Dorystoechas hastata Boiss. & Heldr. ex Bentham türünün peyzaj genetiği kapsamında değerlendirilmesi ve çoğaltım olanaklarının belirlenmesi
The evaluation of Dorystoechas hastata Boiss. & Heldr. ex bentham within the scope of landscape genetics and determination of propagation possibilities
Yazar: CEREN SELİM
Danışman: DOÇ. DR. SONGÜL SEVER MUTLU
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Peyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics ; Peyzaj Mimarlığı = Landscape Architecture

Özet:
Peyzaj genetiği, peyzaj özellikleri ile doğal ya da yapay unsurlarca değişen gen akışı, genetik sürüklenme ve seleksiyon gibi mikro evrimsel süreçler arasındaki etkileşimler hakkında bilgi sağlar ve peyzaj ekolojisi verisi ile türe ait popülasyon genetiği arasında ilişki kurulmasını kapsar. Bu projenin amacı; relikt endemik Dorystoechas hastata Boiss. & Heldr. ex Bentham türüne ait popülasyonların genetik yapılarındaki DNA farklılıklarını araştırmak ve peyzaj yapısıyla şekillenmiş olan habitat bağlantısallığının türün genetik yapısındaki varyasyona etkilerini ortaya koymaktır. Böylelikle bu türün etkin koruma stratejisinin belirlenmesi hedeflenmiş ve peyzaj planlanma ve koruma çalışmalarında peyzaj genetiğinin entegre edilmesi planlanmıştır. Bu çalışma ile D. hastata türünün doğal yayılış gösterdiği Antalya ili Kemer-Kumluca-Korkuteli ilçelerinde bulunan alanlardan çeşitliliği temsil edecek şekilde belirlenen 16 popülasyondan toplam 56 genotip çalışılmıştır. Alana ait uydu görüntüsü yardımıyla seçilen popülasyonlar arasındaki peyzaj unsurları (ArcGIS 10.1 yazılımı) belirlenerek habitat bağlantısallığı (CONEFOR 2.6 yazılımı) ortaya konmuştur. Seçilen popülasyonlara ait bireylerden morfolojik ve ekolojik karakterlere ilişkin ölçümler yapılmıştır. Genetik yapının belirlenmesi için ise genotiplere ait yaprak örnekleri alınmıştır. Bu amaçla belirlenen genotiplerden toplam 56 (16 lokasyon x 3-5 genotip)  genotipe ait DNA izole edilmiş ve genotipler arası farklılıklar SRAP (Sequence Related Amplified Polymorphism) ve iPBS (interpprimer binding sites) moleküler markırları belirlenmiştir. Genetik yapı ve morfolojik karakterler açısından varyasyonun derecesi (Temel Bileşenler Analizi; Principle Component Analizi) belirlenmiştir. Popülasyon genetiği verileri POPGENE bilgisayar paket programı kullanılarak hesaplanmıştır. İkişerli FST ve AMOVA değerlerinin hesaplanmasında ise ARLEQUIN software 3.1 kullanılmıştır. Habitat bağlantısallığı verileri genetik yapı ile regresyon istatistik testi ile ilişkilendirilmiştir. D. hastata Lamiaceae familyası içinde deniz seviyesinden, 1855 m. yüksekliğe kadar yayılış gösteren tek türdür. Tür rakım, bakı, toprak koşulları (pH, besin elementleri, organik madde vb.) bakımından geniş adaptasyona sahiptir. Toplam 357 adet markır elde edilmiştir. Tür geniş bir morfolojik ve genetik varyasyon göstermiştir. Toplam genetik çeşitliliğin %51'inin popülasyonlar arasında, %49'unun ise populasyonlar içinde olduğu belirlenmiştir. Popülasyonlar arası habitat bağlantısallığı arttıkça genetik farklılaşma azalmıştır. Tür çoğaltım teknikleri açısından Mart ayında alınan yarı-odun çeliklerle herhangi bir köklenme hormonuna ihtiyaç duymadan köklenmektedir. Tohumların çimlenme özellikleri değerlendirildiğinde ise soğuk katlama ön uygulamasının rakıma bağlı olarak çimlenmeyi arttırdığı belirlenmiş olup tohum canlılık testi yapılarak, farklı ön işlemler denenerek daha kapsamlı çimlenme denemelerinin yürütülmesi önerilmektedir.

Abstract:
Landscape genetics is a rather new discipline that aims at providing information about the interaction between landscape features and microevolutionary processes, such as gene flow, genetic drift and selection, changing with natural or artificial forces. Landscape genetics combine and relate population genetic data with that of landscape ecology. The aim of this study is to study genetic differences among relict endemic Dorystoechas hastata Boiss. & Heldr. ex Bentham populations and the effect of habitat connectivity shaped by landscape structure on variation in genetic structure of the species. Thus, determination of effective conservation strategy for D. hastata and integrating genetic structure into landscape planning and conservation studies are aimed with this study. Populations were determined by selecting 3-5 genotypes from each of 16 locations representing genetic diversity of the species in the area of Kemer-Kumluca-Korkuteli counties of Antalya province within which D. hastata naturally exists. With the use of satellite image of the study area, landscape features of the areas among the populations will be determined first (ArcGIS 10.1 software) and then habitat connectivity was revealed (CONEFOR 2.6 software). Morphological and ecological characteristics were measured for each population. Leaf samples were taken from each genotype to determine genetic structure.  Total 56 samples (16 locations X 3 or 5 genotypes) were analyzed with SRAP (Sequence Related Amplified Polymorphism) and iPBS (interpprimer binding sites) molecular markers. The morphological data and the markers generated were used to evaluate degree of genetic variation present in the population and was revealed by principle component analysis. Population genetics data was calculated/obtained with POPGENE software. Pairwise FST and AMOVA indices were calculated using ARLEQUIN software 3.1. Habitat connectivity data was correlated with genetic data using regression analysis.  Results showed that D. hastata is the only species existing from sea level to the 1855 m elevation in the family of Lamiaceae. The species exhibits a wide range of adaptation in regard to elevation, aspects, soil characteristics (pH, mineral elements, organic matter etc.). The 357 markers were obtained with SRAP and iPBS. The species possessed a large morphological and genetic variation. AMOVA results showed that 51% and 49% of total variation resided among and within populations, respectively. Increased habitat connectivity reduced genetic differentiations among populations. Semi-wood cuttings taken in March rooted without the need for hormones. When the germination characteristics of the seeds are evaluated, it is determined that the pre-application of cold increases the germination depending on altitute and it is suggested that more comprehensive germination experiments are carried out by seed viability test trying and different preliminary treatments.