Türkiye`de yetiştirilen yerli ve kültür sığır ırklarının genetik yapılarının mikrosatelitler ile incelenmesi

Abstract

TÜRKİYE'DE YETİŞTİRİLEN YERLİ VE KÜLTÜR SIĞIR IRKLARININGENETİK YAPILARININ MİKROSATELİTLER İLE İNCELENMESİÖZETBu çalışmada, Türkiye'de yetiştirilen yerli ve kültür sığır ırklarının genetikyapısı 7 mikrosatellit bölgesi (TGLA122, TGLA227, ETH10, ETH225, HEL5,ILSTS005, ILSTS006) kullanılarak incelenmiştir.Çalışmada genetik varyasyon ölçütlerinden biri olan ortalama gözlenen allelsayısının 11.286 (GAK) ila 7.571 (Jersey) arasında değiştiği, bir diğer ölçüt olanbeklenen heterozigotluk değerlerinin (HE) ise 0.7345 (Jersey ) ila 0.8114 (Yerli Kara)arasında değiştiği belirlenmiştir. Yerli sığır ırklarında ortalama allel sayısının kültürırlarından daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Yedi mikrosatellit bölgesi ileçalışılması sonucunda; toplam 11 ırka özgün allel gözlemlenmiş olup bu allelleringörülme sıklığı düşük olduğu için ırk belirleyici özelliklerinin olmadığıbelirlenmiştir. Çalışmada elde edilen allel uzunluklarına ait frekanslarincelendiğinde, Türkiye'nin doğusundan batısına doğru gidildikçe bazı mikrosatellitbölgesine ait allel uzunluklarının frekanslarında bir azalma olduğu belirlenmiştir(ETH225, ETH10, TGLA227, HEL5, ILSTS005).Yerli ırklarda görülen allel sayısı yüksekliğinin ve bazı allel frekanslarındagörülen doğudan batıya doğru gidildikçe azalmanın nedenlerinin; Türkiye'nincoğrafi konum olarak sığırın evcilleştirme merkezine yakın oluşundankaynaklanabileceği gibi Türkiye'nin doğusundaki ırklarda zebu bireyleri ilekarışımın olması nedeniyle de olabileceği tahmin edilmektedir. Türkiye'deki yerli vekültür ırklarına zebu allelleri ile karışımın olduğu düşünülen allel frekanslarındanyararlanılarak, yaklaşık zebu karışım oranları hesaplanmıştır. Bu karışım oranlarıdeğerlerinin yerli ırklarda %12.58 (DAK) ila %8.11 (Bozırk) arasında değiştiğibelirlenmiş, kültür sığır ırklarında ise bu oranların %0.34 (Jersey) ila %6.2 (SiyahAlaca) arasında değiştiği tespit edilmiştir. Ayrıca çalışmada Türkiye'de yetiştirilenkültür sığır ırklarından yerli sığır ırklarına da bazı allellerin karışmış olduğubelirlenmiştir. Bu karışım oranları incelendiğinde, Jersey ırkından yerli sığır ırklarınakarışımın olduğu düşünülen allellerin yaklaşık oranları değerlerinin %18.84 (YerliKara) ila %30.5 (Bozırk) arasında olduğu belirlenmiştir. Siyah alaca ırkından yerlisığır ırklarına karışımın olduğu düşünülen allellerin yaklaşık karışım oranıdeğerlerinin ise, %7.52 (GAK) ila %15.63 (Bozırk) arasında değiştiği belirlenmiştir.Esmer İsviçre ırkından yerli sığır ırklarına karışımın olduğu düşünülen allellerinyaklaşık karışım oranlarının ise %6.54 (DAK) ila %24.82 (Bozırk) arasında değiştiğibelirlenmiştir.Çalışmada FIS değerlerinin -0.0368 ila 0.1488 arasında değiştiği belirlenmişolup, yapılan önemlilik testi sonucunda populasyonların Hardy-Weinberg dengesindeolduğu belirlenmiştir. FST değerleri incelendiğinde ise, bu değerlerin yerli ırklarda0.0104 ila 0.03442 arasında değiştiği belirlenmiş olup bu değerin aynı ırkın farklıpopulasyonları arasında yapılan karşılaştırmalara eşit yada daha az olduğubulunmuştur. Kültür ırklarında gözlenen FST değerlerinin ise yerli ırklar aralığının enaz üç katı daha fazla değerde olup 0.0445 ila 0.09816 arasında değiştiğibelirlenmiştir.Türkiye'de yetiştirilen yerli ve kültür sığır ırklarının genetik yapıları 7mikrosatellit bölgesi sonuçlarına dayanılarak yapılan AMOVA, FST Değerleri,Genetik Yapı Testi, Irkları Tanımlama Değeri, Faktöriyel Birleştirici Analiz, AllelPaylaşım Uzunluklarının Ölçümü gibi analiz metodlarının sonuçlarına göre yerli sığırırklarının birbirlerinden net olarak ayrılamadığı, çalışılan farklı ırklara ait bireylerinbirbirleri ile öbeklendiği görülmüştür. Yerli sığır ırkları arasında çalışılan 7mikrosatellit bölgesi açısından ırklar arasında az bir genetik farklılaşmanın olduğubelirlenmiştir. Yapılan Mantel test sonucunda, allellerin doğu-batı geçişlideğişiminden de bekleneceği gibi, coğrafik uzaklık ve DS genetik uzaklık değerleriarası korelasyonun önemli olduğu belirlenmiştir. Irkların yok olma tehlikesi geçiripgeçirmediğinin test (bootleneck testi) edilmesi sonucunda yakın geçmişte hiçbir ırkınyok olma tehlikesi ile karşı karşıya kalmadığı belirlenmiştir.Elde edilen tüm sonuçlar birlikte değerlendirildiğinde, 7 mikrosatellitedayalı çalışılma sonucunda fenotipik olarak o ırka ait olan yerli ırklar, genetik olarak

