Bazı Önemli Bitki Türlerinin Kloroplast matK Geni Filogenisi
CHLOROPLAST matK GENE PHYLOGENY OF SOME IMPORTANT SPECIES OF PLANTS
Yazar: İnce, A. G.; Karaca, M.; Onus, A. N.; Bilgen, M.
Dergi: Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, Vol. 18 No. 2, 2005
Anahtar kelimeler: Agricultural Engineering ; Ziraat Mühendisliği ; Bootstrap, Bitki Familyaları, Kloroplast, matK, Moleküler Filogeni ; Bootstrap,Plant Families,Chloroplast,matK,Molecular Phylogeny

Bu çalışmada, genomda bulunan genlerin çoğundan daha fazla varyasyon gösteren ve kloroplasta bulunan matK geninin moleküler filogeni çalışmalarında kullanımı araştırılmıştır. Çalışma da kloroplast matK geni DNA sekansları kullanılarak 26 farklı familyaya ait 142 bitki türünde, takım, familya, cins ve türler arasındaki evrimsel ilişkilerin belirlenebilmesi amaçlanmıştır. Cins ya da türler arasındaki genetik akrabalıkların belirlenmesi modern ve geleneksel ıslah metodları kullanılarak gerçekleştirilecek genetik ilerlemeler için çok önemlidir. 730-1545 nükleotid dizilimli kloroplast matK geni sekansı Gen Bankası’ndan alınmış ve Clustal W programı kullanılarak bu DNA sekanslarının sekansta bulanan baz içerikleri sıralanmıştır. “PAUP*” programı kullanılarak “Maksimum parsimony” metoduyla filogenetik ilişkiler belirlenmiştir. Parsimony analizinden elde edilen filogeni sonuçları daha önceden yapılmış olan tekli ve çoklu gen analizleri sonuçlarıyla benzerlik gösterdiği gibi elde edilen sonuçlar önemli türlerin akrabalıklarını belirlemede de daha iyi sonuçlar vermiştir. Analiz sonuçları açık tohumlu bitki türlerinin (Pinus thunbergii, Pinus attenuata and Ginko biloba) monokotiledonlar ve dikotiledonlardan oluşan kapalı tohumlu bitki türlerinden oldukça farklı olduğunu göstermiştir. Ayrıca C4 metabolizmasına sahip bitkilerden Cynodon dactylon, Panicum capilare, Zea mays ve Saccharum officiarum’un ortak atadan gelmelerine karşın C3 metabolizmasına sahip Triticum, Avena, Hordeum, Oryza ve Phalaris bitkilerinde farklı ya da benzer atadan yayıldıkları tespit edilmiştir. Bu çalışmada ayrıca Fabaceae (Fabales), Rosaceae (Rosales), Moraceae (Uriticales), Cannabeceae (Uriticales) and Uriticaceae (Uriticales). Malvaceae (Malvales) ve Brassicaceae (Brassicales) arasındaki veya içerisindeki ilişkiler tartışılmıştır. Genel olarak alınan sonuçlar matK gen sekansı Tek Dizi Polimorfizmi (TDP) çalışmalarında, veya Polimeraz Zincir Reaksiyonu, (PZR) analizleriyle familya, cins ve türlerin kendi içlerinde ve türler arasındaki ilişkileri en iyi şekilde belirlenmesini sağlayabileceği gibi bitki sistematiğinde de başarıyla kullanılabileceğini göstermiştir

In this study using the chloroplast matK DNA sequence, a chloroplast-encoded locus that has been shown to be much more variable than many other genes, from one hundred and forty two plant species belong to the families of 26 plants we conducted a study to contribute to the understanding of major evolutionary relationships among the studied plant orders, families genus and species (clades) and discussed the utilization of matK for molecular phylogeny. Determined genetic relationship between the species or genera is very valuable for genetic improvement studies. The chloroplast matK gene sequences ranging from 730 to 1545 nucleotides were downloaded from the GenBank database. These DNA sequences were aligned using Clustal W program. We employed the maximum parsimony method for phylogenetic reconstruction using PAUP* program. Trees resulting from the parsimony analyses were similar to those generated earlier using single or multiple gene analyses, but our analyses resulted in strict consensus tree providing much better resolution of relationships among major clades. We found that gymnosperms (Pinus thunbergii, Pinus attenuata and Ginko biloba) were different from the monocotyledons and dicotyledons. We showed that Cynodon dactylon, Panicum capilare, Zea mays and Saccharum officiarum (all are in the C4 metabolism) were improved from a common ancestors while the other cereals Triticum Avena, Hordeum, Oryza and Phalaris were evolved from another or similar ancestors. In this study, relationships within and between Fabaceae (Fabales), Rosaceae (Rosales), Moraceae (Uriticales), Cannabeceae (Uriticales) and Uriticaceae (Uriticales). Malvaceae (Malvales) and Brassicaceae (Brassicales) were also discussed. Overall, our results indicated that matK gene provides well-defined relationships within and among the families, genus and species; therefore its sequence can be successfully used in Single Nucleotide Polymorphism (SNP) or part of the sequence as DNA fragment analysis using PCR in plant systematic.