları. SDÜ Or. Fak. Dergisi, Seri:A, Sayı:1. FRANKLIN, E. C. 1972. Mutant forms found by self-pollination in loblolly pine. Journal of Heredity 60: 315-320. GENÇ, A. 1994. Sığla Ağacının (Liquidambar orientalis Mill.) Genetik Varyasyonundan Aşı Yoluyla Yararlanma. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Teknik Raporlar Serisi, No:57. GENÇ, A. 1999. Sığla Ağacı (Liquidambar orientalis Mill.)’nın Doku Kültürü Tekniği İle Üretilmesi. Ege Ormancılık Araştırma Müdürlüğü, Teknik Bülten No:14. GENÇ, A., AKGÜL, E., ÖZEL, N., UMUT, B. 1993. Sığla (Liquidambar orientalis Mill.) Ormanlarının Yetişme Ortamı Özellikleri İle Gençleştirilmesi Üzerine Araştırmalar. Ege Ormancılık Araştırma Müdürlüğü, Teknik Bülten No:14. GILLIES, A. C. M., NAVARRO, C., LOWE, A. J., NEWTON, A. C., HERNANDEZ, M., WILSON, J., CORNELIUS, J. P. 1999. Genetic diversity in Mesoamerican populations of Mahogany (Swietenia macrophylla) assesed using RAPDs. Heredity 83:722-732. GOOD, R. 1974. The Geography of flowering plants. 4th edition. Longman Group Ltd., London. 38 GÜL, S. 1986. Sığla Ağacı (Liquidambar orientalis Mill.) Kabuk Sıyrıntılarından Yağ Elde Etme Yöntemleri Üzerine Araştırmalar. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Teknik Bülten Serisi, No:178. GÜNER, A., VURAL, M., DUMAN, H., DÖNMEZ, A. A., ŞAĞBAN, H. 1993. Günlük ağacı (L. orientalis)- Köyceğiz’deki Durum. The Karaca Arboretum Magazine Vol II, Part 1. HAFIZOĞLU, H. 1982. Analytical Studies on the Balsam of Liquidambar orientalis Mill. by Gas Choramatography and Mass Spectrometry. Holzforschung36, 311-313. Berlin- New-York. HOEY, M. T., PARKS, C. R. 1991. Genetic divergence between eastern Asian, North American and Turkish Species of Liquidambar (Hamamelidaceae). Amer. J. Bot. 78: 938-947. HOEY, M. T., PARKS, C. R. 1994. Genetic divergence in Liquidambar styraciflua., L. formosana and L. acalycina (Hamamelidaceaea). Syst. Bot. 19:308-316. HUANG, H., DANE, F., KUBISIAK, T. L. 1998. Allozyme and RAPD analysis of the genetic diversity and geographic variation in wild populations of the American chestnut (Fagaceae). American Journal of Botany, 85: 1013-1021. HUŞ, S. 1947. Reçine ve sığla yağı elde etme metotları. Tarım Bakanlığı, OGM Yayınları, Özel Sayı:36. HUŞ, S. 1949. Sığla Ağacının (Liquidambar orientalis Mill.) Ormancılık Bakımından Önemi ve Sığla Yağının Kimyasal Araştırılması. Orman Genel Müdürlüğü Yayını, Özel Sayı: 83. 7-61. IŞIK, K. 1988. Orman Ağacı Türlerimizde Lokal Irkların Önemi ve Genetik Kirlenme Sorunları. Orman Mühendisleri Dergisi, 25(11):25-30. İKTÜEREN, Ş., ACAR, İ. 1987. Sığla Ağacının (Liquidambar orientalis Mill.) Doğal Yayılışı, Sığla Yağı Üretimi ve Pazarlaması. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Dergi Serisi, Cilt:33, Sayı:2, No:66. İSTEK, A., HAFIZOĞLU, H. 2004. Sığla ağacı (Liquidambar orientalis Mill.) odununun anatomik özelliklerinin belirlenmesi. Bartın Or. Fak. Dergisi, Sayı:1. İSTEK, A., HAFIZOĞLU, H. 2005. Sığla ağacı (Liquidambar orientalis Mill.) odunu kabuğunun kimyasal bileşenleri. G. Ü. Kastamonu Or. Fak. Dergisi, Cilt:5, No:1. İŞCİ, M. 1988. Sığla (Günlük) Ormanlarının Amenajman Esasları. K.T.