birbirlerinden ayrılamamıştır. Genetik olarak tüm yerli ırk bireylerinin tek bir genhavuzuna ait gibi davrandığı görülmektedir.AN INVESTIGATION ON GENETIC STRUCTURE OF NATIVEAND CULTURAL CATTLE BREEDS IN TURKEY BY USINGMICROSATELLITE MARKERSABSTRACTIn this study, the genetic variation within and among Turkish native andcultural cattle breeds was analyzed by using 7 microsatellite loci (TGLA122,TGLA227, ETH10, ETH225, HEL5, ILSTS005, ILSTS006).It was determined that observed average number of alleles rangedfrom 11.286 (South Anatolian Red) to 7.571 (Jersey) and expected heterozygosity(HE) values ranged from 0.7345 (Jersey) to 0.8114 (Anatolian Black). Averagenumber of alleles in native cattle breeds was higher than average number of alleles incultural breeds. As a results of the analyses of 7 microsatellite loci, totally 11 privatealleles were observed. However, these alleles could not be used for breeddetermination since they have very low frequencies. A decreasing gradient in thefrequencies of alleles of several microsatellite loci (TGLA122, TGLA227, ETH10,ETH225, HEL5, ILSTS005, ILSTS006) was observed from eastern to western Turkey.It is assumed that the reason for high observed number of alleles in nativebreeds and the decrease in the frequencies of several alleles from eastern to westernTurkey were that Turkey is close to the domestication center of cattle as aconsequence of its geographical location and that there is admixture with zebuindividuals and individuals of the breeds in eastern Turkey. Approximate rations ofzebu contribution to native and cultural breeds in Turkey were calculated by usingthe frequencies of alleles that were thought to have contribution from zebu alleles.Rations of zebu contribution ranged from 12.58% (East Anatolian Red) to 8.11%(Grey Steppe) in native breeds and ranged from 0.34% (Jersey) to 6.2% (Holstein) incultural breeds. Additionally, in the present study it was determined that there isallele contribution from cultural cattle breeds to native cattle breeds in Turkey.Approximate rations of contribution of alleles from Jersey to native breeds rangedfrom 18.84% (Anatolian Black) to 30.5 % (Grey Steppe). Rations of contributionof alleles from Holstein to native breeds ranged from 7.52 % (South Anatolian Red)to 15.63 % (Grey Steppe) and rations of contributions of alleles from Brown Swiss tonative breeds ranged from 6.54 (East Anatolian Red) to 24.82 5 (Grey Steppe).In the present study, it was determined that FIS values ranged from -0.0368 to0.1488 and that all of the populations were in the Hardy-Weinberg Equilibrium. FSTvalues ranged from 0.0104 to 0.03442 in native breeds and this value was same orlower when calculated for comparisons of different populations of the same breed.FST values in cultural breeds ranged from 0.0445 to 0.09816 and these values were atleast three times higher than that of native breeds.Results of different analyses (AMOVA, Calculating FST Values, GeneticStructure Test, Determining Breed Integrity Values, Factorial CorrespondenceAnalysis, Measuring Allele Sharing Distance) done in native and cultural cattlebreeds in Turkey based on 7 microsatellite loci showed that native cattle breeds werenot differentiated from each other genetically and individuals from different breedswere clustered together. Therefore, it was determined that based on 7 microsatelliteloci studied, there was a little differentiation among native cattle breeds. As it wasalso expected from the change in frequency of alleles from east to west, result ofMantel test showed that there is a significant correlation between geographic distancean DS genetic distance values. It was also tested by Bottleneck test whether breedshad any risk of extinction in the near past and results of this test showed that none ofthe breeds had an extinction risk in the near past. The interpretation of all of theresults based on 7 microsatellite loci led to the conclusion that native breedsphenotypically belonging to a specific breed could not be differentiated genetically.Therefore, it was observed that genetically, individuals of all of the native cattlebreeds acted as members of one common native gene pool.