Kültürü yapılan korunga (Onobrychis mill., baklagiller) taksonları ve bazı yabani akrabalarının moleküler sitogenetik yöntemler ile karakterizasyonu

Abstract

Sunulmuş olan bu tez çalışmasında kültürü yapılan Onobrychis (O. viciifolia, O. arenaria, O.transcaucasica) türleri ile bazı yabani türlerin genom yapı ve organizasyonları nispeten yeni moleküler sitogenetik yöntemler ile incelenmiştir. Çalışmada kullanılmış olan Onobrychis aksesyonları USDA-NPGS koleksiyonundan tedarik edilmiştir. Çalışmada 35 farklı Onobrychis türünün kromozom sayıları tespit edilmiştir. Türlerin x = 7 ve x = 8 olmak üzere 2 farklı temel kromozom sayısına sahip olduğu belirlenmiştir. Diploid türlerde kromozom sayısı 2n = 2x = 14 ve 2n = 2x = 16 olarak değişiklik gösterirken, poliploid türlerde O. subacaulis (2n = 4x = 32) türü hariç 2n = 4x = 28 olarak saptanmıştır. O. pallasi (2n = 14), O. sternohiza (2n = 14) ve O. vaginalis (2n = 16) türlerine ait kromozom sayıları ilk defa bu çalışmada saptanmıştır. Onobrychis genomları fluorasan in situ hibridizasyon ve genomik in situ hibridizasyon metodu ile ilk defa bu çalışmada analiz edilmiştir. Yapılan FISH analizlerinde prob olarak 35S ve 5S rDNA kullanılmış ve 33 farklı Onobrychis türünün mitotik kromozomları üzerindeki rDNA lokuslarının sayı ve fiziki lokasyonları belirlenmiştir. Diploid türlerde, 35S rDNA lokusu sayısı 1 ile 4 çift arasında değişiklik gösterirken, 5S rDNA lokus sayısının 1 ile 2 çift arasında değiştiği gözlenmiştir. Analiz edilmiş diploid türlerde 35S rDNA lokusunda 5S rDNA lokusuna nazaran daha fazla varyasyon olduğu gözlemlenmiştir. Poliploid türlerde O. subacaulis hariç 2 çift 35S rDNA lokusu ve 4 çift 5S rDNA lokusu saptanmıştır. O. subacaulis türünde her iki lokus içinde eliminasyon gözlemlenmiştir. Flow sitometri metodu ile FISH analizlerinde kullanılan spesifik genotipler üzerinde çekirdek DNA içeriği analizi yapılmış ve 2C çekirdek DNA içeriğinin diploid Onobrychis türlerinde yaklasık 2.5 misli farklılık göstererek 0,65 pg ile 1,47 pg arasında değişim gösterdiği saptanmıştır. Poliploid Onobrychis türlerinde ise 2C çekirdek DNA içeriği 2,43 pg ile 2,83 pg arasında değişiklik gösterdiği belirlenmiştir. Çalışmada ayrıca 30 farklı aksesyonda nrITS bölgesi kullanılarak moleküler filogeni analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre poliploid türlerin çoğunlukla aynı kladda yer aldığı gözlemlenirken, diploid türler arasında önemli bir varyasyon olduğu ve her 3 kladda da yer aldıkları saptanmıştır. Onobrychis türlerinin çalışma kapsamında belirlenmiş olan kromozom sayıları, 35S ve 5S rDNA lokus sayıları ve çekirdek DNA içeriklerine ait değerler ayrı ayrı analiz edilerek filogenetik ağaç üzerinde haritalanmıştır. Yapılan bu analiz sonuçlarına göre Onobrychis cinsinde ansestör temel kromozom sayısının x = 8 olduğu saptanmıştır. Bir çift homolog 5S rDNA lokusu ansestör olarak belirlenmiştir. Çekirdek DNA içeriğinin diploid türlerde poliploid türlere nazaran daha dinamik olduğu saptanmıştır. Tüm bunlara ek olarak çalışmada en yaygın şekilde kültürü yapılan tür olan O. viciifolia' nın progenitörleri hakkında ön bilgi edinebilmek amacıyla Genomik in situ hibridizasyon analizi de yapılmış ve O. kachetica diploid türünün genomu ile O. viciifolia genomu arasında oldukça yüksek derecede benzerlik olduğu saptanmıştır. Bu sonuçlara göre diploid O. kachetica türünün O. viciifolia' nın progenitörü veya progenitörlerinden birisi olabileceği sonucuna varılmıştır. Ancak kesin sonuç için daha çok sayıda analizin yapılması gerekmektedir.

In this presented thesis study, cultivated species (O. viciifolia, O. arenaria, O. transcaucasica) and some of wild species of Onobrychis genus were analysed in details to obtain information about their genom structure and organisation using molecular cytogenetic methods. Accessions of Onobrychis species used in this study were obtained from USDA-NPGS collection. Chromosome numbers of 35 different Onobrychis species were determined. Two different basic chromosome numbers, x = 7 ve x = 8, were determined. Diploid species have 2n = 2x = 14 and 2n = 2x = 16, while poliplod species (except O. subacaulis 2n = 4x = 32) have 2n = 4x = 28 chromosome number. Chromosome numbers were found for O. pallasi (2n = 14), O. sternohiza (2n = 14) and O. vaginalis (2n = 16) species presented here for the first time. The genom structure of Onobrychis genus is presented here using fluorescense in situ hybridisation and genomic in situ hybridisation methods for the first time. The number and localization of rDNA loci were determined using fluorescense in situ hybridisation with 35S and 5S rDNA probes along somatic chromosomes of 33 Onobrychis species. In diplod species, 35S rDNA loci ranged from 1 to 4 per, 5S rDNA loci was determined 1 or 2 per along somatic chromosomes of Onobrychis species. In analysed diploid species, 35S rDNA loci was more variable than 5S rDNA loci. Except O. subacaulis, 4 per 5S and 2 per 35S rDNA loci were determined in all polyploid species. Elimination of both rDNA loci was observed in O. subacaulis. The genome size of genotypes which were analysed with FISH was estimated using flow cytometry and 2C nuclear DNA content in diploid species studied ranged from 0,65 pg to 1,47 pg shown almost 2,5 fold difference. Genome sizes of poliploid specis changed from 2,43 pg to 2,83 pg. Phylogenetic relationship inferred using nrITS sequences of 30 onobrychis species. In the phylogenetic tree resulting from data set, polyploid species mostly (except O. subacaulis) were placed in same clad whereas diploid species were place in different clades. The nuclear genome size, number of rDNA loci and basic chromosome number were mapped onto the phylogenetic tree seperately. Ancestral basic chromosome number was identified as x = 8. The interpretation of the rDNA locus patterns in a phylogenetic context revealed that the ancestral state was 1 per locus for 5S rDNA. To obtain information about the origin of the most well known cultivated species which is O. viciifolia was tested using GISH. Due the high genome similarity, O. kachetica was suggested one of the putative progenitors or progenitor diploid species. However, more experiments are required to be precise about the progenitor of O. viciifolia.