Ü. Orman Fakültesi Yüksek Lisans Tezi. Trabzon. KANASHIRO, M., HARRIS, S. A., SIMONS, A. 1997. RAPD diversity in Brazil nut. Silvae Genetica 46, 4: 219-223. 39 KAYA, Z.1990. Orman gen kaynaklarımız: Ulusal mirasımız. Fidan Dergisi, Nisan, Sayı:28, Ankara. KEIL, M., GRIFFIN, A. R. 1994. Use of Randomly Amplified Polymorphic DNA (RAPD) Markers in The Discrimination And Verification of Genotypes in Eucalyptus. Theor. Appl. Genet. 89: 442-450. KESERCİOĞLU, T. 1973. Türkiye Bitkileri Üzerinde Sitotaksonomik Anatomik ve Morfolojik Araştırmalar. E. Ü. Fen Fakültesi İlmi Raporlar Serisi, No:173, 3-14. KETENOĞLU, O., KURT, L., KURT, F. 2003. Sığla (Günlük) Ağacının (Liquidambar orientalis Mill) Ekolojik Özellikleri. Çevre ve İnsan Dergisi Sayı:56, Çevre Bakanlığı Yayını. KIMURA, M , CROW, J. M. 1978. Effect of overall phenotypic selection on genetic change at individual loci. Proc.Natl.Acad.Sci. 75:6168-6171. KUMAR, S., TAMURA, K., NEI, M. 2004. MEGA 3: Integrated Software for Molecular Evolutionary Genetics and Sequence Alignment. Briefings in Bioinformatics 5:150-163. LANGELLA, O. POPULATIONS: population genetics software (Individuals or populations distances, phylogenetic trees). CNRS, France. http://pge.cnrs-gif.fr/bio-info/populations. (2000). LANDE, R. 1995. Mutation and conservation. Conservation Biology 9: 782-791. LEDIG, F. T. 1998. Genetic diversity in tree species: with special reference to conservation in Turkey and the eastern Mediterranean. In: Zencirci et al. (Eds.) The Proceedings of International Symposium on in situ Conservation of Plant Genetic Diversity. 249-256. CRIFC, Turkey. LEWONTIN, R. C. 1972. The apportionment of human diversity. Evol Biol 6: 381–398. LI, J., BOGLE, A. L. 1997. Interspecific relationships and Genetic Divergence of the disjunct Genus Liquidambar (Hamamelidaceaea) inferred from DNA sequences of plastid gene Matk. Rhodora. 99 (899): 229-240. LI, J., BOGLE, A. L., KLEIN, A. S. 1999. Phylogenetic relationships in the Hamamelidaceaea: Evidence from the nucleotide sequences of the plastid gene matk. Plant. Syst. Evol. 218:205-219. LIANG, H. 1997. The phylogenetic reconstuction of the grass family (Poaceae) using matK gen sequences. PhD Thesis of the Faculty of the Virginia Polytechnic Instıtute and State University. Blacksburg, Virginia, USA. LIDÉN, M., FUKUHARA, T., RYLANDER, J., OXELMAN, B. 1997. Phylogeny and classification of Fumariaceae, with emphasis on Dicentra s.l., based on the plastid gene rps16 intron. Plant Syst.Evol. 206: 411–420. 