Antalya -Düzlerçamı ortak bahçe deneme alanındaki altı farklı Kızılçam (Pinus brutia Ten.) populasyonunda cpSSR belirteçleri ile genetik çeşitliliğin belirlenmesi
Determination of genetic variation with cpSSR markers in six different populations of Turkish Red pine (Pinus brutia Ten.) in Duzlercami common-garden test site at Antalya
Yazar: YUSUF KURT
Danışman: PROF. DR. KANİ IŞIK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
Kızılçam (Pinus brutia Ten.), Doğu Akdeniz havzasında doğal olarak yayılış göstermektedir. Deniz seviyesinden başlayıp Toros Dağlarına doğru yükselen iki yükselti kesitinde, alçak, orta ve yüksek zondan birer populasyon olmak üzere toplam altı doğal kızılçam populasyonu seçilmiştir. Herbiri, açık-tozlaşmış 10 aile içeren bu altı populasyonun dahil edilmesiyle Antalya bölgesinde 1979 yılında dört ayrı ortak bahçe deneme alanı kurulmuştur. Bu araştırmada, bu deneme alanlarından biri olan Düzlerçamı ortak bahçe deneme alanındaki populasyonların genetik çeşitliliği, altı cpSSR (Kloroplast DNA basit dizi tekrarları) belirteci ile çalışılmıştır. Çalışılan altı lokustan Pt36480 dışındakiler polimorfik olarak saptandı. Analiz edilen altı populasyonda altı primer (lokus) için 29 allel bulundu. Kloroplast mikrosatellit allellerinin 60 farklı haplotip oluşturduğu gözlendi. Nei (1987)'in ortalama genetik çeşitliliği %92.83 olarak hesaplandı. Basamaklı mutasyon modeline (stepwise mutation model, SMM) göre populasyon içindeki bireyler arasındaki ortalama genetik uzaklık (D2sh) 4.87 olarak belirlendi. İki yükselti kesitinde, populasyonlar yükseltilerine göre çiftler halinde analiz edildiklerinde RST = %4.97 (P < 0.0655) olarak bulundu. Populasyon içindeki aileler arasında da istatistiksel olarak yüksek ve önemli düzeyde genetik çeşitliliğin olduğu gözlendi (RST = %10.75 ve P < 0.0127). Ayrıca, deneme alanında farklı yaşlara (13, 17, 30 yıl) ait kantitatif (morfolojik) karakter (boy ve/veya çap) verileri elde edildi. Morfolojik verilerden elde edilen QST değerlerinin, incelenen bütün yaş ve karakterlerde, moleküler verilerden elde edilen FST değerlerinden daha yüksek olduğu gözlendi. Çalışılan populasyonların benzerlik veya farklılıklarında; moleküler belirteçlerden elde edilen bilgiler ile kantitatif verilerden elde edilen bilgiler arasında paralellikler bulundu. Kantitatif karakterlerde gözlenen farklılıkların, populasyonların lokal adaptasyonu sonucu ortaya çıktığı anlaşılmaktadır. Bu sebeplerden dolayı, tohum kaynaklarının seçilmesi, tohum transfer zonlarının belirlenmesi ve türün genetik kaynaklarının korunması gibi ormancılık çalışmalarında populasyonların bulunduğu yükselti zonuna ve populasyon-içi aile seçimine öncelik verilmesi gerektiği hususu, cpSSR belirteçleri kullanılarak elde edilen moleküler verilerle de desteklenmektedir. Bu nedenle, cpSSR belirteçleri, populasyonlar arasındaki benzerlik ve/veya farklılıkların ortaya konulmasında, uzun yıllar izlenmesi gereken ortak bahçe (veya orijin) denemelerine göre, daha kısa sürede bilgi üretme potansiyeline sahip görülmektedir.

Abstract:
Pinus brutia Ten. (Turkish red pine) is naturally distributed in eastern Mediterranean basin. Four common garden experiments on the species were established in 1979 with six natural populations, each including 10 open-pollinated families from three zones of two altitudinal transects, extending from coastal areas to high elevations in Antalya region of Turkey. In this study, genetic variation among and within the populations at Duzlercami common-garden test site was investigated by six cpSSR markers. Six primers were analyzed, and all, except Pt36480, were found to be polymorphic. A total of 29 alleles were found in six populations for six primers (loci). Combinations of cpSSR alleles constituted 60 different haplotypes. The overall mean of Nei (1987)?s genetic diversity was found as 92.83%. The average mean distance among individuals within populations (D2sh) was 4.87, according to an Stepwise Mutation Model (SMM). The genetic differentiation among altitudinal population pairs in two transects, estimated using RST, was 4.97% (P < 0.0655). A high and significant level of the genetic variation was found to be among families within populations (RST = 10.75% and P < 0.0127). Data on quantitative trait(s) (total height and/or diameter) were also obtained in the test site at different ages (13, 17, 30 years). The degree of quantitative differentiation (QST) based on morphological data was higher values than molecular (FST) values in all traits and ages analyzed. There were parallelism between the results obtained from cpSSR markers and the results from quantitative traits. The differentiation in quantitative traits appears to be due to local adaptation of populations. Previous studies on quantitative traits in P. brutia indicate that seed-source elevation and within-population variation should be given priority in selection and breeding of the species. These findings are also supported by molecular data obtained by cpSSR markers in this study. Therefore, results from cpSSR markers appear to have a higher potential to determine genetic variation than common-garden experiments, which require many years to follow.