Türkiye Stachys L. cinsi Setifolia ve Stachys seksiyonları üzerine filogenetik ve mikromorfolojik bir çalışma
A phylogenetic and micromorphological study on the genus Stachys L. sections Setifolia and Stachys in Türkiye
Yazar: ZEHRA ALTINDAŞ PINAR
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM ÇETİN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Stachys L. cinsi Lamiaceae familyasının en geniş cinslerinden birisidir. Cins dünya genelinde yaklaşık 370 tür ile temsil edilmektedir ve geniş bir yayılış göstermektedir. Stachys cinsi ülkemizde ise 97 tür, 125 takson ile temsil edilmekte olup 69 taksonu ülkemiz için endemiktir. Türkiye bu cinsin önemli gen merkezleri arasındadır. Stachys cinsinin birçok türü etnobotanik özellikleri açısından çok önemli olup halk ilacı olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Stachys cinsi halk arasında 'Deliçay, Ketençayı, Gevrek ısırgan, Çayçe, Mayasılotu, Boncuk şalba, Köprülüçay, Soğulcan, Kalınkarabaş, Tokalı çay,  Kumçayçesi, Dağçayçesi, Arapdeliçayı, Sümbülçayı, Hacıosmanotu' gibi yöresel isimlerle bilinen türlere sahiptir. 
Bu çalışma ile Stachys cinsi Setifolia ve Stachys seksiyonlarında yer alan türlerin kloroplast DNA trnL-F ve matK bölgeleri dizilenmiştir. Bu aday DNA barkod bölgelerinin sekansları değerlendirilerek türleri tanımlamak için kullanılacak türlere özgü nükleotid dizileri ortaya konulmuştur. Ayrıca trnL-F ve matK bölgelerine dayalı türlerin filogenetik ilişkisini gösteren dendogramlar oluşturulmuştur.
Bu çalışmada Setifolia seksiyonu (S. setifera subsp. setifera, Stachys setifera subsp. lycia,  Stachys menthoides Kotschy & Boiss. ve S. willemsei Kit Tan & Hedge) ve Stachys seksiyonu (S. sylvatica L., S. palustris L.) taksonlarının herbaryum örnekleri kullanılmıştır. DNA izolasyonları, Qiagen DNA izolasyon kiti kullanılarak yapılmıştır. Çalışılan türlerde trnL-F bölgesi trnc-F ve trnf-R primerleri ile matK bölgesi ise matK-R ve matK-F primerleri ile çoğaltılmıştır. PCR ürünleri dizi analizi için özel bir firmaya gönderilmiştir. DNA dizilerinin işlenmesi ve hizalanması için Bioedit programı kullanılmıştır. Cins içerisindeki filogenetik ilişkiler Maksimum Parsimoni (MP) ve Bayesian Inference (BI) yöntemleri ile değerlendirilmiştir. MP analizi PAUP*v.4.0b10 programında, BI analizi ise Mr Bayes 3.2.7 programında yapılmıştır. 
Setifolia ve Stachys seksiyonlarında yer alan türlerin trnL-F bölgesinin uzunluğunun 720 baz çifti (bç) olduğu görülmüştür ve matK bölgesinin uzunluğunun da 780 ile 790 bç arasında değiştiği görülmüştür. Tez projesi kapsamında matK gen bölgesi ve trnL-F dizileri kullanılarak MP  ve BI yöntemleri ile filogenetik ağaçlar oluşturulmuştur. trnL-F dizilerine dayalı olarak oluşturulan filogenetik ağaçlarda Stachys cinsinin monofiletik olmadığı doğrulanmıştır. Ancak Stachys cinsi Setifolia seksiyonunda yer alan türler monofiletik bir grup oluşturmuştur.  Stachys cinsi Stachys seksiyonunda yer alan S. sylvatica ve S. palustris türleri ise Stachys albens A.Gray, S. pilosa Nutt., S. tenuifolia Willd., S. latidens Small., and Suzukia luchuensis Kudô. türleri ile bir grup oluşturmuştur. 
Ayrıca bu tez çalışması kapsamında Setifolia ve Stachys seksiyonlarında yer alan türlerin gövde, yaprak ve kaliks tüy özellikleri incelenmiştir. Bu seksiyonlarda salgısız ve salgılı tüyler görülmektedir. Salgısız tüyler basit çoğunlukla 2-çok hücreli, nadiren tek hücreli tüylerdir. Salgı tüyleri uzun saplı kapitat tüylerdir. Nadiren kısa saplı kapitat tüylerde görülmektedir.

Abstract:
The genus Stachys L. is one of the largest genera in the Lamiaceae family. It is represented by approximately 370 species worldwide and has a wide distribution. In Turkey, the Stachys genus is represented by 97 species and 125 taxa, of which 69 are endemic to the country. Turkey is considered one of the important gene centers for this genus. Many species of Stachys are significant in terms of ethnobotanical properties and are commonly used as folk medicine. The Stachys genus includes species known locally by names such as "Deliçay, Ketençayı, Gevrek ısırgan, Çayçe, Mayasılotu, Boncuk şalba, Köprülüçay, Soğulcan, Kalınkarabaş, Tokalı çay, Kumçayçesi, Dağçayçesi, Arapdeliçayı, Sümbülçayı, Hacıosmanotu."
In this study, the chloroplast DNA (cpDNA) regions trnL-F and matK of sections Setifolia and Stachys  have been sequenced. By evaluating the sequences of these candidate DNA barcode regions, species-specific nucleotide sequences have been identified for the purpose of species identification. Additionally, dendrograms have been created to illustrate the phylogenetic relationships of the species based on the trnL-F and matK regions.
In this study, herbarium specimens of taxa from the Setifolia section (S. setifera subsp. setifera, Stachys setifera subsp. lycia, Stachys menthoides Kotschy & Boiss., and S. willemsei Kit Tan & Hedge) and the Stachys section (S. sylvatica L. and S. palustris L.) were used. DNA isolations were performed using the Qiagen DNA isolation kit. The trnL-F region was amplified using the trnC-F and trnF-R primers, while the matK region was amplified using the matK-R and matK-F primers. The PCR products were sent to a specialized company for sequence analysis. BioEdit software was used for processing and aligning the DNA sequences. Phylogenetic relationships within the genus were evaluated using Maximum Parsimony (MP) and Bayesian Inference (BI) methods. MP analysis was conducted using the PAUP*v.4.0b10 program, while BI analysis was performed using MrBayes 3.2.7.
It was found that the length of the trnL-F region in the species of the Setifolia and Stachys sections is 720 base pairs (bp), while the length of the matK region varies between 780 and 790 bp. Phylogenetic trees were constructed using the matK gene region and trnL-F sequences with MP and BI methods as part of the thesis project. The phylogenetic trees based on trnL-F sequences confirmed that the Stachys genus is not monophyletic. However, the species within the Setifolia section of the Stachys genus formed a monophyletic group. The species S. sylvatica and S. palustris from the Stachys section grouped together with Stachys albens A.Gray, S. pilosa Nutt., S. tenuifolia Willd., S. latidens Small., and Suzukia luchuensis Kudô.
Additionally, in this thesis study, the hair characteristics of the stems, leaves, and calyx of the species in the Setifolia and Stachys sections were examined. Both non-glandular and glandular hairs were observed in these sections. Non-glandular hairs are mostly simple, typically 2- to multicellular, and rarely unicellular. Glandular hairs are long-stalked capitate hairs, with short-stalked capitate hairs being seen rarely.