40 MILLAR, C. I., MARSHALL, K. A. 1991. Allozyme Variation of PortOrford-Cedar (Chamaecyparis lawsoniana): Implications for Genetic Conservation. Forest Sci. 37:1060-1075. MORTON, C. M., GRANT M., BLACKMORE S. 2003. Phylogenic relationships of the Aurantioideae inferred from chloroplast DNA sequence data. American. J. Bot., 90: 1463-1469. MUIR, D., SCHLOTTERER, C. 1999. Limitations to the phylogenetic use of ITS sequences in closely related species and populations - a case study in Quercus petraea (Matt.) Liebl. Chapter 11 in: Which DNA Marker for Which Purpose? Final Compendium of the Research Project Development, optimisation and validation of molecular tools for assessment of biodiversity in forest trees in the European Union DGXII Biotechnology FW IV Research Programme Molecular Tools for Biodiversity. Gillet, E.M. (ed.). NAMKOONG, G., BARNES, R. D., BURLEY, J. 1980. A Philosophy of Breeding Strategy for Tropical Forest Trees Commonwealth Foresty Institute, Tropical Foresty Papers No:16. Oxford Unıversity Press, Oxford. NEALE, D. B., DEVEY, M. E., JERMSTAD, K. D., AHUJA, M. R., ALOSI, M. C., MARSHALL, K. A. 1992. Use of DNA Markers in Forest Tree Improvement Research. New Forests. 6: 391-407. NEI, M. 1972. Genetic distance between populations. American Naturalist, 106: 283-292. NEI, M. 1987. Molecular evolutionary genetics. Columbia University Press, New York. NEI, M., KUMAR, S. 2000. Molecular evolution and phylogenetics. Oxford University Press, New York. NESBITT, K. A., POTTS, B. M., VAILLANCOURT, R. E., WEST, A. K., REID, J. B. 1995. Partitioning and distribution of RAPD variation in a forest tree species, Eucalyptus globulus (Myrtaceae). Heredity, 74: (6) 628637. NEUHAUS, H., SCHOLZ, A., LINK, G. 1989. Structure and expression of a split chloroplast gene from mustard (Sinapis alba): ribosomal protein rpsl6 reveals unusual transcriptional features and complex RNA maturation. Curr. Genet, 15: 63-70. NICKRENT, D. L., SCHUETTE, K. P., STARR, E. M. 1994. A molecular phylogeny of Arceuthobium (Viscaceae) based on nuclear ribosomal DNA ITS sequences. OR, M. 2007. Kloroplast genomundaki kodlanmayan “trn” bölgelerinin karşılaştırılması yapılarak Liquidambar orientalis varyetelerinin filogenetik analizi. ODTÜ, Master Tezi. 41 OXELMAN, B., LIDÉN, M., BERGLUND, D. 1997. Chloroplast rps16 intron phylogeny of the tribe Sileneae (Caryophyllaceae). Plant Syst. Evol. 206: 393–410. ÖNAL, S., ÖZER, S. 1985. Ülkemizdeki Sığla Yağı üretimi ve Değerlendirilmesindeki Sorunlar. Orman Ürünleri Endüstri Kongresi (ORENKO). Trabzon. ÖRTEL, E. 1988. Sığla ormanlarımızın durumu. Ormancılık Araştırma Enstitüsü Dergisi Cilt 17, sayı 194: 16-19. ÖZDİLEK, A. 2007. Kloroplast genomundaki matK gen bölgesine göre Liquidambar orientalis varyetelerinin genetik farklılaşması. ODTÜ, Master Tezi. ÖZKAHRAMAN, İ. 1984. Anadolu Sığla Ağacı Yok Oluyor. Bilim ve Teknik Dergisi, Cilt:17, Sayı:194. PAMUKCUOĞLU, A. 1964. Memleketimizin Liquidambar orientalis Orman Sahası. Türk Biyoloji Dergisi, 14, 2. PERRY, D. A. 1978. Variation Between and Within Species. IUFRO, Proc. Ecology of Evenaged Forest Plantation. 