Genetic characterization of Pinus nigra subspecies pallasiana varieties, natural populations (seed stands), seed orchards and plantations

Abstract

oz Pinus nigra SUBSPECIES paUasiana VARYETELERİNİN, DOĞAL POPULASYONLARININ (TOHUM MEŞCERELERİ), TOHUM BAHÇELERİNİN VE PLANTASYONLARININ GENETİK KARAKTERİZASYONU Çengel (Nazlıer) Burcu Doktora, Biyoloji Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Zeki Kaya Temmuz 2005, 115 sayfa Pinus nigra subsp. pallasiana, Türkiye'nin ekonomik açıdan önemli ve en geniş yayılışa sahip türlerinden birisidir Bu çalışmanın öncelikli amacı, doğal ve yönetilen tohum kaynaklarının genetik çeşitlilik parametrelerini belirleyerek ormancılık etkinliklerinin etkisini ortaya koymaktır, ikinci amaç ise Anadolu karaçamının Türkiye'deki 2 varyetesinin genetik yapısını ortaya koymaktır. Tohum meşcereleri, tohum bahçeleri ve ağaçlandırmalar 11 RAPD primeriyle taranmış ve 152 polimorfik DNA lokusu elde edilmiştir. Varyeteler, referans tohum kaynağı ve tohum meşcereleri 7 primerle taranmış ve 66 polimorfik DNA lokusu elde edilmiştir. Ortalama etkili allel sayısı 1.68±0.030; gözlenen heterozigotluk 0.49±0.024; beklenen heterozigotluk 0.38±0.014 ve polimorfik lokus oram %93 olarak tahmin edilmiştir. Tohum kaynağı kategorileri arasında genetik çeşitlilik parametreleri açısından anlamlı fark bulunmamıştır ancak, tohum meşceresi ve ağaçlandırma kategorilerinde gurup içi farklılıklar gözlenmiştir. Doğal meşcereler için hesaplanan ortalama Fst değeri toplam genetik çeşitliliğin % 94'ünün populasyon içinde olduğunu göstermektedir. VITüm tohum kaynağı kategorileri için Nei'nin genetik mesafe değerleri 0.03- 0.14 arasında bulunmuştur. Diğer yandan, varyeteler için hesaplanan genetik mesafe değerleri doğal tohum kaynaklarından daha yüksektir (0.07-0.19). Varyetelerin doğal tohum kaynaklarıyla kıyaslandığı dendrogramda da, varyeteler doğal meşcerelerden belirgin olarak ayrılmıştır. RAPD belirteçleriyle elde edilen sonuçlar, doğal meşcereler bazında karşılaştırılan genetik çeşitlilik parametrelerinin tohum meşcereleri, tohum bahçeleri ve plantasyonlar arasında belirgin farklılıklar olmadığını ortaya koymuştur. Ancak varyetelerin genetik ayrışmalarını kesin olarak tesbit edebilmek için yeni çalışmalar gerekmektedir. Anahtar Kelimeler: Pinus nigra, RAPD belirteçleri, genetik çeşitlilik, tohum meşceresi, tohum bahçesi, plantasyon, varyete. VII

ABSTRACT GENETIC CHARACTERIZATION OFPinus nigra SUBSPECIES pallasiana VARIETIES, NATURAL POPULATIONS (SEED STANDS), SEED ORCHARDS AND PLANTATIONS Çengel (Naziler) Burcu Ph. D. Department of Biology Supervisor: Prof. Dr. Zeki Kaya June 2005, 1 15 pages Pinus nigra subsp. pallasiana is one of the most widespread and economically important forest tree species in Turkey. Primary objective of the present study was to to reveal the effects of forestry practices by determining genetic diversity of natural and managed seed sources by means of RAPD markers. Secondly, two varieties were also investigated to reveal their pattern of genetic variation. Seed stands, seed orchards and plantations were screened against 1 1 RAPD primers and generated 152 polymorphic DNA loci. Two varieties were compared with a reference seed source and 4 natural seed sources. Seven primers generated 66 polymorphic DNA loci. An overall average for effective number of alleles was 1.68±0.030; observed heterozygosity was 0.49±0.024; expected heterozygosity was 0.38±0.014 and proportion of polymorphic loci was 93% for all seed sources considered. Results revealed that there was no considerable variation between seed source categories but some degree of variation was observed within seed orchards and plantations. Mean Fst value estimated for the natural populations revealed that 94% of the total genetic variation was within populations. Nei's genetic distance values were also estimated for seed source categories (0.03-0.14). Nevertheless, varieties' genetic distance values were considerably higher ivthan other natural seed sources (0.07-0.19). Their dendrogram also claimed that two varieties are genetically different from natural populations. The extent of genetic diversity explored by RAPD markers revealed that forestry practices caused no major changes in the managed populations with respect to natural populations. Moreover, further study is needed to illustrate genetic divergence of varieties. Key Words: Pinus nigra, RAPD markers, genetic diversity, seed sources, varieties.