Akkavak (Populus alba L.) popülasyonlarında genetik çeşitliliğin moleküler belirteçler ile tespiti
Detection of genetic diversity in white poplar (Populus alba L.) populations by molecular markers
Yazar: BURCU UZAN EKEN
Danışman: PROF. DR. YELDA ÖZDEN ÇİFTÇİ
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics

Özet:
Akkavak (Populus alba L.), abiyotik ve biyotik streslere toleransı yüksek olan ve hızlı büyüyen yapraklı bir ağaç türüdür. Bu tür, değişen iklimsel ve çevresel değişikliklere karşı dayanıklı olduğundan ağaçlandırma çalışmaları için iyi bir adaydır. Akkavak, genel olarak eşeyli olarak ürese de kök sürgünleriyle vejetatif olarak da üremektedir. Hatta bazı alanlarda klonal bireylerinin yoğun olarak bulunduğu bilinmektedir. Ayrıca, bu tür artan nüfusla birlikte uzun süreli insan müdahalesine maruz kalmaktadır. Dolayısıyla, türün genetik kaynakları doğal biyolojik olaylar ve antropojenik etkiler nedeniyle zarar görmektedir. Bu nedenle, tez çalışmasında Türkiye'deki akkavak popülasyonlarının genetik çeşitlilik yapısının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, 15 farklı popülasyonda yayılış gösteren 285 akkavak ağacından yaprak örnekleri alınıp, örneklerden genomik DNA izolasyonu yapılmış ve DNA örnekleri 10 SSR moleküler belirteci kullanılarak taranmıştır. Analizler sonucunda, akkavak popülasyonlarının genetik çeşitlilik seviyesinin nispeten yüksek düzeyde olduğu belirlenmiştir (Ho: 0.50, He:0.58). AMOVA analiziyle genetik varyasyonun %84.20'sinin popülasyon içinde olduğu tespit edilmiştir. Genel olarak popülasyonlar arası mesafe azaldıkça gen akışının (Nm) arttığı dolayısıyla genetik farklılığın azaldığı gözlemlenmiştir. PCA, structure ve filogenetik analiz verileri de bu sonuçları desteklemektedir. Fakat, en yüksek rakımda ve coğrafik olarak en uzakta bulunan üç popülasyonun (Erzurum-Oltu, Kayseri-Akköy ve Konya-Meram) diğerlerinden önemli oranda farklılaştığı tespit edilmiştir. Bu üç popülasyona ek olarak şehir merkezine yakın olan popülasyonlarda klonal üremenin yoğun olduğu gözlemlenmiştir. Nehir kenarı ve subasar ormanı ekosistemlerinden örneklenen akkavak popülasyonlarının ise daha yüksek genetik çeşitliliğe ve daha fazla özgün allele sahip olduğu belirlenmiştir. Bu genetik çeşitliliğin yok olmaması için Eskişehir-Porsuk Çayı, Edirne-Tunca Nehri ve Samsun-Bafra popülasyonlarının in-situ olarak korunması önerilmektedir. Çalışmamız, Türkiye'deki akkavak popülasyonlarının genetik çeşitliliği hakkında bilgi edinilmesini sağlamakta, böylece türün ıslahını ve korunmasını amaçlayan programların daha verimli ve rasyonel planlamasına katkı sunmaktadır.

Abstract:
White poplar (Populus alba L.) is a fast-growing deciduous tree species with high tolerance to abiotic and biotic stresses. This species is also a good candidate for afforestation studies, as it is resistant to changing climatic and environmental changes. Although white poplar generally reproduces sexually, it also reproduces vegetatively with root shoots. In fact, it is known that its clonal individuals are densely found in some areas. In addition, this species has been exposed to long-term human disturbance with the increasing population. Therefore, the genetic resources of the species are damaged due to natural biological events and anthropogenic effects. Hence, the thesis study aimed to evaluate the genetic diversity structure of white poplar populations in Turkey. In this context, leaves of 285 white poplar trees distributed in 15 different populations were collected, genomic DNA was isolated and isolated DNA was assessedusing 10 SSR molecular markers. As a result of the analyses, it was determined that the genetic diversity level of white poplar populations was relatively high (Ho: 0.50, He: 0.58). By AMOVA analysis, it was found that 84.20% of the genetic variation was within the population. In general, it was observed that as the distance between populations decreased, gene flow (Nm) increased and thus genetic differentiation decreased. PCA, structural and phylogenetic analysis data also supported these results. However, it was determined that the three populations located at the highest altitude andgeographically farthest (Erzurum-Oltu, Kayseri-Akkoy and Konya-Meram) were significantly different from the others. In addition to these three populations, it was observed that clonal reproduction is intense in populations close to the city center. It was found that white poplar populations sampled from riparian and floodplain forest ecosystems have higher genetic diversity and more unique alleles. In order not to lose this genetic diversity, it is recommended that the Eskisehir-Porsuk Stream, Edirne-Tunca River and Samsun-Bafra populations be protected in-situ. Our study provides information about the genetic diversity of white poplar populations in Turkey, thus contributing to more efficient and rational planning of programs aimed at breeding and conservation of the species.