71-98. PEŞMEN, H. 1972. The Genus Liqudambar L. in Davis, Flora of Turkey. Vol:4, 264-265, Edinburgh. ROSETTO, M., WEAVER, P. K., DIXON, K. W. 1995. Use of RAPD analysis in devising conservation strategies for the rare and endangered Grevillea scapigera (Proteaceae). Mol. Ecol. 4: 321-329. RUSSEL, J. R., HOSEIN, F., JOHNSON, E., WAUGH, R., POWELL, W. 1993. Genetic differentiation cocoa (Theobroma cacao L.) populations revealed by RAPD analysis. Molecular Ecology 2: 89-97. SAMARODOVA -BIANKI, G. B. 1957. De Genere Liquidambar L. Notule Systematiscae ex Herbario Academiae Scientarum URSS. a. B. K. Scuischkiy Redactus. Leningrad (XVIII), 77-89. SCHNEIDER, S., ROESSLI, D., EXCOEFFIER, L. 2000. Arlequin Software Version 2.000. A Software for population genetics data analysis. Department of Anthropology and Ecology. University of Geneva, Switzerland. SHI, S., CHANG, H. T., YUEQING, C., LIANGHU, Q., WEN, J. 1998. Phylogeny of the Hamamelidaceaea based on the ITS sequences of nuclear ribosomal DNA. Biochemical Systematics and Ecology. 26:55-69. SHI, S., HUANG, Y., ZHONG, Y., ZHANG, Q., CHANG, H., BOUFFORD, D. E. 2001. Phylogeny of the Altingiaceae based on cpDNA matk, PY-IGS and nrDNA ITS sequences. Plant. Syst. Evol. 230: 13-24. SORENSEN, F. C. 1969. Embryonic genetic load in coastal douglas-fir, Pseudotsuga menziesii var. menziesii. American Naturalist 103: 389-398. 42 TANKER, M., SAYRON, E. 1974. Strax Liquidus Üzerine Farmokognozik Araştırmalar. A. Ü. Eczacılık Fakültesi Mecmuası, Vol:4, No:1. TETİK, M., ŞİRİN, G. 2002. Karacaören I. ve II. Barajlarının, Karacaören Tabiat Ormanındaki Doğal Sığla (Liquidambar orientalis Mill.) Meşceresi Üzerine Etkileri. Batı Akdeniz Ormancılık Araştırma Müdürlüğü Yayınları, Dergi Serisi, Sayı:4. TOPÇUOĞLU, A. 1947. Sığla yağı istihsali. Orman ve Av, Yıl:19, Sayı:9. TOPÇUOĞLU, A. 1950. Sığla yağının ekonomik değeri. Orman ve Av, Yıl:22, Sayı:1. TOPÇUOĞLU, A. 1968. Siğla Ormanlarının Islahı, Bakımı, Sığla Yağı İstihsali ve Kıymetlendirilmesi. Orman Genel Müdürlüğü, Teknik Haberler Bülteni, Yıl:7, Sayı:28, 3-23. WACHIRA, F. N., WAUGH, R., HACKETT, C. A., POWELL, W. 1995. Detection of genetic diversity in tea (Camellia sinensis) using RAPD markers. Genome. 38:201-210. WHITE, T. J., BRUNS, T., LEE, J. TAYLOR, W. 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. Pp. 315-322 In: PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications, eds. Innis, M. A., D. H. Gelfand, J. J. Sninsky, and T. J. White. Academic Press, Inc., New York. WRIGHT, S. 1969. Evolution and genetics of populations: The theory of gene frequencies. Chicago University Press. YEH, F. C., YANG, R., BOYLE, T. 1997. POPGENE Version 1.20. Windows-Based Software for Population Genetics Analysis. (http://www.ualberta.ca/~fyeh/) YEH, F. C., CHONG, D. K. X., YANG, R.-C. 1995. RAPD variation within and among natural populations of trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) from Alberta. Journal of Heredity 86: 454-460. YÜCEL, M. 1991. Orman Ağaçlarımızdan Sığla Ağacı ve Kazdağı Göknarı. Fen ve Tıp Bilimlerinde Araştırma. Cilt:3, Sayı:35. 43
Benzer belgeler
Bu PDF dosyasını indir
(ITS) ve kloroplast (rps16) belirteçleri kullanılarak belirlenmiştir. Bu
amaçla, sığlanın tüm doğal yayılış alanını kapsayacak şekilde 18 populasyon
belirlenmiştir. Bu meşcerelerden 25’er ağaçtan y...