İç Anadolu Bölgesinde yetişen Isatis Glauca`nın genetik çeşitliliğinin moleküler işaretleyicilerle karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada İç Anadolu bölgesinde yayılış gösteren Isatis glauca Aucher ex Boiss'nın dört alttürüne [I. glauca subsp. glauca, subsp. galatica Yıldırımlı, subsp. iconia (Boiss. et Heldr.) Davis, subsp. sivasica (Davis) Yıldırımlı] ait 67 aksesyondan oluşan dokuz popülasyonda genetik çeşitliliğin karakterizasyonu çoğaltılmış parça uzunluğu polimorfizmi (AFLP) yöntemiyle yapıldı. Çalışmada kullanılan sekiz farklı EcoRI-MseI primer kombinasyonu 793'ü (%98,5) polimorfik olmak üzere toplam 805 lokus üretti. AFLP ile elde edilen veriler GDA (Genetik veri analiz) yazılım programı ile analiz edildi. Ortalama polimorfik lokus oranı, ortalama etkili alel sayısı ve ortalama genetik çeşitlilik değerleri sırasıyla P= 0,59, A= 1,59 ve He= 0,23 olarak tespit edildi. Popülasyonlar arasında genetik farklılaşma ?P= 0,24 olarak hesaplandı. Pearson'a göre genetik veriler ve eko-coğrafik faktörler arasında herhangi bir korelasyon gözlenmezken çoklu regresyon analizine göre bütün eko-coğrafik faktörler bir araya geldiğinde genetik verilerin üzerine etkilerinin dikkate değer oranda yüksek olduğu gözlendi. Temel bileşenler analizi ile elde edilen üç bileşen genetik çeşitliliğin %85,61'ini açıkladı. Genetik uzaklık değerlerine göre UPGMA yöntemiyle oluşturulan dendogramda örnek grupları iki ana gruba ayrıldı. Dokuz I. glauca popülasyonu dal sayısı, bitki uzunluğu, bitki bazal kısım çapı, bitki medyan kısım çapı, bitki apikal kısım çapı, meyve genişliği ve uzunluğu, meyve sap uzunluğu, meyve şekli, meyve bazal kısım şekli, meyve apikal kısım şekli, lokulus, ondüllenme, meyve rengi ve apikal durum gibi morfolojik karakterlerdeki varyasyon bakımından da karakterize edildi. Meyve uzunluğu en az varyasyon gösteren karakter (VK = 0,08-0,17) olarak gözlenirken, dal sayısı en fazla varyasyon gösteren karakter (VK= 0,22-0,86) olarak gözlendi. Pearson korelasyonu, çoklu regresyon ve temel bileşenler analizi (TBA) sonuçları eko-coğrafik faktörlerin morofolojik varyasyon üzerine önemli etkisinin olduğu gösterdi. Temel koordinatlar analizi örnek gruplarının uzaysal dağılımını gösterdi. Sonuç olarak I. glauca alttürleri arasında morfolojik varyasyonun ve genetik çeşitliliğin yüksek düzeyde olduğu ve AFLP yönteminin doğal popülasyonların genetik yapılarının karakterizasyonu ve genetik çeşitlilik düzeyinin tespit edilmesinde etkili bir yöntem olduğu belirlendi. Morfolojik karakterizasyon sonuçları oldukça bilgi verici olmasına rağmen doğal bitki türlerinin morfolojik karakterizasyonu bir ön çalışma olarak yapılabilir ve moleküler teknikler gibi yöntemleri tamamlayıcı yöntemler olarak kullanılabilir.

In this study, characterization of genetic diversity in four subspecies [Isatis glauca subsp. glauca, subsp. glalatica Yıldırımlı, subsp. sivasica (Davis) Yıldırımlı, subsp. iconia (Boiss. et Heldr.) Davis] of Isatis glauca Aucher ex Boiss. distributed widely in the Central Anatolia Region was analysed by Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP). Four subspecies represented by 67 accessions, which formed nine different populations. In AFLP analysis, eight different EcoRI-MseI primer combinations were used and 805 AFLP loci produced, 793 of which (98.5%) were polymorphic. Data obtained through AFLP method was computed by using GDA (Genetic Data Analysis) a software program. The average proportion of polymorphic locus, average number allel and average number of allele per polymorphic locus, and average gene diversity values were found as P= 0.59 A= 1.59, Ap= 2.00 and He= 0.23 respectively. Genetic differentiation among the populations were detected as ?P= 0.24 According to Pearson correlation analysis, there was not any correlation between the genetic data and the eco-geographical factors. It was observed that when all the eco-geographical factors combined, they had significant effect on genetic indices according to multiple regression analysis. The principal component analysis explained 85.61% of the genetic variation by extracted three components. According to the genetic distance matrix between populations using UPGMA method a dendogram was constructed, in which populations were clustered into two main clusters. Nine Isatis glauca subspecies populations were also characterized in terms of variation in morphological characters, which were number of branch, plant height, diameter of stem base, diameter of middle stem, diameter of apical stem, width and length of fruit, length of fruit stalk, fruit shape, fruit base shape, fruit apices shape, loculus, ondulation, fruit color and apical process of fruit. Number of branch was the most variable (CV = 0.22-0.86) character, while fruit length was the least variable (CV = 0.08-0.17) character. According to Pearson?s correlation, multiple regression and principal component analysis (PCA) analysis eco-geographical factors had substantial effect on morphological variation. Principal coordinate analysis (PCoA) showed genetic distances between populations on a screen plot. Consequently, Isatis glauca L. subspecies had higher level of morphological variation and genetic diversity, and AFLP, which revealed high polymorphism and differentiated populations can be used conveniently for population genetic studies. We also determined that eco-geographical factors had significant effect on morphological variation of Isatis glauca subspecies. Although result are quite informative, morphological characterization of natural plant species could be performed as a preliminary study and used complementary with other methods such as molecular marker techniques.