Türkiye'deki junıperus excelsa'nın (boylu ardıç/boz ardıç) tür içi genetik çeşitliliği: bölgesel, coğrafik farklılıkların belirlenmesi ve habitat parçalanmasının etkilerinin değerlendirilmesi
Intra-specific genetic variation of juniperus excelsa in Turkey: Evaluation of regional and geographic differences and effect of habitat fragmentation
Yazar: ÖZAY HASAN EVREN
Danışman: PROF. DR. NURAY KAYA
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics
Dizin: Genetik analiz = Genetic analysis ; Genetik uzaklık = Genetic distance ; Genetik yapı = Genetic structure ; Juniperus excelsa = Juniperus excelsa

Özet:
Ardıç (Juniperus L.) popülasyonları Türkiye'deki toplam orman alanlarının %4.29'unu (1,113,085 hektar) kaplamaktadır. Ardıç ormanlarının %82'lik bir kısmını da J. excelsa M. Bieb. (Boylu ardıç/bozardıç) türü oluşturmaktadır. Dünya genelinde 75 civarında, Türkiye genelinde ise dokuz ardıç türü bulunmaktadır. J. excelsa türü Türkiye ve komşu ülkelerinde yayılış göstermektedir. Bu çalışmanın temel amacı, J. excelsa'nın Türkiye'deki yayılış alanlarından ve marjinal popülasyonlarından geniş bir örneklemin ele alınarak, popülasyonların genetik çeşitliğinin belirlenmesi ve karşılaştırılmasıdır. Bu amaçla, dış gruplar (J. polycarpos K. Koch ve J. foetidissima Willd.) da dahil olmak üzere 21 popülasyondan 472 bitki örneği ile bu popülasyonlara ait toprak örnekleri çalışılmıştır. Toprak analizi sonuçlarına göre, popülasyonlardan örneklenen topraklarda genel olarak kireç ve kum oranlarının yüksek olduğu bulunmuştur. Ayrıca, toprağın değişilebilir katyon (Ca++, Mg++, K+) miktarının fazla ve fosfor miktarı açısından da zengin olduğu bulunmuştur. Bakır ve çinko gibi ağır metal düzeylerinin ise düşük olduğu görülmüştür. Moleküler incelemelerde SSR ve ITAP belirteçlerinden yararlanılmıştır. Sekiz SSR lokusunun yedisi, 134 ITAP lokusundan da 132'si polimorfiktir. J. excelsa popülasyonları bazında ise ITAP belirteçlerinin polimorfizm yüzdesi 31.34 ile 55.97 arasında değişmektedir. SSR lokusları için beklenen ve gözlenen heterozigotluk ile Shannon Bilgi indeksi değerlerinin ortalamaları sırasıyla 0.539, 0.448 ve 1.34 olarak bulunmuştur. SSR lokusları için hesaplanan ortalama Fis, Fst ve Nm değerleri ise sırasıyla; 0.124, 0.043 ve 5.513'tür. ITAP lokusları için popülasyonların genetik çeşitlilik değerleri, SSR lokuslarındaki genetik çeşitliliğe göre daha düşük bulunmuştur. ITAP lokus verilerine göre Gst ve Nm değerleri sırasıyla 0.225 ve 1.728'dir. SSR lokusları için Nei'nin (1972)'nin genetik uzaklık değeri 0.023 (Eskişehir-Mihalıççık ve Denizli-Acıpayam) ile 0.292 (Mersin-Tarsus ve J. polycarpos) arasında değişmektedir. ITAP lokusları için ise Nei (1972)'nin genetik uzaklık değeri 0.010 (Antalya-Termessos ve Muğla-Seydikemer) ile 0.110 (Konya-Hadim ve Isparta-Senirkent) arasındadır. Yapılan AMOVA analizi sonuçları, genetik varyasyonun büyük yüzdesinin popülasyon içinden kaynaklandığını göstermektedir (SSR'lar için %97, ITAP'lar için %79). Her iki belirteç bakımından da yapılan Mantel-testi bulguları coğrafik uzaklığın genetik izolasyonla anlamlı bir istatistiksel ilişkisinin olmadığını göstermiştir. PCoA analizleri popülasyonlar arasında coğrafik olarak doğu ve batı ayrışmasının ipuçlarını göstermiştir. Dış gruplar, J. excelsa popülasyonlarından genetik uzaklık değerleri bakımından belirgin bir şekilde farklı bir yapı sergilemiştir. Ancak, J. excelsa popülasyonlarında ise özgün yapılar oluşturma eğiliminin az