Nüklear ve mitokondriyal DNA dizileri kullanılarak Kocaeli ilindeki Cerambycidae (Coleoptera) türlerinin filogenetik analizi
Phylogenetic analysis of species of the family Cerambycidae (Coleoptera) distributed in Kocaeli province by using of nuclear and mitochondrial DNA sequences
Yazar: HAVVA KÜBRA SOYDABAŞ AYOUB
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FEVZİ UÇKAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics
Dizin: Cerambycidae = Cerambycidae ; DNA-mitokondrial = DNA-mitochondrial ; Dizi analizi-DNA = Sequence analysis-DNA ; Filogenetik = Phylogenetic

Özet:
Cerambycidae (Coleoptera) familyasının alt taksonları arasındaki ilişkiler hakkındaki tüm bilgi sadece başlangıç sayılabilecek kadardır. Bu nedenle çalışmamızda Kocaeli ilindeki limanlardan, kereste depolarından, ormanlardan ve kırsal alanlardan toplanan Lamiinae, Cerambycinae, Lepturinae ve Spondylidinae alt familyalarından bireyler kullanılarak, alt familyalarının filogenetik yapılandırılmasına katkıda bulunmak amaçlandı. Kocaeli'nden toplanan bireylerden elde edilen, mitokondriyal sitokrom c oksidaz-I (COI), 16S rRNA ve nüklear 28S rRNA gen bölgeleri için sırasıyla 226, 187 ve 203 nükleotid dizisi analiz edildi. Analizlerde genetik uzaklık, Neighbor-Joining (NJ), Maximum Likelihood (ML) ve Bayesian Analizi (BI) yöntemleri kullanıldı. Ayrıca, BOLD taksonomi arşivinden elde edilen COI dizilerin, Kocaeli örneklerinden elde edilen dizilere dahil edildiği veri setleriyle NJ, ML ve BI analizleri yapıldı. Ekonomik önemi olan taksonların, diğer ülkelerden bireylerle olan takson içi ilişkilerini aydınlatmak için, NJ, ML ve BI analizlerine ilave olarak barkod aralığı ve istatistiksel parsimoni ağı analizleri yapıldı. Bu çalışmada 18 tür için mitokondriyal COI, 72 tür için mitokondriyal 16S rRNA ve 67 tür için nüklear 28S rRNA gen bölgeleri ilk kez dizilendi. Agapanthia (Smaragdula) frivaldszkyi Ganglbauer, 1884 ve Asemum tenuicorne Kraatz, 1879 türleri Kocaeli için, Leiopus (Leiopus) linnei (Wallin, Nýlander ve Kvamme, 2009) türü Türkiye için yeni kayıttır. Üretilen filogenetik ağaçlar Acanthocinus+Leiopus, Phytoecia+Saperda cinslerinin, Monochamini+Lamiini tribuslarının ve Stenopterini tribusunun kendi içlerinde monofiletik oldukları hipotezlerini desteklediler. Pogonocherini, Callidiini, Hesperophanini ve Rhagiini tribuslarının polifiletik olabileceği hipotezleri ise kez önerilmektedir. Sonuçlarımızın, biyoçeşitlilik, biyogüvenlik, filogenetik ve filocoğrafya alanlarındaki çalışmalara katkı sağlayacağını ummaktayız. Familyanın filogenetik ve filocoğrafik ilişkilerinin çözümlenmesi için çok daha fazla örneklemeye ve daha fazla karakterle yapılacak analizlere gerek duyulmaktadır.

Anahtar Kelimeler: Cerambycidae, Filogeni, Kocaeli, mtDNA, nDNA

Abstract:
The knowledge of the relationships between the sub-taxa of the family Cerambycidae (Coleoptera) might be considered as a prologue. Therefore, it was aimed to contribute to the reconstruction of the phylogeny of subfamilies by using individuals from Lamiinae, Cerambycinae, Lepturinae and Spondylidinae, which were collected from ports, timber yards, forests and rural areas in Kocaeli Province. Genetic distance, Neighbor-Joining (NJ), Maximum Likelihood (ML) and Bayesian Analysis (BI) methods were used for analysing 226, 187 and 203 nucleotide sequences for mitochondrial cytochrome c oxidase-I (COI), 16S rRNA and nuclear 28S rRNA gene regions, respectively. Besides, NJ, ML and BI analyses were performed with the datasets in which the COI sequences obtained from the BOLD taxonomy browser were included. Additionally, barcode gap discovery and statistical parsimony network analysis were performed for economically important taxa to unveil their relationships with conspecifics, which inhabit in the other countries. According to our results, COI, 16S rRNA and 28S rRNA gene regions for 18, 67 and 72 species, respectively, were sequenced for the first time. Moreover, for Kocaeli Province Agapanthia (Smaragdula) frivaldszkyi Ganglbauer, 1884 and Asemum tenuicorne Kraatz, 1879, and for Turkey Leiopus (Leiopus) linnei (Wallin, Nýlander ve Kvamme, 2009) are new records. The inferred phylogenetic trees corroborated monophyly of genera Acanthocinus+Leiopus; genera Phytoecia+Saperda; tribe Monochamini+Lamiini and all members of tribe Stenopterini amongst themselves. Pogonocherini, Callidiini, Hesperophanini, and Rhagiini are retrieved as polyphyletic. We expect that our results would contribute to studies in biodiversity, biosecurity, phylogenetics and phylogeography. Further robust studies are needed to reconstruct the phylogenetic and phylogeographic relationships of the sub-taxa.

Keywords: Cerambycidae,  Phylogeny, Kocaeli, mtDNA, nDNA