Investigating phylogeographic structure of the oakgall wasp Andricus tomentosus in Turkey using CYT Bgene and ITS2 region sequences

Abstract

Pek çok tür bitkilerde gal adı verilen yapıların oluşumunu sağlayarakgallerden besin temin ederek ve korunaklı bir yerde gelişimini sürdürme yeteneğikazanmıştır. Meşelere zorunlu parazit bir tür olarak kabul edilen Andricustomentosus eşeysiz jenerasyon gallerini Quercus seksiyonundan meşelerdeoluşturur. Çalışma materyali olan türün galleri Türkiye'den 12 farklı lokasyondantoplandı. Bu tez çalışmasında A. tomentosus türünün genetik çeşitliliği ve mevcutçeşitliliğin coğrafik dağılımı, populasyonların geçirmiş olduğu muhtemelgenişleme ve daralma olayları, ana soy hatlarının ayrışma zamanları ve genetikçeşitliliğin bugünkü dağılımına neden olan muhtemel olayların araştırılmasıamaçlanmıştır. Bu amaçla, mitokondriyal DNA sitokrom b geninin 433 baz çiftlikbir kısmı ile nüklear genomdan ITS2 bölgesinin tamamı çoğaltılmış vedizilenmiştir. Dizilenen 120 bireyden 36 haplotip ve 11 alel belirlenmiştir. VerilerA. tomentosus türünün Türkiye'deki popülasyonlarında orta, hatta yükseksayılabilecek bir genetik çeşitliliğin olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, nükleotidçeşitliğiyle karşılaştırıldığında yüksek haplotip çeşitliliği türün geçmişte genişlemegösterdiğine işaret etmiştir. Türün filogenetik ve filocoğrafik yapılanmasınıaraştırmak için yapılan ML, MP ve Bayesian analizleri haplotiplerin bazıgruplamalar oluşturduğu ortaya koymuştur. Moleküler saat uygulamasının dayapıldığı analizler A. tomentosus türünün dış grup türlerden Miyosen dönemindeayrıldığına işaret etmiştir. Bu ayrışmayı takip eden bazı olaylar derin ayrışmalarailave olarak daha orta ve yakın zaman farklılaşmaları olduğunu da göstermektedir.Genel olarak bu tez çalışması ile elde edilen bulgular A. tomentosus türününgeçmişteki dalgalanmalardan özellikle de son dönem olaylarından etkilendiğineişaret etmektedir

Many species have evolved the ability to redirect plant growth anddevelopment to result a unique structure called galls, which provide gall inducingorganisms with unique protection and food. Andricus tomentosus as an obligateparasitic gall wasp species forming its asexual generation galls in the sectionQuercus oaks were collected from 12 localities across Turkey. This thesis isdesigned to investigate and reveal genetic variation and its geographic distribution,population changes through expansion and contractions, divergence times betweenmajor lineages, as well as the possible reasons for the current distribution of geneticdiversity. For these purposes, a 433 base pairs of mitochondrial DNA cytochromeb gene and the entire ITS2 region from nuclear genome were amplified andsequenced. All sequences generated 36 mtDNA haplotypes and 11 ITS2 alleles.Intermediate to high genetic variation was detected in A. tomentosus populations inTurkey. In addition, the higher diversity of haplotypes and lower diversity ofnucleotide is an indication of population expansion. ML, MP, and Bayesianinference to reveal phylogenetic and phylogeographic structure of the species inTurkey also revealed that there is a geographical haplotype grouping. Applicationof molecular clock showed that the splitting of A. tomentosus from the outgroupspecies took place during the Miocene Epoch. Subsequent diversifications seem tohave taken place within the species creating deep to intermediate to relativelyshallow splits in A. tomentosus species in Turkey. The overall findings of this thesisrevealed that factors such as paleoenvironmental changes and paleoclimaticoscillations have impacted their imprints on A. tomentosus in Turkey