olduğu görülmüştür. Elde edilen bu bulgular, J. excelsa popülasyonlarının benzer şekilde analiz edildiği çalışmaların sonuçları ile örtüşmektedir. Bu çalışmada, J. excelsa popülasyonlarının genetik çeşitliliklerini korudukları ve aralarındaki genetik farklılaşmanın az olduğu görülmüştür. Bu nedenle, habitat parçalanması ile bağlantılı uyum gücü kaybına yönelik bir belirtiye rastlanmamıştır. Buradan da bu türün koruma stratejilerinin uygulanmasında zengin genetik kaynakların kullanılabileceği avantajlı bir konumun var olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
Juniperus L. populations cover 4.29% (1,113,085 ha) of Turkey's forests area. There are about 75 juniper species around the World, nine of them are in Turkey. About 82% of the total juniper forests in Turkey consist of J. excelsa M. Bieb (Crimean/Greek juniper) species. It distributes mainly in Turkey and neighbor countries. The main aim of this study is to determine genetic variation of J. excelsa populations distributed main and marginal areas, and to compare for their genetic diversity. For this purposes, including the out-group (J. polycarpos K. Koch and J. foetidissima Willd.), 472 plant samples belonging to 21 populations and the soil specimens therein were collected and analyzed. According to the results of soil analysis; lime and sand proportions were high; exchangeable cations (Ca++, Mg++, K+) and phosphorus were rich; and heavy metals levels like copper and zinc were low. SSR and ITAP markers were used for molecular analysis. Seven of eight SSR and 132 of 134 ITAP loci were polymorphic. At the population level for J. excelsa, the percentage of polymorphism for ITAP loci ranged from 31.34 to 55.97. For SSR loci, average expected/observed heterozygosity and Shannon information index values were calculated to be 0.539, 0.448 and 1.34, respectively. Also, Fis, Fst, Nm values were 0.124, 0.043 and 5.513, respectively. Genetic diversity values for ITAP loci were lower than that of SSR loci. For ITAP loci, Gst and Nm values were 0.225 and 1.728 respectively. Nei's Genetic distance values for SSR loci ranged between 0.023 (Eskişehir-Mihallıççık and Denizli-Acıpayam) and 0.292 (Mersin-Tarsus and J. polycarpos). Nei's Genetic distance values for ITAP loci also ranged between 0.010 (Antalya-Termessos and Muğla-Seydikemer) and 0.110 (Konya-Hadim and Isparta-Senirkent). The results of AMOVA indicated that most of the genetic variation was originated from intra-population level (97% for SSRs, 79 % for ITAPs). Furthermore, Mantel-test results for both of two markers type showed that there was no statistically significant correlation between geographical distance and genetic distance. PCoA analysis hinted the presence of geographical divergence of east and west populations. It was seen that out-group showed apparently different structure from J. excelsa populations, while J. excelsa populations had less tendency to establish specific structures. The results of this study coincide with conclusions of studies J. excelsa populations were analyzed in a similar manner. In this study, it was seen that J. excelsa populations were protected their genetic diversity, and genetic differentiation among them was low. Therefore, a sign about the loss of fitness related habitat fragmentation wasn't found. The conclusion was reached that the existence of an advantageous position in the implementation of the conservation strategies of this species.