Türkiye'deki kestane (Castanea sativa mill.) popülasyonlarının genetik çeşitliliği ve iklim değişikliğine karşı bölgesel adaptasyonlarının belirlenmesi
Determination  genetic diversity and regional adaptations to climate change of chestnut (Castanea sativa mill.) populations in Türkiye
Yazar: FADİME BEYAZYÜZ
Danışman: DOÇ. DR. ŞEMSETTİN KULAÇ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF GÜLBAHÇE MUTLU
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İklim Değişikliği, Enerji ve Sağlık Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Türkiye kestane üretimi açısından dünyada üçüncü sıradadır. Ancak küresel iklim değişikliğine bağlı olarak çevresel streslerin artması kestane üretiminin azalmasına neden olmuştur. Bu çalışma, ülkemizde doğal olarak yetişen kestane popülasyonlarının genetik çeşitliliğini ve kuraklık toleransındaki potansiyel farklılıklarını araştırarak koruma genetiği ve ıslah çalışmalarına katkı sağlamayı amaçlamıştır. Bu bağlamda, Türkiye'nin dört coğrafi bölgesinin yedi iline ait (Düzce, Trabzon, Ordu, Kütahya, İzmir, Antalya, Bursa) doğal kestane ormanlarından toplanan 180 Castanea sativa genotipinin genetik çeşitlilik seviyeleri ISSR ve SCoT olmak üzere iki farklı moleküler markör sistemi ile belirlenmiştir. Bunun yanı sıra, iklim değişikliğine karşı bölgesel adaptasyonların belirlenmesi kapsamında sera ortamında yirmi sekiz gün boyunca kuraklık stresi uygulanan altı popülasyona ait (Düzce, Bursa, Deli Sargın, Selge, Ovacık, İbradı) kestane fidanlarının fizyolojik (klorofil konsantrasyon miktarı, stoma iletkenliği, terleme miktarı, net fotosentez miktarı, içsel su kullanım etkinliği ve ksilem su potansiyeli) ve biyokimyasal (prolin miktarı) parametrelerindeki değişim belirlenmiştir. Moleküler verilerden (toplam lokus sayısı, polimorfik lokus sayısı, polimorfizm bilgi içeriği ve genetik çeşitlilik) elde edilen bulgular, SCoT belirteçlerinin C.sativa popülasyonları arasındaki genetik ilişkileri belirlemede daha avantajlı olduğunu göstermiştir. Ayrıca, Düze popülasyonunun genetik çeşitliliğinin daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Diğer yandan, fizyolojik ve biyokimyasal ölçümlerden elde edilen bulgular, güney popülasyonlarının (İbradı, Deli Sarnıç ve Selge) genel olarak kuraklığa toleranslı ve Bursa popülasyonunun ise kuraklığa duyarlı olduğunu göstermiştir. Bunun yanı sıra Düzce popülasyonunun da kuraklığa tolerans geliştirdiği belirlenmiştir. Moleküler, fizyolojik ve biyokimyasal verilerinden elde edilen bulgular ışığında, Düzce popülasyonun kuraklığa tolerans seviyesinin yüksek olması daha yüksek genetik çeşitliliğe sahip olmasından kaynaklanmıştır. Bu bağlamda Düzce popülasyonunun kuraklığa adaptasyon geliştirdiği söylenebilir. Sonuç olarak yapılacak koruma genetiği ve ıslah çalışmalarında Düzce popülasyonu önerilebilir.

Abstract:
Türkiye ranks third in the world in terms of chestnut production. However, the increase in environmental stresses due to global climate change has led to a decrease in chestnut production. This study aims to contribute to conservation genetics and breeding studies by investigating the genetic diversity and potential differences in drought tolerance of naturally growing chestnut populations in Turkey. In this context, the genetic diversity levels of 180 Castanea sativa genotypes collected from natural chestnut forests of seven provinces of four geographical regions of Turkey (Düzce, Trabzon, Ordu, Kütahya, İzmir, Antalya, Bursa) were determined by two different molecular marker systems, ISSR and SCoT. In addition, changes in physiological (chlorophyll concentration, stomatal conductance, transpiration, net photosynthesis, intrinsic water use efficiency and xylem water potential) and biochemical (proline content) parameters of chestnut seedlings of six populations (Düzce, Bursa, Deli Sarnıç, Selge, Ovacık, Ibradı), which were subjected to drought stress for twenty- eight days in greenhouse environment, were determined to determine regional adaptations to climate change. Molecular data (total number of loci, number of polymorphic loci, polymorphism information content and genetic diversity) showed that SCoT markers are more advantageous in determining genetic relationships among C. sativa populations. In addition, it was determined that the genetic diversity of Düze population was higher. On the other hand, physiological and biochemical measurements showed that the southern populations (Ibradı, Deli Sarnıç and Selge) were generally drought tolerant and the Bursa population was drought sensitive. In addition, it was determined that the Düzce population also developed drought tolerance. In the light of the findings obtained from molecular, physiological and biochemical data, the higher drought tolerance level of Düzce population was due to its higher genetic diversity. In this context, it can be said that Düzce population has developed adaptation to drought. As a result, Düzce population can be recommended for conservation genetics and breeding studies.