Bitki moleküler filogenisinde kullanılan bazı gen ve metodların karşılaştırılması
Comparison of some genes and methods used in plant molecular phylogeny
Yazar: BEHCET İNAL
Danışman: DOÇ. MEHMET KARACA
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Canlıların sınıflandırılması ve canlı birliklerinin sınırlarının çizilmesi gözleme ve deneye dayalı sistemli bilgi üretmeye başlanmasıyla birlikte karşılaşılan en karmaşık problemlerden biri olmuştur. Bu amaçla araştırmacılar birçok kuram ve metot geliştirerek var olan canlı çeşitliliğini saptamaya çalışmışlardır. Bu çeşitliliği ortaya koyan moleküler sistematik çalışmaları özellikle son 20 yıldır hızla gelişmektedir. Bu gelişme süreci içinde dizi analizlerinin kullanımı ve yeni filogenetik analiz metotlarının bulunması moleküler sistematiğe de katkı sağlamaya başlamıştır. Filogenetik bilgi açısından morfolojik karakterlerin yetersiz olduğu fosil kaynaklarının bulunmadığı durumlarda dizi analizleri filogenetik analizler için çok faydalı olmaktadır. Bu çalışmada, filogenetik çalışmalarda etkin olarak kullanılabilecek gen, gen bölgesi, gen sayısı, genin hücresel lokasyonu (kloroplast, nükleus), gen veya genler için hizalama yöntemleri (alignment) ve hizalama yöntemleri ile hizalanmış veriler yaygın filogenetik analiz yöntemleri ve programları kullanılarak değerlendirilmiştir. Çalışmada dört farklı alignment programı (CLUSTAL W, T-COFFEE, MAFFT, MUSCLE) ve bu programlarda bulunan iki farklı algoritma kullanılmıştır.Filogenetik yöntemlerin karşılaştırılması için uzunluk (?Distance?), Maksimum Olası (Maksimum Liklelihood, ML), Maksimum Parsimoni (Maximum Parsimony, MP) ve Bayes-MCMC (BI) yöntemleri iki farklı veri seti kullanılarak karşılaştırılmıştır. Veri setlerinden birincisi 44 pamuk (Gossypium) türünden oluşturulmuş olup burada ITS1, ITS2, ITS1-ITS2 nüklear ribozomal RNA'ya ait DNA dizileri, ikinci veri seti ise çalı, ağaçsı, otsu, monokotiledon ve dikotiledondan oluşan toplam 60 taksondan ve 5 farklı lokustan (matK, trnH-psbA, accD, rpoC1, rpoB) oluşturulmuştur. Çalışmamız sonucunda yaptığımız analizlere dayanarak kullanılan alignment (hizalama) programlarından olan MAFFT'ın mevcut sekans verilerimizi en uygun bir şekilde hizalayarak doğru Gossypium ağaç topolojisini vermiştir. Aynı zamanda filogenetik metodları analiz etmek için mevcut veriye en uygun subtitüsyon modeli olarak GTR ve TN93 modeli önerilmiştir. Çalışmada kullanılan atmış bitki taksonu için ise bitki gruplarını yüksek posterior probability değerleri ayırt ettiğinden matK, ve trnH-psbA ilgili bitki grubu için markır geni olarak belirlenmiştir.ANAHTAR KELİMELER: Filogeni, moleküler sistematik, biyoinformatik, filogenetik analiz

Abstract:
Drawing the boundaries of the classification of living organisms and living units to produce systematic knowledge based on observations and experiments with the introduction has been one of the most complex problems. For this purpose, researchers have developed many theories and methods to determine the diversity of the livings. The molecular systematic studies that reveal biodiversity have been rapidly evolving in the last 20 years. In this developing process using sequence analysis and methods of phylogenetic analysis of molecular systematic have also started to contribute the phylogenetic studies. In terms of phlogenetic information when morphological characters and fasils are insufficient for phylogenetic studies. DNA sequence analysis is very useful for phylogenetic studies. In this study, genes, gene regions, the cellular location of the gene (chloroplast, nucleus), the number of genes, which use in phylogenetic studies efficiently, four alignment programs (CLUSTAL W, T-COFFEE, MAFFT, MUSCLE), aligned data sets with these alignment methods and algorithms using common phylogenetic analysis programs were evaluated.In order to compare phylogenetic methods Distance (D), Maximum Likelihood (ML), Maximum Parsimony (MP), and Bayesian-MCMC (BI) were compared using two different data sets. Hereby, the first data set was composed of 44 cotton (Gossypium) species. This set was assessed using ITS1, ITS2, and ITS1-ITS2 DNA sequences of nuclear ribosomal RNA. The second set composed of 60 taxa containing shrubs, woody, herbaceous, monocotyledon and dicoytledon were evaluated using 5 different chloroplast genes (matK, trnH-psbA, accD, rpoC1, rpoB).The consequence of this study, based on our analysis, MAFFT alignment software aligned our data the best fit and had gave the right tree topology for Gossypium species. At the same time the most appropriate subtitüsyon models were GTR and TN93 for the current data. Based on the bootstrap and posterior probability values matK and trnH-psbA genes were determined as the marker genes for the sixty plant taxa used in the study.KEYWORDS: Phylogeny, molecular systematic, bioinformatic, phylogeny analysis